內(nèi)燃機(jī)排放以及控制要點(diǎn)

1、內(nèi)燃機(jī)排放以及控制要點(diǎn)教 材內(nèi)燃機(jī)排放與控制 張翠平 王鐵 機(jī)械工業(yè)出版社汽車排放及控制技術(shù) 第2版 龔金科 人民交通出版社主要參考書課程目的 汽車排放污染與控制技術(shù)課程是車輛工程專業(yè)一門重要的專業(yè)課程，其教學(xué)目的是：通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握汽車發(fā)動(dòng)機(jī)三種有害氣體排放物即一氧化碳CO、碳?xì)浠衔颒C、氮氧化合物NOx及光化學(xué)煙霧和微粒的生成機(jī)理和影響因素，掌握發(fā)動(dòng)機(jī)有害排放物控制的基本理論與方法、凈化技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)，主要包括汽油機(jī)和柴油機(jī)的機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)、后處理凈化技術(shù)，掌握氣體污染物的測(cè)量原理和方法以及微粒的測(cè)量和分析。 了解燃料性質(zhì)對(duì)排放的影響，了解車用汽油機(jī)污染物排放法規(guī)和車用柴油機(jī)

2、排氣煙度及可見污染物排放法規(guī)，了解歐美等國(guó)家的排放法規(guī)及其最新發(fā)展。 在學(xué)完本課程之后，應(yīng)具備分析和設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)的能力，能開展發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染及控制技術(shù)方面的研發(fā)工作。 學(xué)時(shí)分配 章節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)1環(huán)境污染與內(nèi)燃機(jī)排放污染物22內(nèi)燃機(jī)排放污染物的生成機(jī)理與影響因素43汽油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)44汽油機(jī)后處理凈化技術(shù)45柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)46柴油機(jī)后處理凈化技術(shù)47排放污染物的測(cè)試技術(shù)48汽車排放法規(guī)及測(cè)試規(guī)范39車用低排放燃料及新型動(dòng)力系統(tǒng)3合計(jì)32第1章 環(huán)境污染與內(nèi)燃機(jī)排放污染物1.1 環(huán)境污染與保護(hù)1.2 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1.3 大氣污染與汽車 1.4 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物及其危害1.

3、5 污染物的評(píng)定指標(biāo) 目前全球環(huán)境問題表現(xiàn)為森林植物破壞、水土嚴(yán)重流失、土地沙漠化擴(kuò)大、生物多樣性減少、大氣污染日益嚴(yán)重、溫室效應(yīng)加劇、大氣臭氧層破壞、酸雨蔓延、能源危機(jī)、水污染加劇、各種自然災(zāi)害頻繁發(fā)生等等。 總之，生態(tài)平衡遭破壞，環(huán)境嚴(yán)重惡化，將嚴(yán)重危害人體健康，發(fā)展下去最終將使自然界失去供養(yǎng)人類生存的能力。 因此環(huán)境問題己成為國(guó)際性熱點(diǎn)問題，引起人們的嚴(yán)重關(guān)注。 1.1 環(huán)境污染與保護(hù) 在諸多的環(huán)境問題中，大氣污染是一個(gè)十分嚴(yán)重的問題。 世界上許多城市都曾出現(xiàn)過很嚴(yán)重的空氣污染事件。 1943年，美國(guó)洛杉磯市發(fā)生了世界上最早的光化學(xué)煙霧事件，此后，在北美、日本、澳大利亞和歐洲部分地區(qū)也先

4、后出現(xiàn)這種煙霧。 經(jīng)過反復(fù)的調(diào)查研究，直到1958年才發(fā)現(xiàn)，這一事件是由于洛杉磯市擁有的250萬輛汽車排氣污染造成的，這些汽車每天消耗約1600 t汽油，向大氣排放1000多噸碳?xì)浠衔锖?00多噸氮氧化物，這些氣體受陽(yáng)光作用，釀成了危害人類的光化學(xué)煙霧事件。 1952年12月倫敦上空受強(qiáng)冷空氣控制，形成逆溫層。 大霧彌漫，連續(xù)四天煙霧籠罩，二氧化琉（SO2）濃度高達(dá)3，顆粒物質(zhì)高達(dá)3。 成千上萬市民胸部憋悶，咳嗽嘔吐，心血管、呼吸系統(tǒng)疾病迅速上升，4天內(nèi)死亡4000多人，造成震驚世界的“倫敦?zé)熿F事件”。 1955年格杉磯又出現(xiàn)“光化學(xué)煙霧事件”，由于汽車排氣造成大氣中臭氧嚴(yán)重超標(biāo)，使煙霧的濃

5、度高達(dá)。 造成大批森林枯黃死亡，成千上萬人得紅眼病，呼吸系統(tǒng)疾病迅速上升，65歲以上老人幾天內(nèi)死亡400多人。 這些典型的大氣污染事件表明，大氣污染與人類對(duì)能源的利用有著密切的關(guān)系。 大氣污染分類按污染區(qū)域分類大氣污染局部污染區(qū)域性污染全球性污染局部污染出現(xiàn)在一個(gè)城市或更小區(qū)域范圍的空氣污染，如北京、廣州、蘭州等城市的空氣污染，其距離尺度一般小于100km2。 區(qū)域性污染范圍在500km2以上的地區(qū)出現(xiàn)的空氣污染，以及這些污染物的跨國(guó)輸送，最典型的是酸雨問題，如北美、歐洲、中國(guó)西南三大酸雨區(qū)。 全球性污染污染范圍在數(shù)千km2以上的大氣環(huán)境問題，如溫室氣體排放引起的全球氣候變化，以及空調(diào)制冷劑和

6、有機(jī)溶劑在使用中排放的氯氟烴（CFCS）對(duì)地球平流層臭氧的破壞等。 大氣污染分類按大氣污染源人為污染源天然污染源生活污染源工業(yè)污染源交通污染源天然污染源是指自然界向大氣排放污染物的地點(diǎn)或地區(qū)，如排放灰塵、二氧化硫、硫化氫等污染物的活火山、自然逸出的瓦斯氣、土壤和巖石的風(fēng)化，以及發(fā)生森林火災(zāi)、地震等發(fā)生自然災(zāi)害的地方.2010年4月22日晚，冰島埃亞菲亞德拉火山噴發(fā)出的黑煙冰島火山噴發(fā) 人為污染源按人們的社會(huì)活動(dòng)功能可分為生活污染源、工業(yè)污染源、交通污染源等。 其中交通運(yùn)輸業(yè)是最主要的污染源之一，汽車、火車、輪船、飛機(jī)等交通工具都需要燃燒燃料，排放廢物，對(duì)大氣造成污染，其中以汽車為甚。 汽車成為

7、主要的運(yùn)輸和代步工具后，在提高社會(huì)生產(chǎn)效率，改善人們生活質(zhì)量的同時(shí)，也消耗了大量的能源，排放的尾氣也成了主要的交通污染源。 與固定污染源相比，汽車尾氣排放的高度與人群呼吸帶相同，排出的污染物長(zhǎng)時(shí)間在城市的街道、樓群中滯留，對(duì)人們健康的危害最直接。 可以說，汽車是一個(gè)流動(dòng)的污染源。 中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法和中華人民共和國(guó)大氣污染防治法制定了環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-1996）我國(guó)評(píng)價(jià)空氣質(zhì)量好壞的科學(xué)依據(jù)1.2 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 2012年根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r和環(huán)境保護(hù)要求，對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了適時(shí)修訂，環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3095-2012）規(guī)定了環(huán)境空氣功能區(qū)分類、標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)、污染物項(xiàng)目

8、、平均時(shí)間及濃度限值、監(jiān)測(cè)方法、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的有效性規(guī)定及實(shí)施與監(jiān)督等內(nèi)容。 GB 3095-2012分期實(shí)施的時(shí)間要求為：GB3095-1996污染物項(xiàng)目包括二氧化硫SO2、總懸浮物顆粒TSP、可吸入顆粒物PM10、氮氧化物NOx、碳氧化物等， 總懸浮顆粒物(Total Suspended Particicular，TSP)：指能懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑100m的顆粒物。 可吸入顆粒物(Particular matter less than10m，PM10)：指懸浮在空氣中，空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑10m的顆粒物。 氮氧化物(以NOX計(jì))：指空氣中主要以一氧化氮和二氧化氮形式存在的氮的氧化物。

9、 鉛(Pb)：指存在于總懸浮顆粒物中的鉛及其化合物。 苯并(a)芘(BaP)：指存在于可吸入顆粒物中的苯并a芘。 氟化物(以F計(jì))：以氣態(tài)及顆粒態(tài)形式存在的無機(jī)氟化物。 GB 3095-2012修訂的主要內(nèi)容有：調(diào)整了環(huán)境空氣功能區(qū)分類，將三類區(qū)并入二類區(qū)； 增設(shè)了細(xì)顆粒物PM（粒徑小于等于）濃度限值和臭氧O38小時(shí)平均濃度限值； 調(diào)整了可吸入顆粒物PM10（粒徑小于等于10m）、二氧化氮、鉛和苯并a芘等的濃度限值； 調(diào)整了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的有效性規(guī)定。 GB 3095-2012將環(huán)境空氣功能區(qū)分為二類：一類區(qū)為自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護(hù)的區(qū)域；二類區(qū)為居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)

10、、工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū)。 一類區(qū)適用一級(jí)濃度限值，二類區(qū)適用二級(jí)濃度限值。 環(huán)境空氣污染物基本項(xiàng)目濃度限值 序號(hào)污染物項(xiàng)目平均時(shí)間濃度限值單位一級(jí)二級(jí)1二氧化硫（SO2）年平均2060g/m324 小時(shí)平均501501 小時(shí)平均1505002二氧化氮（NO2）年平均404024 小時(shí)平均80801 小時(shí)平均2002003一氧化碳（CO）24 小時(shí)平均44mg/m31 小時(shí)平均10104臭氧（O3）日最大 8小時(shí)平均100160g/m31 小時(shí)平均1602005顆粒物（粒徑小于等于 10 m）年平均407024 小時(shí)平均501506顆粒物（粒徑小于等于 2.5 m）年平均153524 小時(shí)平均357

11、5環(huán)境空氣污染物其他項(xiàng)目濃度限值 序號(hào) 染物項(xiàng)目平均時(shí)間濃度限值 單位一級(jí)二級(jí)1總懸浮顆粒物（TSP）年平均80200g/m324 小時(shí)平均1203002氮氧化物（NOx）年平均505024 小時(shí)平均1001001 小時(shí)平均2502503鉛（Pb）年平均0.50.5季平均114苯并a芘（BaP）年平均0.0010.00124 小時(shí)平均0.00250.0025 2011年12月，位于北京的美國(guó)駐華大使館監(jiān)測(cè)到高達(dá)522ug/m3的瞬時(shí)濃度，對(duì)應(yīng)的空氣質(zhì)量指數(shù)已經(jīng)超過上限值。 這也是繼2010年11月21日后，美使館監(jiān)測(cè)到的瞬時(shí)濃度的第二次“爆表”。 表1 空氣污染指數(shù)對(duì)應(yīng)的污染物濃度限值污染指數(shù)

12、污染物濃度（mg/m3）APISO2日均值NO2日均值PM10日均值CO小時(shí)均值O3小時(shí)均值500.0500.0800.050 50.1201000.1500.1200.150100.2002000.8000.2800.350600.4003001.6000.5650.420900.8004002.1000.7500.5001201.0005002.6200.9400.6001501.200空氣污染指數(shù)的定義及分級(jí)限值A(chǔ)PI（Air Pollution Index的英文縮寫）是空氣污染指數(shù)，我國(guó)城市空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)API分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表1： 空氣污染指數(shù)劃分為050、51100、101150、1512

13、00、201250、251300和大于300七檔，對(duì)應(yīng)于空氣質(zhì)量的七個(gè)級(jí)別，指數(shù)越大，級(jí)別越高，說明污染越嚴(yán)重，對(duì)人體健康的影響也越明顯。 空氣質(zhì)量指數(shù)（Air Quality Index，簡(jiǎn)稱AQI）是定量描述空氣質(zhì)量狀況的無量綱指數(shù)。 針對(duì)單項(xiàng)污染物的還規(guī)定了空氣質(zhì)量分指數(shù)（Individual Air Quality Index，簡(jiǎn)稱IAQI）。 利用空氣質(zhì)量指數(shù)可以直觀地評(píng)價(jià)大氣環(huán)境質(zhì)量狀況并指導(dǎo)空氣污染的控制和管理。 2012年上半年出臺(tái)規(guī)定，將用空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）替代原有的空氣污染指數(shù)（API）。 AQI共分六級(jí)，從一級(jí)優(yōu)，二級(jí)良，三級(jí)輕度污染，直至五級(jí)重度污染，六級(jí)嚴(yán)重污染。

14、 AQI與原來發(fā)布的空氣污染指數(shù)（API）有著很大的區(qū)別。 AQI分級(jí)計(jì)算參考的標(biāo)準(zhǔn)是新的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-2012），參與評(píng)價(jià)的污染物為SO2、NO2、PM10、O3、CO等六項(xiàng)；而API分級(jí)計(jì)算參考的標(biāo)準(zhǔn)是老的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-1996），評(píng)價(jià)的污染物僅為SO2、NO2和PM10等三項(xiàng)，且AQI采用分級(jí)限制標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)。 因此AQI較API監(jiān)測(cè)的污染物指標(biāo)更多，其評(píng)價(jià)結(jié)果更加客觀。 太原9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)（）中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的汽車產(chǎn)銷數(shù)據(jù)顯示，2009年國(guó)產(chǎn)汽車產(chǎn)銷突破1300萬輛居世界第一。 1.3 大氣污染與汽車 據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示: 2010年，中國(guó)

15、汽車產(chǎn)銷雙雙超過1800萬輛，穩(wěn)居全球產(chǎn)銷第一，分別達(dá)到萬輛和萬輛，同比分別增長(zhǎng)32.44%和32.37%。 2011年國(guó)產(chǎn)汽車產(chǎn)銷為萬輛和萬輛，分別增長(zhǎng)0.84%和2.45%，比上年回落和個(gè)百分點(diǎn)，增速為13年來最低。 2012年，我國(guó)汽車市場(chǎng)保持平穩(wěn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，產(chǎn)銷量月月超過120萬輛，平均每月產(chǎn)銷突破150萬輛，我國(guó)全年累計(jì)生產(chǎn)汽車萬輛，同比增長(zhǎng)，銷售汽車萬輛，同比增長(zhǎng)，產(chǎn)銷同比增長(zhǎng)率較2011年分別提高了和個(gè)百分點(diǎn)。 截止2011年8月，我國(guó)汽車保有量首次突破1億輛。 我國(guó)汽車的保有量如圖所示。 根據(jù)公安部最新通報(bào)：至2012年底，全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量已達(dá)億輛，機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藬?shù)量已達(dá)億人。 汽

16、車保有量?jī)|輛，去年增長(zhǎng)1510萬輛，增長(zhǎng)量超過1999年底全國(guó)汽車保有量。 18個(gè)大中城市汽車保有量超過百萬。 汽車駕駛?cè)耸状瓮黄?億人，去年增長(zhǎng)2647萬人，增長(zhǎng)量超過1997年底汽車駕駛?cè)丝偭俊?目前大氣中38.5%的一氧化碳(CO)、21.7%的碳?xì)浠衔?HC)、87.6%的氮氧化物(NOx)、6.2%的二氧化硫(SO2)、32%的微粒物(PM)均來自汽車廢氣排放，這些氣體均對(duì)人體有毒害。 而城市大氣中，61%的CO、87%的HC、55%的NOx均來自汽車廢氣排放。 2011年我國(guó)石油對(duì)外依存度達(dá)到56.5%，比2010年上升了個(gè)百分點(diǎn)。 我國(guó)自從1993年首度成為石油凈進(jìn)口國(guó)以來，中

17、國(guó)石油對(duì)外依存度由當(dāng)年的6%一路攀升，2009年突破50%的警戒線。 2012年我國(guó)生產(chǎn)的原油是2億零400萬噸，進(jìn)口是2億8000萬噸，石油的對(duì)外依存度已經(jīng)是58%左右。 “汽車的確給人們的出行和生活增加了許多方便，沒有理由制止人們?nèi)碛小?中國(guó)這么多人口，恐怕一億輛私家車也打不住。 但由此帶來的能源安全和環(huán)境污染的擔(dān)憂也是必須面對(duì)的。 ”1.4 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物及危害 內(nèi)燃機(jī)用碳?xì)浠衔锶剂显谌紵覂?nèi)完全燃燒時(shí)，如果不考慮燃料中的微量雜質(zhì)，將只產(chǎn)生二氧化碳(CO2)和水蒸氣(H2O)。 水在地球上大量存在，內(nèi)燃機(jī)排出的水分不會(huì)對(duì)地球水循環(huán)構(gòu)成重大影響。 至于CO2，過去并不認(rèn)為它是一種

18、污染物，但因?yàn)楹蓟剂系拇罅渴褂茫沟厍虻奶佳h(huán)失衡，加劇了“溫室效應(yīng)”，引起全人類的關(guān)注。 二氧化碳CO2在大氣中比例只有萬分之幾，它不但對(duì)人體無害，而且對(duì)人類來說，它幾乎和氧氣有同等重要作用，提高CO2濃度可增強(qiáng)植物的光合作用。 但是世界工業(yè)化進(jìn)程引起的能源大量消耗，導(dǎo)致大氣CO2的劇增。 其中30%約來自汽車排氣。 因CO2對(duì)紅外熱輻射的吸收而形成的溫室效應(yīng)，會(huì)使全球氣溫上升、南北極冰層溶化；海平面上升；大陸腹地沙漠趨勢(shì)加劇，是人類和動(dòng)植物賴以生存的生態(tài)環(huán)境遭到破壞。 因此近年來對(duì)CO2的控制也已上升為汽車排放研究的重要課題。 實(shí)際上，燃料在內(nèi)燃機(jī)中不可能完全燃燒。 內(nèi)燃機(jī)一般轉(zhuǎn)速很

19、高，燃料燃燒過程占有的時(shí)間極短，燃料與空氣不可能混合得完全均勻，燃料的氧化反應(yīng)不可能完全。 排氣中會(huì)出現(xiàn)不完全燃燒產(chǎn)物，例如一氧化碳(CO)和未完全燃燒甚至完全未燃燒的碳?xì)浠衔?HC)。 內(nèi)燃機(jī)最高燃燒溫度往往達(dá)2000以上，使空氣中的氮在高溫下氧化生成各種氮氧化物(NOx)。 缺氧的燃料在高溫高壓環(huán)境下會(huì)發(fā)生裂解、脫氫，最后生成碳煙粒子。 汽車主要污染物 通常汽車排放的污染物以及與交通源相關(guān)的主要污染物有：一氧化碳（CO）、氮氧化合物（NOX）、碳?xì)浠衔铮℉C）和微粒(PM)等。 一氧化碳一氧化碳（CO）無色無臭，是一種窒息性的有毒氣體。 產(chǎn)生條件：局部缺氧或低溫條件下，由于烴不能完全燃

20、燒而產(chǎn)生的。 CO與血液中血紅素(Hb)的親和力是氧氣的300倍，因而CO能很快和Hb結(jié)合形成碳氧血紅素蛋白(CO-Hb)。 因此當(dāng)吸入CO后，血液吸收和運(yùn)送氧的能力降低，導(dǎo)致頭暈、頭痛等中毒癥狀。 當(dāng)吸入CO氣體的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到0.3%時(shí)，可致人死亡。 生成CO的主要原因是CH燃料的不完全燃燒，除此之外，在燃燒過程中局部高溫?zé)岱纸庖彩侵饕颉?表1-2 不同體積分?jǐn)?shù)的CO對(duì)人體健康的影響CO體積分?jǐn)?shù)(10-6)對(duì)人體健康的影響CO體積分?jǐn)?shù)(10-6)對(duì)人體健康的影響5103040對(duì)呼吸道患者有影響人滯留8h，視力及神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)障礙，血液中CO-Hb=5%人滯留8h，出現(xiàn)氣喘120250500

21、30001h接觸，中毒，血液中CO-Hb10%2h接觸，頭痛，血液中CO-Hb=40%2h接觸，劇烈心痛、眼花、虛脫30min即死亡碳?xì)浠衔颒C還包括供油系中燃料的蒸發(fā)和滴漏。 飽和烴一般危害不大。 不飽和烴卻有很大的危害性。 HC是產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的重要成分。 氮氧化物 氮氧化物指的是只由氮、氧兩種元素組成的化合物。 作為空氣污染物的氮氧化物（NOx）常指NO和NO2。 NO是無色無味氣體，只有輕度刺激性，毒性不大，高濃度時(shí)會(huì)造成中樞神經(jīng)的輕度障礙，雖然氣體內(nèi)存在的NO毒性較小，但NO剛從發(fā)動(dòng)機(jī)排出時(shí)，很快氧化成毒性較大的NO2等其它氮氧化合物。 NO2 與血液中的血紅素的結(jié)合能力比CO還強(qiáng)

22、。 NO2是一種紅棕色氣體，對(duì)呼吸道有強(qiáng)烈的刺激作用，對(duì)人體影響甚大。 NO2吸入人體后和血液中血紅素蛋白Hb 結(jié)合，使血液輸氧能力下降，會(huì)損害心臟、肝、腎等器官。 同時(shí)，二氧化氮還是產(chǎn)生酸雨和引起氣候變化的主要原因。 另外，HC和NOx在大氣環(huán)境中受強(qiáng)烈太陽(yáng)光紫外線照射后，會(huì)生成新的污染物光化學(xué)煙霧。 NO2體積分?jǐn)?shù)(10-6)對(duì)人體健康的影響NO2體積分?jǐn)?shù)(10-6)對(duì)人體健康的影響15101550聞到臭味聞到強(qiáng)臭味10min，眼、鼻、呼吸道受到刺激1 min內(nèi)人呼吸困難801502503min，感到胸悶、惡心在3060 min內(nèi)因肺水腫而死亡很快死亡表1-3 不同體積分?jǐn)?shù)NO2對(duì)人體健康

23、的影響 光化學(xué)煙霧（photo chemical smog） 概念：主要含有氮氧化物和碳?xì)浠衔锏纫淮涡晕廴疚锏拇髿?，在?yáng)光照射下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的二次污染物，這種由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象，稱為光化學(xué)煙霧，因最早在1940年的美國(guó)洛杉磯首先發(fā)現(xiàn)，因此又稱為洛杉磯煙霧。 光化學(xué)煙霧（photo chemical smog） 光化學(xué)煙霧的形成： 根據(jù)氮氧化物和碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化過程，只要大氣中存在三個(gè)條件： 強(qiáng)烈的太陽(yáng)光+碳?xì)浠衔?氮氧化合物時(shí)，就會(huì)由光化學(xué)反應(yīng)引發(fā)一系列的化學(xué)過程，產(chǎn)生一些氧化性很強(qiáng)的物質(zhì)，如臭氧O3 、過氧?；跛猁}PAN，硝酸 HNO3，過氧化氫

24、 H2O2等二次污染物，該過程實(shí)際就是光化學(xué)煙霧的形成過程。 光化學(xué)煙霧具有刺激性，呈淺藍(lán)色。 它包含有臭氧(O3)、醛類、硝酸酯類(PAN)等多種復(fù)雜化合物。 這些化合物都是光化學(xué)反應(yīng)生成的二次污染物。 當(dāng)遇到低溫或不利于擴(kuò)散的氣象條件時(shí)，煙霧會(huì)積聚不散，造成大氣污染事件。 這種污染事件最早出現(xiàn)在美國(guó)洛杉磯，所以又稱洛杉磯光化學(xué)煙霧。 在光化學(xué)煙霧中，O3約占85以上。 O3是強(qiáng)氧化劑，能使植物變黑直至枯死，能使橡膠開裂，它有特別的臭味，日光輻射強(qiáng)度是形成光化學(xué)煙霧的重要條件，因此每年夏季是光化學(xué)煙霧的高發(fā)季節(jié)；在一天中，下午2時(shí)前后是光化學(xué)煙霧達(dá)到峰值的時(shí)刻。 在汽車排氣污染嚴(yán)重的城市，大

25、氣中臭氧濃度的增高，可視為光化學(xué)煙霧形成的信號(hào)。 光化學(xué)煙霧對(duì)人體最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道粘膜，引起眼睛紅腫和喉炎， 當(dāng)大氣中臭氧的濃度達(dá)到2001000g/m3時(shí)，會(huì)引起哮喘發(fā)作，導(dǎo)致上呼吸道疾病惡化，同時(shí)也刺激眼睛，使視覺敏感度和視力降低； 濃度在4001600g/m3時(shí)，只要接觸2h就會(huì)出現(xiàn)氣管刺激癥狀，引起胸骨下疼痛和肺通透性降低，使機(jī)體缺氧； 濃度再高，就會(huì)出現(xiàn)頭痛，并使肺部氣道變窄，出現(xiàn)肺氣腫。 接觸時(shí)間過長(zhǎng)，還會(huì)損害中樞神經(jīng)，導(dǎo)致思維紊亂或引起肺水腫等。 表1-6 不同體積分?jǐn)?shù)O3對(duì)人體健康的影響 O3體積分?jǐn)?shù)(10-6)對(duì)人體健康的影響O3體積分?jǐn)?shù)(10-6)對(duì)人體健康

26、的影響0.020.20.20.5開始嗅到臭味1h聞到臭味3h6h視力下降1510501 h會(huì)引起氣喘，2h會(huì)引起頭痛全身痛，麻痹引起肺氣腫30min即死亡 所以，我們必須采取一系列綜合性的措施來預(yù)防和減輕光化學(xué)煙霧給人類造成的損害，但需要區(qū)別的是對(duì)流層臭氧與平流層臭氧。 由內(nèi)燃機(jī)排放產(chǎn)生的臭氧是在近地面(012m)的對(duì)流層大氣中出現(xiàn)的，稱為對(duì)流層臭氧，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)危害極大。 而平流層的臭氧層距地面10km高，能吸收太陽(yáng)的紫外線輻射，對(duì)人類和動(dòng)植物起到非常有益的保護(hù)作用。 顆粒物或微粒 (PM，particulate matter)顆粒物(PM，particulate matter)的主要成分是碳

27、煙、有機(jī)物質(zhì)及少量的鉛化合物、硫氧化物等。 顆粒物對(duì)人體健康的影響，主要取決于微粒的濃度、在空氣中暴露的時(shí)間及粒徑大小。 柴油機(jī)排氣中的微粒比汽油機(jī)高出3060倍，因而一般說到微粒都是指柴油機(jī)微粒。 顆粒的粒徑大小是危害人體健康的另一重要因素，它主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：（1） 粒徑越小，越不易沉積，長(zhǎng)期漂浮在大氣中容易被吸入體內(nèi)，而且容易深入肺部。 一般粒徑在100m以上的微粒會(huì)很快在大氣中沉降；10m以上的塵粒可以滯留在呼吸道中；510m的塵粒大部分會(huì)在呼吸道沉積，被分泌的粘液吸附，可以隨痰排出；小于5m的微粒能深入肺部；的塵粒，50以上將沉積在肺腔中，引起各種塵肺病。 柴油機(jī)排放中的微粒，其粒

28、度一般小于0.3m ，可長(zhǎng)期懸浮在大氣中而不沉降，會(huì)深入人肺深部造成機(jī)械性超負(fù)荷，損傷肺內(nèi)各種通道的自凈機(jī)制，促進(jìn)其他污染物的毒害作用。 （2）粒徑越小，粉塵比表面積越大，物理、化學(xué)活性越高，加劇了生理效應(yīng)的發(fā)生和發(fā)展。 此外，塵粒的表面可以吸附空氣中的各種有害氣體及其他污染物，而成為它們的載體，被吸入人體，也會(huì)對(duì)人體造成損害。 炭煙(soot) 炭煙是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒不完全的產(chǎn)物，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的炭煙主要是指直徑0.110m的多孔性炭粒，其內(nèi)含有大量的黑色炭顆粒。 燃燒中各種各樣的不完全燃燒產(chǎn)物可以以多種形式附著在多孔的活性很強(qiáng)的炭粒表面，這些附著在炭粒表面的物質(zhì)種類繁多，其中有些是致癌物質(zhì)。 炭煙能影響道路上的能見度，并因含有少量的帶有特殊臭味的乙醛，往往