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檢測項目

汽車尾氣以及排放標準

文字:[大][中][小] 2015-3-19    瀏覽次數:2268    

  《中國機動車污染防治年報(2010年度)》(以下簡稱《年報》),首次公布我國機動車污染物排放情況。報告顯示,2009年我國首次成為世界汽車產銷第一大國,機動車污染日益嚴重,機動車尾氣排放成為我國大中城市空氣污染的主要來源。為了抑制這些有害氣體的產生,促使汽車生產廠家改進產品以降低這些有害氣體的產生源頭,歐洲和美國都制定了相關的汽車排放標準。

  一 近年來機動車數量以及尾氣排放概況

    機動車保有量較1980年增加25倍機動車排放污染物對環境的影響日趨嚴重。這位負責人介紹說,據《年報》統計,我國機動車保有量呈快速增長態勢。2009年,全國汽車產、銷量分別達到1379.1萬輛和1364.5萬輛,同比增長48.3%和46.2%,機動車保有量接近1.7億輛,同比增長9.3%,與1980年相比,全國機動車保有量增加了25倍。其中,汽車6209.4萬輛,摩托車9453.1萬輛。按汽車排放控制水平分類,達到國Ⅲ及以上排放標準的汽車占汽車總保有量的25.4%,國Ⅱ汽車占31.8%,國Ⅰ汽車占25.7%,其余17.1%的汽車還達不到國Ⅰ排放標準。

    機動車保有量的增加,機動車排放污染物對環境的影響日趨嚴重,給城市和區域空氣質量帶來巨大壓力。2009年環境監測顯示,全國113個環保重點城市中1/3的城市空氣質量不達標,很多城市尤其是大中城市空氣污染已經呈現出煤煙型和汽車尾氣復合型污染的特點,加劇了大氣污染治理的難度。同時,我國一些地區酸雨、灰霾和光化學煙霧等區域性大氣污染問題頻繁發生,部分地區甚至出現了每年200多天的灰霾天氣,這些問題的產生都與機動車排放的氮氧化物、細顆粒物等污染物直接相關。

  二 汽車尾氣及其危害

  (一)概念

  在車水馬龍的街頭,一股股淺藍色的煙氣從一輛輛機動車尾部噴出,這就是通常所說的汽車尾氣。

  (二)危害

  研究證實,汽車尾氣排放物產生的光化學反應造成了近地臭氧水平過高,增大了有害氣體的濃度,致使呼吸道疾病人數明顯增多。

  1.直接危害

    分析表明,汽車尾氣主要分為汽油尾氣和柴油。其中含有上百種不同的化合物,主要污染物有固體懸浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、鉛及硫氧化合物等。一輛轎車一年排出的有害廢氣比自身重量大3倍。英國空氣潔凈和環境保護協會曾發表研究報告稱,與交通事故遇難者相比,英國每年死于空氣污染的人要多出10倍。現在,我們來分析一下汽車尾氣中的有害物質。

  (1)固體懸浮顆粒

   體懸浮顆粒的成分很復雜,并具有較強的吸附能力,可以吸附各種金屬粉塵、強致癌物苯并芘和病原微生物等。固體懸浮顆粒隨呼吸進入人體肺部,以碰撞、擴散、沉積等方式滯留在呼吸道的不同部位,引起呼吸系統疾病。當懸浮顆粒積累到臨界濃度時,便會激發形成惡性腫瘤。此外,懸浮顆粒物還能直接接觸皮膚和眼睛,阻塞皮膚的毛囊和汗腺,引起皮膚炎和眼結膜炎,甚至造成角膜損傷。

  (2)一氧化碳

   氧化碳與血液中的血紅蛋白結合的速度比氧氣快250倍。一氧化碳經呼吸道進入血液循環,與血紅蛋白親合后生成碳氧血紅蛋白,從而削弱血液向各組織輸送氧的功能,危害中樞神經系統,造成人的感覺、反應、理解、記憶力等機能障礙,重者危害血液循環系統,導致生命危險。所以,即使是微量吸入一氧化碳,也可能給人造成可怕的缺氧性傷害。

  (3)氮氧化物

   氧化物主要是指一氧化氮、二氧化氮,它們都是對人體有害的氣體,特別是對呼吸系統有危害。在二氧化氮濃度為9.4毫克/立方米的空氣中暴露10分鐘,即可造成人的呼吸系統功能失調。

  (4)碳氫化合物

   前還不清楚它對人體健康的直接危害。但當氮氧化物和碳氫化合物在太陽紫外線的作用下,會產生一種具有刺激性的淺藍色煙霧,其中包含有臭氧、醛類、硝酸脂類等多種復雜化合物。這種光化學煙霧對人體最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜,引起眼睛紅腫和喉炎。1952年12月,倫敦發生光化學煙霧,4天中死亡人數較常年同期多4000人,45歲以上的死亡最多,約為平時的3倍;1歲以下的約為平時的2倍。

  (5)鉛

   是有毒的重金屬元素,汽車用油大多數摻有防爆劑四乙基鉛或甲基鉛,燃燒后生成的鉛及其化合物均為有毒物質。城市大氣中的鉛60%以上來自汽車含鉛汽油的燃燒。人體中鉛含量超標可引發心血管系統疾病,并影響肝、腎等重要器官的功能及神經系統。由于鉛塵比重大,通常積聚在1米左右高度的空氣中,因此對兒童的威脅最大。

  (6)二惡英

   惡英,又稱二氧雜芑(qǐ),是一種無色無味、毒性嚴重的脂溶性物質,是一種對人體健康有很大威脅的環境污染物,它有強烈的致癌性,而且能造成畸形,對人體的免疫功能和男女生殖功能造成損傷,是目前世界上已知的毒性最強的有毒化合物之一。

  2.間接危害

  尾氣在直接危害人體健康的同時,還會對人類生活的環境產生深遠影響。尾氣中的二氧化硫具有強烈的刺激氣味,達到一定濃度時容易導致“酸雨”的發生,造成土壤和水源酸化,影響農作物和森林的生長。近100年來,氣候變暖已成為人類的一大禍患。冰川融化、水位上漲、厄爾尼諾現象、拉尼娜現象等都對人類的生存帶來了嚴峻的挑戰。而二氧化碳則是地球變暖的罪魁禍首。

  三 汽車尾氣的排放標準

   抑制這些有害氣體的產生,促使汽車生產廠家改進產品以降低這些有害氣體的產生源頭,歐洲和美國都制定了相關的汽車排放標準。其中歐洲標準是我國借鑒的汽車排放標準,目前國產新車都會標明發動機廢氣排放達到的歐洲標準。

  (一)歐洲標準

  汽車尾氣排放標準是歐盟國家為限制汽車排放污染物對環境造成的危害而共同采用的汽車尾氣排放標準。當前對幾乎所有類型的車輛排放的氮氧化物(NOx)、碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)和顆粒物(particulate matter;PM)都有限制,比如小轎車、卡車、火車、拖拉機和類似機器、駁船,但不包括海輪和飛機。對每一種車輛類型,排放標準有所不同。歐洲標準是由歐洲經濟委員會(ECE)的排放法規和歐盟(EU)的排放指令共同加以實現的。排放法規由ECE參與國自愿認可,排放指令是EEC或EU參與國強制實施的。在歐洲,汽車排放的標準一般每四年更新一次。在1992年實行了歐洲一號標準,從1996年開始實行了歐洲二號標準,從2000年開始,實行了歐洲三號標準,從2005年開始,實行了歐洲四號標準。相對于美國和日本的排放標準來說,測試要求比較寬泛,因此,歐洲標準也是發展中國家大都沿用的汽車尾氣排放體系。例如中國大陸于2001年實施的《輕型汽車污染物排放限值及測量方法(Ⅰ)》等效于歐洲一號標準(EUI或EURO 1);2004年實施的《輕型汽車污染物排放限值及測量方法(Ⅱ)》等效于歐洲二號標準(EUII或EURO 2);2007年實施的國III標準相當于歐洲三號標準(EUIII或EURO 3),將于2010年實施的國IV標準[5]相當于歐洲四號標準(EUIV或EURO 4)。

標準等級

開始實施日期

CO

HC

NOx

HC+NOx

PM

柴油

Euro 1?

1992年7月

2.72 (3.16)

-

-

0.97 (1.13)

0.14 (0.18)

Euro 2

1996年1月

1.0

-

-

0.7

0.08

Euro 3

2000年1月

0.64

-

0.5

0.56

0.05

Euro 4

2005年1月

0.5

-

0.25

0.3

0.025

Euro 5 (將來)

2009年9月

0.5

-

0.18

0.23

0.005

Euro 6 (將來)

2014年9月

0.5

-

0.08

0.17

0.005

汽油

Euro 1?

1992年7月

2.72 (3.16)

-

-

0.97 (1.13)

-

Euro 2

1996年1月

2.2

-

-

0.5

-

Euro 3

2000年1月

2.3

0.2

0.15

-

-

Euro 4

2005年1月

1.0

0.1

0.08

-

-

Euro 5 (將來)

2009年9月

1.0

0.1

0.06

-

0.005**

Euro 6 (將來)

2014年9月

1.0

0.1

0.06

-

0.005**

* 在歐洲五號標準(Euro 5)以前,重于2500公斤的轎車被歸類為輕型商用車輛(light commercial vehicle)N1 - I
**僅適用于使用直噴發動機的車輛
?括號內的數字為生產一致性(conformity of production;COP)排放限值

  (二)我國的標準

  與國外先進國家相比,我國汽車尾氣排放法規起步較晚、水平較低,根據我國的實際情況,從八十年代初期開始采取了先易后難分階段實施的具體方案,其具體實施至今主要分為三個階段。

  第一階段

  1983年我國頒布了第一批機動車尾氣污染控制排放標準,這一批標準的制定和實施,標志著我國汽車尾氣法規從無到有,并逐步走向法制治理汽車尾氣污染的道路,在這批標準中,包括了《汽油車怠速污染排放標準》、《柴油車自由加速煙度排放標準》、《汽車柴油機全負荷煙度排放標準》三個限值標準和《汽油車怠速污染物測量方法》、《柴油車自由加速煙度測量方法》、《汽車柴油機全負荷煙度測量方法》三個測量方法標準。

  第二階段

  在1983年我國頒布第一批機動車尾氣污染控制排放標準的基礎上,我國在1989年至1993年又相繼頒布了《輕型汽車排氣污染物排放標準》、《車用汽油機排氣污染物排放標準》二個限值標準和《輕型汽車排氣污染物測量方法》、《車用汽油機排氣污染物測量方法》二個工況法測量方法標準,至此,我國已形成了一套較為完態的汽車尾氣排放標準體系;值得一提的是,我國93年頒布的《輕型汽車排氣污染物測量方法》采用了ECER15-04的測量方法,而測量限值《輕型汽車排氣污染物排放標準》 則采用了ECER15-03限值標準,該限值標準只相當于歐洲七十年代來的水平(歐洲在1979年實施ECE R15-03標準)。

  第三階段

  以北京市DB11/105-1998《輕型汽車排氣污染物排放標準》的出臺和實施,拉開了我國新一輪尾氣排放法規制訂和實施的序曲,從1999年起北京實施DB11/105-1998地方法規,2000年起全國實施GB14961-1999《汽車排放污染物限值及測試方法》 (等效于91/441/1EEC標準),同時《壓燃式發動機和裝用壓燃式發動機的車輛排氣污染物限值及測試方法》也制訂出臺;與此同時,北京、上海、福建等省市還參照ISO3929中雙怠速排放測量方法分別制訂了《汽油車雙怠速污染物排放標準》地方法規,這一條例標準的制訂和出臺,使我國汽車尾氣排放標準達到國外九十年代初的水平。

  目前在我國新車常用的歐Ⅰ和歐Ⅱ標準等術語,是指當年EEC頒發的排放指令。例如適用于重型柴油車(質量大于3.5噸)的指令“EEC88/77”分為兩個階段實施,階段A(即歐Ⅰ)適用于1993年10月以后注冊的車輛;階段B(即歐Ⅱ)適用于1995年10月以后注冊的車輛。

  汽車排放的歐洲法規(指令)標準的內容包括新開發車的型式認證試驗和現生產車的生產一致性檢查試驗,從歐Ⅲ開始又增加了在用車的生產一致性檢查。

  汽車排放的歐洲法規(指令)標準的計量是以汽車發動機單位行駛距離的排污量(g/km)計算,因為這對研究汽車對環境的污染程度比較合理。同時,歐洲排放標準將汽車分為總質量不超過3500公斤(輕型車)和總質量超過3500公斤(重型車)兩類。輕型車不管是汽油機或柴油機車,整車均在底盤測功機上進行試驗。重型機由于車重,則用所裝發動機在發動機臺架上進行試驗。

  目前,世界汽車排放標準并立,分為歐洲、美國、日本標準體系。歐洲標準測試要求相對而言比較寬泛,是發展中國家大都沿用的汽車尾氣排放體系。并且,由于我國的轎車車型大多從歐洲引進生產技術,中國大體上采用歐洲標準體系。

中國特殊情況

  中國汽車技術信息研究所專家李京生認為,中國有自己的國情,實施排放標準的背景也與歐洲有所不同,其中最直接涉及到的就是城鄉差別問題,因此中國應該有自己的標準。我國機動車污染物排放標準中污染物排放限值大體等同歐盟排放標準,故國內也沿用類似稱呼,但兩者仍存有一定的技術差異。我國制定的《輕型汽車污染物排放限值及測量方法(Ⅰ)》等效于“歐Ⅰ”標準;《輕型汽車污染物排放限值及測量方法(Ⅱ)》等效于“歐Ⅱ”標準。而歐Ⅲ則比歐Ⅱ標準上了個臺階,有關專家做了一個形象的比喻:7輛執行歐Ⅱ標準的汽車,相當于1輛化油器車的污染物排放量;14輛執行歐Ⅲ標準的汽車,才相當于1輛化油器車的污染物排放量。按照輕型汽車Ⅲ號標準,家庭轎車和輕型汽車的一氧化碳排放量將在原有基礎上減少30%,碳氫和氮氧化合物則分別減少40%。

  據中國汽車技術研究中心首席專家方茂東介紹,與歐Ⅱ相比,歐Ⅲ排放標準中最大的變化在于車輛出廠前必須裝配核心組件OBD,即車載自診斷系統。該系統特點在于,檢測點增多、檢測系 統增多,在三元催化轉化器的進出口上都有氧傳感器。完全通過實時監控車輛排放來控制達標,可以更加保證歐Ⅲ排放標準的執行。

 

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