一、汽车的环境公害与防治
汽车的四大环境公害
一部汽车工业发展史，伴随着一部环境保护史，它们相互对立和统一，相互依存和促进，交织在一起，构成了一部经济发展与环境保护协调发展的历史。
从汽车投入使用到报废为止，汽车对环境一直是个污染源。联合国人类行动基金组织警告：由于迅速增加汽车数量，预计到2025年，发展中国家将每年向大气中排放150.6亿吨二氧化碳，是发达国家向大气中排放二氧化碳的4倍。如果全球1/4的人都拥有轿车的话，臭氧层看上去就会像瑞士奶酪一样布满了空洞。
汽车的环境公害应包括汽车在生产过程中、使用中和报废后对环境大气（包括温室气体、臭氧层破坏和空气污染）和水质的污染，废弃物以及产生的环境噪声和电磁波对人体的危害以及对电器的干扰等。
（1）对大气环境的危害
汽车既为人类带来交通便利，同时也带来了巨大的能源压力和环保的负面影响。20世纪40年代的美国洛杉矶市，晴朗天气状况下，数量迅速增加的汽车尾气中的NO、NO2和SO2等经光化学反应形成的烟雾能前后持续4天，刺激人们的眼睛和呼吸系统。自从“光化学烟雾”污染事件首次发生之后，人们开始意识到汽车作为一种移动污染源对城市大气环境和人类健康以及生态系统所带来的危害。
目前世界汽车保有量已达到8亿辆，60%的能源消耗在交通领域；全球二氧化碳排放量中，约17%来自公路运输。随着中国汽车工业的高速发展和汽车保有量的激增，造成了日益严重的城市污染。在北京、上海、广州等大城市，汽车尾气对空气污染的分担率已超过60%。目前中国汽车保有量已达2400万辆，二氧化碳排放量位居世界第二。近20年的研究结果表明，汽车不仅排出大量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、细微颗粒物及硫化物等污染物，而且这些一次污染物还会通过大气化学反应生成光化学烟雾、酸沉降等二次污染物。汽车的排放污染物对环境影响不仅是局部的，许多影响还可以扩展到大气层中很远的距离及其他地区，并长时间地存在。通过对空气污染的全面分析，可将汽车排气污染的特征划分为：①局部的有害影响。如一氧化碳等。②区域性有害影响。如光化学烟雾、酸沉降。③洲际性有害影响。如细微颗粒、硫氧化物、氮氧化物。④全球性有害影响。如二氧化碳等。
（2）汽车噪声危害
据统计，城市噪声污染的主要来源是汽车噪声。汽车噪声一般为中等强度的噪声，大约为60～90dB左右，由于车辆噪声为移动性噪声，故影响范围大、干扰时间长、受害人员多。
噪声具有声波的一切特征。噪声的基本性质包括物理方面和生理方面。前者描述噪声的客观属性，如声压、声强、频率等，后者涉及人们的主观感觉即噪声对人的影响。噪声不仅能引起人体的生理改变和损伤，而且能对人的心理、生活和工作产生不利影响。噪声会使听力减弱、视觉功能下降、神经衰弱、血压变化和胃肠道出现消化功能障碍，甚至影响人的睡眠、谈话、学习、工作和情绪等。
（3）电磁波公害
汽车带来的第三个环境问题是电磁波干扰（电磁波公害）。电磁波干扰通常是指汽车及其车载装备在运行时产生电磁能，以电磁波的形式向周围辐射，干扰其周围数百米范围内的收音机、电视机和其他无线电装置的正常工作。同时，随着电子技术在汽车中应用程度的提高，电磁能以多种形式干扰车载无线电通信和汽车电子电器设备的正常工作。电磁波干扰不但污染了车辆周围的环境，而且影响了车辆运行的安全性和可靠性。
（4）报废汽车的环境污染
现代社会是车的社会。随着汽车工业的不断发展，各国汽车保有量不断增加，一方面数量巨大的汽车被生产出来，另一方面又产生大量的报废汽车。近年来，报废车每年达500万辆，预计不久可达约600万辆。报废汽车的露天丢弃堆放是一个既浪费资源、又影响环境和占用土地的社会难题，特别是残留在报废汽车中的燃油、润滑油（脂）、空调制冷剂和铅等有害金属，一旦进入水系和土壤，其危害将不堪设想。在汽车保有量大和汽车更新换代快的发达国家报废汽车已成为重要垃圾源，滋生大量“废弃物”，对周围环境污染及人民生活的危害越来越大，已经引起了人们的广泛重视。
废旧汽车回收利用的宗旨之一是解决汽车发展带来的环境问题。但是，汽车回收利用行业本身也有环境污染和潜在的危险因素。在废旧汽车拆解过程中和拆解后的处理环节会产生各种污染物，汽车回收产生的污染物主要有固体废弃物、有毒气体和水污染物三类。一是固体废弃物，如无法回收的零部件，掩埋是其主要处置方法，这不仅占用土地，而且使土壤质量下降，危害很大；二是采用焚烧处理时，容易产生大量的有毒气体，造成严重的大气污染；三是由润滑油、剩余燃油、乳化油以及清洗零件的除漆剂和清洗剂等造成水污染，蓄电池的废电解液造成的铅污染（含铅废水）和酸污染（含酸废水）等。
上述气态、液态的污染物可长时间地滞留在工作环境中，有可能通过人的呼吸道、皮肤乃至消化道进入人体，对人体的健康造成危害。通常情况下，这类危害往往是慢性的、长期的，具有致癌作用和引起遗传物质的突变作用。
减少汽车环境公害的基本方法
减少汽车环境公害的基本方法一般都可以归纳为两大类。
1.源头法
所谓源头法是指从源头着手，降低污染的控制技术。这种方法是根据有害排放物生成机理，对发动机机构及控制系统进行改造和设计，采用新材料、新工艺、新技术和新的控制方法，使发动机内蕴可燃混合气充分和高效地燃烧，从而达到减少有害气体排放的目的，即把燃烧污染物消灭在燃料化学能转化为机械能的过程之中，故这种方法被称之为源头法或机内净化。减少汽车噪声则是对声源加吸声和隔声装置等措施，减少汽车加速时发动机噪声产生的方法；主要是在发动机的底盖上镶嵌隔音材料，隔离发动机机体内产生的声音。
2.后治理法
后治理法是指降低发动机排出有害物的控制技术。由于源头控制的效果是有限的，因此，采取发动机机外催化净化，将汽车排出的有害气体通过循环、过滤、催化反应等装置，使它们重新进入汽缸燃烧或在排放过程中被氧化、还原，变成无害物质排出车外，以减少排放污染，这种方法通常称之为后治理技术或机外净化。汽油车使用最多的是三效催化净化器和吸附还原的催化净化器。柴油车使用最多的是颗粒捕捉器DPF等，其原理是把排出的颗粒物过滤捕捉，使其燃烧变成CO2排出。根据捕捉PM的处理方法可分为强制再生方式、连续再生方式和非再生方式三种。
3.汽车循环再利用技术
汽车绿色制造模式要求在保证产品功能、质量和成本的前提下，强调在从设计、制造、使用、直至报废回收的整个生命周期内，综合考虑产品的环境属性，如可拆解性、可回收性、可维护性、可再生性以及对人身的健康安全等，以保证对环境影响最小和资源利用效率最高。对汽车的废弃物采用循环再利用技术，不仅能解决报废汽车带来的环境问题，还可解决汽车制造过程中面临的资源枯竭问题。
二、汽车排气污染物的生成及危害
汽车排气污染物主要包括气态污染物和颗粒物。汽车排气污染物对装点燃式发动机和装压燃式发动机的汽车而言有所不同，其中，对装点燃式发动机汽车，是指排气管排放的气态污染物；对装压燃式发动机汽车，则指的是排气管排放的气态污染物和颗粒物。
气态污染物指排气污染物中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物。
颗粒物指在温度不超过325K（25℃）的稀释排气中，由规定的过滤介质上收集到的所有物质。
传统汽车发动机燃料为汽油和柴油。汽油和柴油主要是碳、氢原子构成的多种碳氢化合物的混合物。对于理想的燃烧过程而言，其燃烧产物应该为二氧化碳和水；而对于典型汽车发动机的燃烧过程而言，由于发动机中在燃烧过程发生的空间极为有限，每次燃烧过程持续时间极为短暂，所以燃烧很不充分。另外，发动机在燃烧过程中的温度很高，这些因素导致排气中除含有CO2和水等因素以外，还有碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物、硫化物、颗粒物、光化学烟雾等。这些物质都在不同程度上对环境和人体健康构成一定的危害。
1.一氧化碳
CO是一种无色、无味、无臭、无刺激的有毒气体，相对密度0.967，几乎不溶于水，在大气中比较稳定。
（1）一氧化碳的生成机理
CO是一种不完全燃烧的产物，其生成机理比较复杂。若以R代表碳氢基，则燃料分子RH在燃烧过程中生成CO要经历如下反应：RH→R→RO2→RCHC→RCO→CO。
CO生成的最主要的原因是氧气不足。不论是氧气不足或其他原因都会使得燃料的化学能没有彻底转换为热能，亦即影响了燃料的燃烧效率。发动机排气中CO的浓度越高，意味着燃烧效率越低。
（2）一氧化碳对人体健康的危害
一般城市中的一氧化碳水平对植物及有关的生物均无害，但对人体则有害，主要是导致人体组织缺氧。因为CO被人吸入肺部后，非常容易与血液中的血红蛋白结合，即与血红素作用生成羧基血红素。血红素与CO的结合能力较与氧的结合能力大200～300倍，而且分解困难。因此，可使人体血液携带氧的能力降低而引起缺氧，由此抑制思考，使人反应迟钝，引起睡意。浓度很高时会出现头疼、昏昏沉沉的症状，甚至死亡。暴露在高浓度的CO中会加剧心绞痛，增加冠心病患者发生运动性心痛的可能性，还可能影响胎儿的正常发育。交通高峰时段常常出现CO的污染峰值，汽车内浓度有时比车外更高。
综上所述，CO对人体的毒害程度大小，由许多因素决定。如空气中CO的浓度大小、同CO接触时间的长短、呼吸的速度以及有无吸烟习惯（吸烟者羧基血红素的本底浓度为5%，不吸烟者约为0.5%）等对人体的受害程度均有很大影响。
2.氮氧化物
大气中的含氮化合物有NO、NO2、N2O3、N2O5等，总称为NOx。造成空气污染的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮。NO是无色无味气体，稍溶于水。一般空气中的NO对人体无害，只有轻度刺激性，毒性不大，但当高浓度时会造成中枢神经轻度障碍。NO可被氧化成NO2。NO2是一种棕红色强刺激性的有毒气体，具有腐蚀性和生理刺激作用，能降低远方物体的亮度和反差，又是形成光化学烟雾的主要物质。
（1）氮氧化物的生成机理
城市空气中NOx主要来源于汽车发动机的排放。汽车发动机燃烧过程中所生成的NOx主要是NO，约占95%，同时也会生成少量的NO2，仅占5%。
汽车发动机燃烧过程中生成大量的NO，当其经排气管排入大气后，在大气条件下逐渐与氧或臭氧结合形成NO2。
（2）氮氧化物对人体健康的危害
NO2吸入人体后与血液中血红蛋白Hb结合，使血液输氧能力下降，对心脏、肝、肾等均有影响。空气中NO2的浓度及人体与之相接触的时间不同，对人体的毒害程度也有所不同。
（3）空气中NO2浓度对人体健康的影响
一般城市中的NO2浓度能引起急性呼吸道病变。试验证明，在0.063×10-6～0.083×10-6的浓度下，可使6个月大小的儿童的支气管炎发病率明显增加。
3.碳氢化合物
自然界中的碳氢化合物主要是由生物的分解作用产生。大气中的碳氢化合物（也称烃）则主要来源于汽车发动机排气管排放、燃油供给系统蒸发泄漏以及曲轴箱泄漏排出的HC，此处仅介绍汽车发动机排气管排放物的HC。
发动机排气中的碳氢化合物其成分极其复杂，当发动机内的部分燃油以及进入燃烧室的少量润滑油没有燃烧或燃烧不完全，就会以HC的形式排出。它的成分主要是未参加燃烧的燃油碳氢化合物分子、燃烧过程中高温分解和合成的中间产物和部分氧化物，如苯、醛、酮、烯、多环芳香族碳氢化合物等200余种物质。
发动机排气中的碳氢化合物与燃油种类（初始成分）有很大的关系。汽油机和柴油机由于所使用的燃油不同，两者的工作过程和燃烧方式也不同，所以HC在汽油机和柴油机中的生成机理是不同的。
（1）HC在汽油机中的生成机理
①燃烧不完全。②燃烧室内的缝隙效应。③壁面淬熄效应。④缸壁润滑油膜和积炭的吸附及释放。
