汽車尾氣的中的有害物質都有哪些?


汽車是城市內空氣的主要污染源之一,汽車的排氣管中排出的廢氣包含了很多成分的物質,大概有150到200種不同的化合物。在這些物質當中,主要的污染物質有一氧化碳,碳氫化合物,氮氧化物和微粒這些,其中微粒主要是針對柴油機而言。

首先說一下一氧化碳吧,我們常聽到的煤氣中毒的實質就是一氧化碳中毒,它是燃油不完全燃燒的產物,由於一氧化碳具有極易與血紅蛋白結合的能力,因此會使得血液輸送氧氣的能力降低,所以少量吸入會使人感覺頭暈,頭痛。

而尾氣裡面的氮氧化物則主要指一氧化氮和二氧化氮,這兩種物質產生於氣缸內高溫富氧的環境,這一類的污染物可以通過呼吸進入肺部,會引起支氣管炎和肺氣腫,而且可以和大氣內的其它污染物發生反應,形成光化學煙霧的污染,此外也會引起酸雨和臭氧層的減少。

尾氣裡面的碳氫化合物則包含未燃燒的燃油和機油,這些物質就容易和氮氧化物在陽光下反應生成光化學煙霧,其產物主要是臭氧,具有強氧化性,對植物不利,並會刺激人眼和咽喉部位,造成身體不適。

微粒主要是柴油機的排放產物,主要指炭煙,這些微粒表面吸附的有機物對人體也是有害的。

由於這些廢氣中的污染物都會對環境和人體造成傷害,所以有必要採取措施消除這些污染物,常見的措施就是加裝可以氧化這些物質的三元催化轉化器,轉化成對人體無害的物質後再排放到空氣中。


首先說明一點,機動車尾氣直接排放的物質,並不一定都是有毒有害的污染物,比如尾氣排出的水汽、氮氣、二氧化碳等,就不屬於污染物。

那尾氣污染物有哪些呢?主要有:顆粒物(PM)、一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、碳氫氧化合物(HCO)、氮氧化物(NOx)、硫化物(SOx)、重金屬鉛化合物等。它們在尾氣排放中,雖然所佔比例不大,但對環境的影響和對人體健康的危害卻很嚴重。

顆粒物(PM):

包含PM10、PM2.5,甚至PM0.1等,是灰霾的主要構成。其中PM2.5是一類致癌物。

我在對另一個問題《請問霧霾和汽車尾氣到底有多大關係?》的回答中,詳細介紹了機動車尾氣對PM2.5的貢獻,這裡簡要重申一下:尾氣中直接排放的PM確實不多,但其排放的其它氣態污染物比如NOx、HC等,進入空氣後繼續發生二次反應,生成二次顆粒物,這部分的貢獻並不少,在中國目前城市中大概佔PM2.5的20-30%,在重污染背景下更高,甚至能達到50%。

顆粒物對於人體健康的傷害,我也在另一個問題《越來越嚴重的霧霾對人都有哪些傷害和影響?》的回答中,有詳細介紹,簡單來說:重金屬等有毒有害物質,附著在顆粒物上,深入到人體中,尤其PM2.5可以深入到肺泡深處,從而造成不可逆的健康傷害。

一氧化碳

無色無味的有毒氣體。平時說的煤氣中毒,就是CO中毒,中毒癥狀有頭痛、頭暈、尿失禁,嚴重時導致窒息、昏迷、死亡。

當然,尾氣中的CO濃度有限,通常在燃料燃燒不完全時產生,不至於讓人昏迷死亡,但長時間與CO接觸,即使濃度不高,也會引發頭痛等癥狀,並使神經系統和心血管系統受到影響。

碳氫化合物(HC)

包含未完全燃燒的燃油、潤滑油的產物、其氧化物、苯、甲醛等多種成分。

甲醛會對眼睛、皮膚、呼吸道產生強烈刺激作用,引發頭暈、噁心、貧血等癥狀。苯是強烈致癌物。

HC和NOx在強烈陽光作用下,還會發生二次光化學反應,生成臭氧。臭氧對人體健康有很大傷害,眼睛和咽喉會有刺激感,嚴重的還會引發呼吸系統炎症、哮喘、肺功能降低等。

氮氧化物(NOx)

尾氣會排放一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。

NO是輕度刺激物,而NO2有臭味,是一種強烈刺激性有毒氣體,中毒會引發呼吸困難、氣管炎,甚至引發肺氣腫;它會降低血液攜帶氧氣的能力,對臟器造成傷害。

同時,NOx還會降低植物的光合作用,使得葉片退綠、萎縮、脫落等,導致農作物減產。

註:根據環保部對2015年的統計:汽車是污染排放總量的主要貢獻者,其排放的CO和HC超過80%,NOx和PM超過90%。(來自《中國機動車環境管理年報2016》)

二氧化硫(SO2)

無色、刺激性惡臭氣體,對鼻腔、咽喉、呼吸道產生刺激,引發呼吸困難、鼻出血等。

不過汽車尾氣中直接排放的SO2不多,其對環境和人體的直接影響也不大,通常是燃燒了含硫汽油後排出硫化物。

重金屬鉛

汽車燃燒的汽油如果含鉛,它排放的尾氣中也會含有烷基鉛,這是一種非常嚴重的鉛污染源,其毒性很大,而且是累積性毒物,可以通過呼吸系統和消化系統進入人體,在內臟和血液中積累,對血液、神經、消化系統等造成很大毒害作用,導致智力下降、腎損傷、不育症等。

鉛污染最大的受害者是兒童,即使只攝入微量的鉛,也會導致智力下降、影響正常發育。



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汽車尾氣中含有上百種不同的化合物,其中的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的總質量是自身重量的3倍多。因為這些有害物質對人身體的影響是慢性的,所以短時間內人們一般不太能察覺到這些有害物質對人們身體的損害。但是曾經有英國空氣潔凈和環境保護協會發表研究報告稱,與交通事故遇難者相比,英國每年死於空氣污染的人要多出10倍。所以有時候看不見的危害和潛在威脅更大。

那我們接下來具體看看那些有害物質。固體懸浮微粒的成分很複雜,並具有較強的吸附能力,可以吸附各種金屬粉塵、強致癌物苯並芘和病原微生物等。且當固體懸浮顆粒物的粒徑小於2.5微米時(即我們口中的高頻詞PM2.5)稱為可呼吸性顆粒物,小於10微米時,即為可吸入顆粒物,它們對我們健康的影響越來越大。固體懸浮顆粒隨呼吸進入人體肺部後,會以碰撞、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。它們還能直接接觸皮膚和眼睛,導致皮膚炎和眼結膜炎等。

一氧化碳則可以與紅細胞裡面的血紅蛋白結合,使紅細胞「中毒」,讓人缺氧,嚴重的會危害血液循環,毒害中樞神經系統。氮的氧化物對人的傷害也非常之大,主要是呼吸系統,一般人只要在二氧化氮濃度為9.4毫克/立方米(1克=1000毫克,)的空氣中暴露10分鐘,呼吸系統功能就會失調。鉛是有毒的重金屬元素,燃燒後生成的鉛及其化合物均為有毒物質。因為鉛相對較重,所以對小朋友的影響很大。(我國在2000年禁用含鉛汽油)。二氧化硫會導致酸雨的產生,碳氫化合物會導致光化學煙霧……


汽車尾氣污染物主要包括:一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、二氧化硫、煙塵微粒(某些重金屬化合物、鉛化合物、黑煙及油霧)、臭氣(甲醛等)。


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