1、汽车尾气 及噪声 对城市环境质量影响的调查 南京医科大学 柏鸿凌 07120132 摘要 目的 汽车尾气和噪声是城市大气的主要污染源之一，通过对交通路口大气中主要污染物和噪声的检测和调查，了解汽车尾气和噪声对城市环境的影响。 方法 通过监测城市中两处交通要道的 CO、 NO2、 IP、噪声等指标了解汽车尾气排放情况和交通噪声污染情况。结果 江苏省空腔医院门前十字路口 CO 浓度为 2.94 0.82mg/m3， IP 为 0.006 mg/m3，噪声强度为 88.55 0.055dB 均显著高于对照组，金斯利喜来登酒店门前十字路口 IP 为 0.00617 0.004 mg/m3，噪声强度为
2、77.89 0.945dB 均显著高于对照组。 NO2 质量浓度三组尚未发现差异。由于样本含量过少，各种污染物超标率尚未发现差异。 结论 机动车是南京市 CO、 IP 和噪声的重要污染来源，我们应当采取及时有效的措施改善这一情况。尚不能确定机动车是否与南京市空气 NO2 污染有关。 关键词 汽车尾气 交通噪声 环境质量 前言 ： 汽车是现代文明的标志，汽车的出现和大量使用极大地推动了人类社会的向前发展。与此同时，汽车排放的大量废气 和产生的交通噪声 也正在污染我们的 生活 环境，汽 车尾气 和交通噪声 已成为现代城市最主要的大气污染源之一。 汽车尾气污染直接危害城市居民生活，它可以引发呼吸系统
3、疾病，造成地表空气臭氧含量过高。使城市环境转向恶化，城市居民则成为汽车运输污染的直接受害者。 随着我国经济的高速增长，汽车家庭普及率不断提高，我国汽车保有量年平均增长率接近 15 ，截止 2005年我国汽车保有量已达 3356 万辆。中国汽车市场需求完全可能保持 20 年甚至更长时间的持续、稳定、快速增长。按照保守估计，到 2010 年，中国家用轿车保有总量将达到 1466 万辆，其中城镇居民家用轿车保有量约 1400 万辆 到 2020 年，中国家用轿车保有量将达到 7200万辆。但与此同时在 2005 年全国监测的 522 个城市中，有 39 7 的城市处于中度或重度污染中，机动车尾气已经
4、成为大中城市空气污染的重要来源。在我国的许多城市，汽车尾气已经成为大气污染的罪魁祸首。 2003 年深圳市空气污染物中二氧化氮占了 58 3 ，成为空气中最主要的污染物，而机动车尾气排放是二氧化氮的最主要来源。 2005 年成都市环境检测中心站的调查分析表明，城区三环路以内有机动车产生的一氧化碳年排放量 23 3961万吨，碳氢化物年排放量 3 4613 万吨，氮氧 化物年排放量 5.3746 万吨。与汽车市场蓬勃的发展相比，尾气污染已经成为令人触目惊心的现实。 1 汽车尾气中有害物质的污染危害 1 1 一氧化碳 一氧化碳是一种无色、无味、无臭的易燃有毒气体，是由各种碳氢化合物的不完全燃烧所产
5、生的，在燃烧过程中由于空气供给量不足，在缺氧条件下产生了一氧化碳，如空气滤清器滤芯堵塞，阻风门不能完全开启，连接胶管老化凹瘪等，使空气流通过程中阻力增大，进入量减少，燃烧不充分。研究表明，人对一氧化碳的承受能力相当高，一个健康的人能短时间承受血液中含量为 20 一一 40的一氧化碳的侵袭 。但长期吸收一氧化碳对城市居民身体健康是一个潜在威胁。它能削弱血红蛋白向人体各组织输送氧的能力，影响神经中枢系统，严重时会使人中毒死亡。一氧化碳是大城市中数量最多、分布最广的污染物，大中型城市中一氧化碳约 80是汽车尾气排放的。 1 2 碳氢化合物 碳氢化合物是一种无色无味的气体，微溶于水，慕中包括多种烃类化
6、合物，进入人体后使人产生慢性中毒。有些化合物会直接刺激人的眼、鼻、呼吸系统，使其功能减弱。机动车排放的碳氢化合物中包含有 200 多种有机物成分，其中部分被证明是致癌物质。汽车尾气的碳氢化合物来自三种排放源。 对一般汽油发动机来说，约 60的碳氢化合物来自内燃机废气排放 20 一 25 来自曲轴箱的泄漏其余的 15 一 20 来自燃料系统的蒸发。甲烷是窒息性气体，其嗅觉阈值是 142 8mg，只有高浓度时才对人体健康造成危害。乙烯、丙烯和乙炔则主要是对植物造成伤害，使路边的树木不能正常生长。 1 3 氮氧化物 氮氧化物主要包括一氧化氮和二氧化氮，高浓度的一氧化氮会引起人体中枢神经的瘫痪和痉挛。
7、二氧化氮则是一种毒性很强的气体，对人的呼吸系统和免疫功能有很大危害。氮氧化物形成光化学烟雾的主要物质。氮氧化合物是在内燃机气 缸内大部分气体中生成的，氮氧化合物的排放量取决于燃烧温度、时间和空燃比等因素，从燃烧过程看，排放的氮氧化物95 以上可能是一 氧化氮，其余的是二氧化氮。人受一氧化氮毒害的事例尚未发现， 但二氧化氮是一种红棕色呼吸道刺激性气体。气味阈值约为空气质量的 1 5 倍，对人体影响甚大。由于其在水中溶解度低，不易为上呼吸道吸收而深入下呼吸道和肺部，引发支气管炎、肺水肿等疾病。 1 4 颗粒物 碳的聚焦颗粒，包括气溶胶、烟、尘、雾和碳烟等。它上面附着苯并芘等致癌物质，并且细微颗粒可
8、直接侵入人体肺脏的最深部，起哮喘、支气管炎等呼 吸道疾病。其中汽车尾气排放的含铅颗粒大部分来自内燃机的废气排放。一般汽油的含铅量在 0 08 一 0 13之间，铅主要作用于神经系统、造血系统、消化系统和肝、肾等器官。 交通噪声危害 城市交通的迅速发展也逐渐暴露了交通噪声对环境的破坏问题。道路运营期所产生的交通噪声，必然会给周边地区居民工作、生活、学习和休息带来严重干扰，尤其是对噪声敏感的人群影响更为严重。 2 南京市汉中路处于城市中心地带，周围不仅有大量的商业店铺更有大量的居民和学校学生、办公人员等，此处交通流量大，人群也集中， 因此，研究道路 汽车尾气和 交 通噪声污染的 影响并提出相应的防
9、治措施 势在必行。 对象与方法 1 对象 1.1 调查地点：分别选取学校周围两个交通要道作为检测的主要地点，并在校园内设立一处监测点作为对照，分别为： 1 号 汉中路喜来登十字路口； 2 号 汉中路口腔医院十字路口 ； 3 号 五台 校园岁月阁 旁 。 1.2 调查时间：分别于连续两天 监测时间： 2011 年 12 月 13 日、 14 日 下午的 14:00 和 15:00在各个监测点进行检测 1.3 检测指标及检测仪器： 1.3.1 IP（可吸入尘） P5L2C 微电脑粉尘仪量表 1.3.2 NO2 DDY-1.5 电子时控大气采样器 、吸收管（盐酸萘乙二胺比色法） 1.3.3 CO T
10、Y-9500CO 分析仪 （北京天跃环保科技有公司生产） 1.3.4 噪声 HS5633 噪声仪 1.3.5 温度、气压 DYM3 型空盒气压表 1.3.6 5 分钟单向车流量 手机计时 ，人工计数 2 方法 2.1 实验方法 3 2.1.1.可吸入颗粒物（ IP） : a测量前电量检查 :按下 power 键，再按 BATT 键，表头指针在双红线内表示电量充足。 b灵敏度调整：将选择旋钮指向灵敏度调整（ SENSI.ADJ）位置，预热 3 5 分钟。按 START/STOP键，使计数器读数。对照检验表（ S）值（ 620 CPM），用小改锥插入微调孔槽内轻轻转动调整，使计数器读数与检验表（
11、S）值相差 3 CPM 以内即可（时间设定为 1 分钟 ） 。 c 测量时 粉尘测量 ： 调整好灵敏度后，将选择电钮指向测量（ MEASURE）位置，同时按下风扇（ FAN）键 .将时间按钮设定为 1 分钟。按 START/STOP 键，自动进行 1分钟计数。 2.1.2 一氧化碳（ CO） ： 按 ON/OFF 键打开仪器电源，待显示稳定后进行调零。用于手指按住传感器的进气口中 （约1mm 直径）。几秒至几十秒后，传感器内的 CO 全部反应，仪器显示下降到最低，然后逐渐上升。记下转折点数值 K。放开按住传感器手指。待仪器稳定（约一分钟后），调整 ZERO 电位器。若 K 是正值，调整 ZER
12、O 使仪器显示值减少 K，若 K是负值，调整 ZERO使仪器显示值增大 |K|。 2.1.3 噪声： a测量方法 测点选择：测量高度约 1.2 米。 测量条件：测量一定时间间隔的 A 声级瞬时值，动态特性取“慢”响应。 读数方法：每个测点，每隔 5 秒读一个瞬时 A声级，连续读取 100 个数据。 b使用方法 打开声级计电源（ power on） ， 响应选择固定为“ S” （ slow） ， 测量时开关打向 MEAS（ measure），显示屏显示瞬间声级值（ dB） ， 如按下“ Max Hold”，则声级数值固定于测量时间段某最大值，再按此键，则恢复正常测量状态。 c数据处理 L10 ：
13、表示 10%的时间超过的噪声级，相当于峰值。 L50 ：表示 50%的时间超过的噪声级，相当于平均值 L90 ：表示 90%的时间超过的噪声级，相当于本底值 等效声级 LAeq(dB)=L50+d2/60 （ d=L10-L90） 2.1.4.二氧化氮： a实验用仪器 :除一般通 用化学分析仪器外，还应具备：多孔玻板吸收管 、 空气采样器 、 分光光度 计（ 7220 型） b 实验用试剂 :所有试剂均用不含硝酸盐的重蒸蒸馏水配制。检验方法是要求用该蒸馏水配制的吸收液的吸光度不超过 0.005(540nm， 10mm 比色皿，水为参比 )。 （ 1） 吸收 液：称取 5.0 克对氨基苯磺酸，置
14、于 200 毫升烧杯中，将 50 毫升冰醋酸与 900毫升水的混合液分数次加入烧杯中，搅拌使其溶解，并迅速转入 1000 毫升棕色容量瓶中，待对氨基苯磺酸溶解后，加入 0.05 克盐酸萘乙二胺，用水稀释至标线，摇匀，贮于棕色瓶中。此为 吸收 液 ， 4 以下暗处可保存一月。 （ 2） 亚硝酸钠标准贮备液：将粒状亚硝酸钠 (优级纯 )在干燥器内放置 24小时，称取 0.1500克溶于水，然后移入 1000 毫升容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含 100 微克 NO 2- ，贮于棕色瓶中，存放在冰箱里，可稳定 一 个月。 （ 3） 亚硝酸钠标准水溶液：临用前，吸取 5.00毫升亚硝酸纳标准贮
15、备液于 100毫升容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含 5微克 NO 2- 。 c实验步骤 (1)采样：将 5 毫升采样用的吸收液注入多孔玻板吸收管中 。 吸收管的出气口与大气采样器相连接，以 0.5升 /分的流量避光采样至吸收液呈浅玫瑰红色为止 (采气 4 24升 )。如不变色，应加大采样流量或延长采样时间。在采样同时，应检测采样现场的温度和大气压力，并做好记录。 (2)标准曲线的绘制：取 6 支 10 毫升比色管，按表 1所列数据配制标准色列。 测定 二 氧化氮 时所配制的标准色列 管号 0 1 2 3 4 5 6 标准溶液（ mL） 0 0.05 0.10 0.20 0.30 0.5
16、0 0.70 吸收原液（ mL） 4 4 4 4 4 4 4 水（ mL） 1.00 0.95 0.90 0.80 0.70 0.50 0.30 NO2含量（ g ） 0 0.25 0.50 1.00 1.50 2.50 3.50 NO2浓度（ g /mL） 加完试剂后，摇匀，避免阳光直射，放置 15 分钟，用 1 厘米比色皿，于波长 540 纳米处，测定吸光度。扣除空白试剂的吸光度以后，对应 NO 2- 的浓度 ug/mL，绘制标准曲线，并计算各点比值。 (3)样品的测定：采样后，将吸收液移入比色皿中，与标准曲线绘制时的条件相同测定空白和样品的吸光度。 2.2 统计方法 对测量结果使用 EX
17、CEL2007 建立基础数据库，统计分析 采用 SPSS17.0。多组均值比较采用方差分析，对差异有 统计学 意义的组使用 LSD 法进行两两比较，使用卡方检验进行率的比较。 结果 1 一般情况： 组别 车流量 (辆 ) 气压 （ kpa） 气温 （） 第一天 第二天 第一天 第二天 第一天 第二天 1 158 145 91.55 91.7 12.5 11.5 2 119 128 3（对照） 0 0 2.NO2 浓度标准曲线： 2.1 实验原始数据： 2.2 标准曲线： 3 不同采样点监测结果 表 1 不同采样点环境污染物监测结果 表 2 不同采样点测定结果超标情况 4.对以上数据进行分析，可
18、得出以下结论： 试管号 1 2 3 4 5 6 吸光度 0 0.053 0.134 0.196 0.307 0.423 NO2含量（ g ） 0 0.5 1 1.5 2.5 3.5 CO （ mg/m3） IP （ mg/m3） NO2 （ mg/m3） 噪声 （ dB） 样本数 n 样本数 n 样本数 n 样本数 n 1 3 1.96 0.193 6 0.00617 0.004 8 0.062 0.046 2 77.89 0.945 2 4 2.94 0.82 6 0.006 0 8 0.075 0.061 2 88.55 0.055 3 3 1.565 0.065 6 0.0055 0.0
19、0055 7 0.042 0.024 2 55.5 2.26 CO （ mg/m3） IP （ mg/m3） NO2 （ mg/m3） 噪声 （ dB） 样本数 n 超标数 超标率 样本数 n 超标数 超标率 样本数 n 超标数 超标率 样本数 n 超标数 超标率 1 2 0 0% 2 2 100% 2 0 0% 2 2 100% 2 2 0 0% 2 2 100% 2 1 50% 2 2 100% 3 2 0 0% 2 1 50% 2 0 0% 2 2 100% 4.1 2组和 3组 （对照组） CO浓度有统计学差异（ p0.05） ,说明学校内一氧化碳浓度低于 学校门口 交通要道 。 (见
20、 表 1) 4.2 3组（对照组）和另外两组可吸入颗粒值有统计学差异（ p0.05） ，说明学校外面两个地点的可吸入颗粒浓度均高于学校内部。（见表 2） 4.3 3组（对照组）噪声和另外两组有显著统计学差异（ p0.05） ，说明学校外面两个交通要道的噪声均远远高于学校内部。 (见表 3) 4.4 3组（对照组）与其余两组的 NO2值并没有统计学差异（ p0.05） ,说明校园内外 NO2浓度差异相差不大。（见表 4） 表 1 CO浓 度结果分析比较 多重比较 因变量 :CO浓度 (I) 组别 (J) 组别 均值差 (I-J) 标准误 显著性 95% 置信区间 下限 上限 LSD 1 2 -.
21、78333 .36116 .073 -1.6671 .1004 3 .31667 .43167 .491 -.7396 1.3729 2 1 .78333 .36116 .073 -.1004 1.6671 3 1.10000* .40952 .036 .0979 2.1021 3 1 -.31667 .43167 .491 -1.3729 .7396 2 -1.10000* .40952 .036 -2.1021 -.0979 *. 均值差的显著性水平为 0.05。 表 2 可吸入颗粒物 分析比较结果 多重比较 因变量 :IP (I) 组别 (J) 组别 均值差 (I-J) 标准误 显著性
22、95% 置信区间 下限 上限 LSD 1 2 .16667 .22771 .475 -.3187 .6520 3 .66667* .22771 .010 .1813 1.1520 2 1 -.16667 .22771 .475 -.6520 .3187 3 .50000* .22771 .044 .0146 .9854 3 1 -.66667* .22771 .010 -1.1520 -.1813 2 -.50000* .22771 .044 -.9854 -.0146 表 3 噪声 分析比较结果 多重比较 因变量 :噪声 (I) 组别 (J) 组别 均值差 (I-J) 标准误 显著性 95%
23、 置信区间 下限 上限 LSD 1 2 -10.66000* 1.15288 .000 -13.4810 -7.8390 3 22.39000* 1.15288 .000 19.5690 25.2110 2 1 10.66000* 1.15288 .000 7.8390 13.4810 3 33.05000* 1.15288 .000 30.2290 35.8710 3 1 -22.39000* 1.15288 .000 -25.2110 -19.5690 2 -33.05000* 1.15288 .000 -35.8710 -30.2290 *. 均值差的显著性水平为 0.05。 表 4 二
24、氧化氮 分析比较 结果 多重比较 因变量 :二氧化氮 (I) 组别 (J) 组别 均值差 (I-J) 标准误 显著性 95% 置信区间 下限 上限 LSD 1 2 -.0128646688 .0234459425 .589 -.061772048 .036042710 3 .0202831184 .0242688562 .413 -.030340828 .070907065 2 1 .0128646688 .0234459425 .589 -.036042710 .061772048 3 .0331477873 .0242688562 .187 -.017476160 .083771734 3
25、 1 -.0202831184 .0242688562 .413 -.070907065 .030340828 2 -.0331477873 .0242688562 .187 -.083771734 .017476160 *对照组有个明显偏大数值，考虑到数据正确性，已将那离群值舍去。 讨论 本次实验的结果显示学校周围交通 主干道的 IP、 CO、噪声均远远超过 对照（学校内部），提示 汽车尾气可能是环境中 CO、 IP、噪声重要来源之一。三组 NO2 质量浓度没有统计学差异，可能是由于近年南京市出台机动车尾气管理的新政策，逐步提高上路机动车辆尾气排放标准所致。也可能由于实验员操作误差所致。三组
26、噪声强度均超过标准， A 组车流量多于 B组，噪声强度和 CO 浓度却显著低于 B 组，这可能与测量人员的操作差异，测量时间的不一致有关。由于本次采样样本量较小，尚不能有效区别不同地点环境污染物超标率的差异。 本次研究证实了机动车是南京市 CO、 IP 和噪声的重要污染来 源，尚不能确定机动车是否是南京市空气 NO2 污染主要来源。进一步研究，需要增加采样点的个数和样本含量，并对采样点周围生活人群进行流行病学调查，以进一步确定汽车尾气污染对人群健康的影响。 目前，城市机动车保有量的高速增长是导致机动车尾气的污染加重的直接原因。随着机动车 保有量的持续增长，机动车尾气的排放引起大气中的污染物升高
27、，尤其是碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳和细颗粒物浓度上升。 针对以上情况提出 汽车尾气污染的防治措施 1 使用清洁能源型交通工具进行替代 使用电力或太阳能动力来机车代替机动车。如果在一定的活动区 域内，发展使用电力汽车或通过增加电动公交车以及电动出租车的使用会对机动车尾气对大气环境的影响具有很大的改善，开辟地铁，施行电力牵引行驶。尤其在大城市人口稠密的地区，开辟地下通道同时可解决乘车难问题以及减少大气环境污染。 2 加强相关环境立法和推广使用清洁燃料 使用达标汽车和高质汽油，是既保证功效，又减少尾气排除量，减少污染的必经之路。政府应该制定相应的政策，鼓励研究和开发新型燃料和达到排放标准的汽车及
28、新型动力车。各地市应严格贯彻执行国家燃油质量标准，对于燃油市场及加油站车用油品的质量进行监督，鼓励生产、销 售和消费使用清洁能源，禁止生产、销售含铅汽油。 逐步提高燃油品质，引导有利于推广清洁燃料的生产和消费。 3 加强城市规划和交通管理 加强城市的总体规划，加快城市道路建设，改进公共交通系统，扩大其覆盖面和运输能力，发展大公交系统，建设运 输效率高的地铁系统和地面轻轨公交系统，使城市的交通布局更加合理， 缓解交通压力，使环境空气质量得到有效的改善。加大机动车尾气监督检查力度、完善相应的法律制度、合理规划城区布局、全省范围内统一标准，建立长期有效的机动车尾气防治体系。 针对城市交通噪声污染，我
29、们可以采取以下措施： 4 1 噪 声源头消减 加强城市道路建设，通过“硬件”建设，有效缓解交通堵塞和噪声污染问题；开展畅通工程开展实施了以交通秩序整治为重点的畅通工程。主要措施：一是保障路畅人安，二是严格 纠正自行车和行人交通违章；三是加强纠正机动车违章行为；四是逐步解决违章占道问题； 五是科学管理，建设单行道路、实施人车分流、限制大型货车、农用三轮车通行等；淘汰破旧车辆，逐渐淘汰各种破旧机动车。 2 控制交通噪声的传播 合理设计道路结构，采用挖方、填方或高架路，即道路表面低于或高于道路周围地面时，从道路上放射出的交通噪声可能被坡顶、路肩或侧 墙所遮拦和吸收，使之有一定的衰减；适当应用声屏障，
30、采用构筑声屏障的方式来降低公路交通噪声是目前应用比较广泛的降噪方式；加强公路沿线的绿化工作，树木及绿化植物形成的绿化带，能有效降低噪声，路边的草皮可以减少噪声的反射，从而衰减交通噪声。 3 以人为本，采取敏感建筑物噪声防护，降低交通噪声影响 参考文献 1 陆冬冬 .浅析汽车尾气污染的危害及控制对策 j.安徽财经大学 ,资源与环境经济学 ,2011(24) 2 李军， 城市交通道路噪声污染及防治初探 j.阳泉市环境监测站 , SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION,2010(35) 3 王心如 .预防医学综合实验 .北京：人民卫生出版社 .2010,69-73. 4 李文君， 孙宏波， 许杨 .天津市道路交通噪声污染状况浅析，天津市环境监测中心， 300191
