汽車(chē)尾氣凈化稀土材料：讓十面“霾”伏不再來(lái)
中國(guó)最大的500個(gè)城市中，只有不到1%的城市達(dá)到世界衛(wèi)生組織推薦的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，世界上污染最嚴(yán)重的10個(gè)城市有7個(gè)在中國(guó)。
最近幾天，史上罕見(jiàn)的霧霾再次襲擊北京城，11月30日18時(shí)左右，北京京西南區(qū)域點(diǎn)PM2.5濃度達(dá)到1000微克/立方米，已接近1952年倫敦霧事件。
從2013年開(kāi)始，“霧霾”成為年度關(guān)鍵詞。這一年的1月，4次霧霾過(guò)程籠罩30個(gè)�。▍^(qū)、市），在北京，僅有5天不是霧霾天。有報(bào)告顯示，中國(guó)最大的500個(gè)城市中，只有不到1%的城市達(dá)到世界衛(wèi)生組織推薦的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，與此同時(shí)，世界上污染最嚴(yán)重的10個(gè)城市有7個(gè)在中國(guó)。
這讓我們不禁想起了1952年12月持續(xù)了5天的倫敦大霧。當(dāng)時(shí)能見(jiàn)度只有幾米，找到路的唯一辦法是沿著馬路護(hù)欄和房屋行走。人們根本看不清交通狀況，過(guò)馬路必須靠聽(tīng)覺(jué)。造成污染的最直接原因是發(fā)電站和普通家庭使用的煤炭以及汽車(chē)尾氣。
1952年倫敦大霧引發(fā)的直接死亡人數(shù)達(dá)到4000至6000人，其中主要是兒童和患有呼吸疾病的人群。這是一場(chǎng)全國(guó)性災(zāi)難。如果按照中國(guó)的人口規(guī)模換算，相當(dāng)于8萬(wàn)人死亡。由于大霧帶來(lái)的嚴(yán)重影響還加劇了人們已有的病情，而且并非所有死亡人數(shù)都立即進(jìn)行了登記，因此估計(jì)最終的死亡人數(shù)為1.2萬(wàn)人。
機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣的主要危害
1、機(jī)動(dòng)車(chē)排放的PM2.5的粒度很小，在0.04-0.3微米（柴油車(chē)0.3，汽油車(chē)0.1，摩托車(chē)0.04）， 遠(yuǎn)小于2.5微米，不但能夠進(jìn)入肺部，而且能夠進(jìn)入血液，對(duì)人體的危害巨大 。
2、化學(xué)組成的毒性大，機(jī)動(dòng)車(chē)排放的PM2.5含有多環(huán)芳烴（PAHs）等16種高致癌物質(zhì)（致癌無(wú)閾值即致癌沒(méi)有吸入量多少的限值），為毒性和危害最大的污染物 。汽車(chē)尾氣排放的PM2.5 含有的16種芳烴高致癌物質(zhì)
關(guān)于汽車(chē)尾氣凈化，以汽油車(chē)為例，現(xiàn)在主要的是采用的三效催化劑的凈化技術(shù)，三效催化劑由蜂窩體和催化劑涂層組成，催化劑涂層由稀土儲(chǔ)氧材料（由氧化鈰，氧化鑭和氧化鋯制備）、稀土穩(wěn)定的氧化鋁材料和貴金屬組成。稀土儲(chǔ)氧材料中的稀土元素鈰為一種變價(jià)元素，其氧化物具有特殊的儲(chǔ)存和放氧功能，與貴金屬Pt，Pd和Rah結(jié)合，在貧燃時(shí)儲(chǔ)存氧，富燃時(shí)提供氧，將汽車(chē)尾氣排放的碳?xì)浠衔铮℉C）、一氧化碳（CO）和氮氧化合物（NOx）等污染物高效轉(zhuǎn)化為還原成對(duì)人體無(wú)害的氮?dú)夂退�。由于稀土�?chǔ)氧材料的高性能，使三效催化劑的性能大幅度提高，現(xiàn)在國(guó)外已經(jīng)達(dá)到準(zhǔn)零排放水平，最終將實(shí)現(xiàn)基本上不排放污染物。
既然汽車(chē)安裝了尾氣凈化裝置，為什么國(guó)內(nèi)的城市污染依然持續(xù)爆表呢？其主要原因在于國(guó)內(nèi)大量的汽車(chē)存在尾氣凈化器過(guò)期使用的問(wèn)題。
據(jù)四川大學(xué)催化材料研究所所長(zhǎng)陳耀強(qiáng)教授介紹，我們國(guó)家現(xiàn)在對(duì)汽油車(chē)只有排放檢測(cè)沒(méi)有過(guò)期催化劑更換，2000年實(shí)施汽油車(chē)的國(guó)Ⅰ排放標(biāo)準(zhǔn)，將催化劑裝上車(chē)，催化劑的壽命為8萬(wàn)公里行駛里程。出租車(chē)每年的行駛里程在20萬(wàn)公里左右，所以出租車(chē)一年必須換兩次催化劑才能保證排放達(dá)標(biāo)。照此計(jì)算，2000年1月購(gòu)買(mǎi)的出租車(chē)在2000年內(nèi)就應(yīng)該更換兩次催化劑。從2000年到現(xiàn)在2015年全國(guó)都沒(méi)有啟動(dòng)換催化劑，這里有多少高排放車(chē)可想而知。
到2014年底，我國(guó)的汽車(chē)保有量為1.5億輛，其中汽油車(chē)1.3億輛。有多少超標(biāo)排放的汽油車(chē)？對(duì)國(guó)Ⅰ至國(guó)Ⅲ汽油車(chē)催化劑的使用壽命為8萬(wàn)公里或5年，以先到者為準(zhǔn)，即不論半年，一年，兩年，三年，四年，只要行駛距離達(dá)到8萬(wàn)公里，就得更換催化劑，如果5年不到8萬(wàn)公里，也得更換催化劑；對(duì)于國(guó)Ⅳ汽油車(chē)，使用壽命為8萬(wàn)公里或5年，以先到者為準(zhǔn)。
按催化劑的壽命8（10）萬(wàn)公里或5年計(jì)算，2010年及以前生產(chǎn)有六千六百多萬(wàn)輛汽油車(chē)無(wú)需檢測(cè)也能判斷它排放肯定已經(jīng)超標(biāo)，2014年六月份以前買(mǎi)的500萬(wàn)出租車(chē)肯定排放超標(biāo)， 2011年到2014年生產(chǎn)的六千多萬(wàn)輛汽油車(chē)中有兩千萬(wàn)輛以上排放已經(jīng)超標(biāo)，加起來(lái)排放超標(biāo)車(chē)超過(guò)九千萬(wàn)輛，即 1.3億輛汽油車(chē)中至少九千萬(wàn)車(chē)輛排放超標(biāo)，這是我們國(guó)家在用汽油車(chē)的排放情況。
催化劑的壽命里程（8萬(wàn)公里或10萬(wàn)公里）是實(shí)驗(yàn)計(jì)算得到的，當(dāng)汽車(chē)行駛距離超過(guò)八萬(wàn)公里時(shí)，排放基本上是超標(biāo)，所以造成大范圍大面積的污染是由于沒(méi)有定期更換催化劑造成的，也就是說(shuō)PM2.5、碳?xì)浠衔�、一氧化碳和氮氧化物隨著行使里程增加，可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的幾十倍至上百倍，這已得到不同行駛里程的汽油車(chē)尾氣測(cè)定結(jié)果的證實(shí)。
根據(jù)陳耀強(qiáng)教授介紹，催化劑自身失效，會(huì)造成污染物排放增加3倍左右，而潤(rùn)滑油里的磷，鋅等在催化劑孔道內(nèi)的沉積，使排氣阻力（背壓）增加，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒劣化是造成污染物排放增加數(shù)十倍的主要原因。從過(guò)期催化劑的SEM和元素分析得到證實(shí)，催化劑過(guò)期時(shí)間越長(zhǎng)，催化劑孔道堵塞越嚴(yán)重，污染排放越高。
從測(cè)定結(jié)果分析，更換催化劑后的汽油車(chē)，PM2.5至少可以降低60%到80%。
所以只有政府大力提倡，全民共同參與，才能使小小的稀土元素在治理城市霧霾的進(jìn)程中持續(xù)發(fā)光發(fā)熱，還我城市湛藍(lán)天空。 |
