城市大气污染与治理
跨越国界的污染
19世纪末至20世纪初,欧洲画坛勃起一支新流派——印象派,并迅速称雄于世界画坛。然而,即使是画坛大师也很少有人清楚,印象派的兴起竟与大气环境污染有极密切的渊源。印象派的名称,源于法国著名画家莫奈的名画《日出印象》。这是莫奈到英国首都伦敦的斯敏斯特教堂完成的写生油画。画面上,云遮雾绕中的大教堂那哥特式风格的屋顶若隐若现,给人一种朦胧的美感。

大气被污染的城市
然而,油画在伦敦展出时却遭到非议。人们常见的雾都是灰白色的,而《日出印象》却把雾霭涂成了紫红色。画坛名家们纷纷指责莫奈在绘画色彩上标新立异、愚弄观众。可是,当议论纷纷的观众走出展览大厅时,一个个顿时瞠目结舌。原来,他们意外地发现,人们司空见惯的伦敦上空的雾果然如同《日出印象》那样是紫红色的,而并非是灰白色的。莫奈不愧是画坛名家,他经过仔细观察,注重研究光和色彩之间的微妙变化,终于使《日出印象》成为开创画坛一代流派的传世之作。但是为什么原来灰白色的雾却变成了紫红色呢?这恰恰是伦敦林立的烟囱所排放的大量煤烟混杂在水汽中,形成了污染严重的烟雾使阳光发生折射和散射而形成的。《日出印象》也可说是世界上第一幅凭直观印象反映大气污染的油画。
大气对人类生存具有非常重要的意义。一个成年人每天大约要呼吸10立方米的空气,在总面积达60~90平方米的肺泡组织上进行气体的吸收和交换,以维持正常的生理活动。10立方米空气相当于13千克,充足和洁净的空气对人体健康是时刻不可缺少的。地球大气的总质量约为6000万亿吨。大气的厚度一般认为超过1000千米,其中人类赖以生存的大气层主要是地面往上10~12千米范围内的那一部分,即人们常说的对流层,是地壳的组成部分。
大气污染来源主要有3个方面:①生活污染源,包括饮食或取暖时燃料向大气排放有害气体和烟雾;②工业污染源,包括火力发电、钢铁和有色金属冶炼,各种化学工业给大气造成的污染;③交通污染源,包括汽车、飞机、火车、船舶等交通工具的煤烟、尾气排放。
大气污染的危害
我国大气污染属煤烟型污染,以粉尘和酸雨危害最大,污染程度在加重。由于大气受到污染,一些地区开始形成酸雨区。我国的酸雨区主要分布于长江以南、青藏高原以东地区及四川盆地。华中地区酸雨污染最重,其中心区域酸雨年均pH值低于4.0,酸雨频率在80%以上。西南地区以南充、宜宾、重庆和遵义等城市为中心的酸雨区,近年来有所缓减,但仅次于华中地区,其中心地区年均pH值低于5.0,酸雨频率高于80%。华东沿海地区的酸雨主要分布在长江下游地区以南至厦门的沿海地区,该区域酸雨污染强度较华中、西南地区弱,但区域分布范围较广,覆盖苏南、皖南、浙江大部及福建沿海地区。华南地区的酸雨主要分布于珠江三角洲及广西的东部地区,重污染城市降水年均pH值在4.5~5.0之间,中心区域酸雨频率在60%~90%范围。广西地区的酸雨污染较普遍,除南部滨海地区,大部分地区酸雨频率在30%以上,酸雨区沿湘桂走廊向东西扩展,东与珠江三角洲相连。
大气污染的因素
空气是无色、无臭、无味的混合气体,主要由氧、氮、氩组成(占99.96%),二氧化碳、臭氧、水蒸汽、氖、氦等含量很少。一般情况下,它们在空气中的组成是保持相对恒定的,正常情况下空气是清洁的。然而由于人类的生产和生活活动,向大气中排出了许多物质,引起空气成分改变,对人类和其他生物产生不良影响。二氧化硫、飘尘、氮氧化物、碳氢化物、一氧化碳、二氧化碳等是排放到大气中的主要污染物。
一切含硫燃料在燃烧过程中都产生二氧化硫。二氧化硫为刺激性气体,易溶于水,几乎全部被上呼吸道吸收,对眼、上呼吸道粘膜有强烈刺激作用。在潮湿的空气中能与水分子结合形成亚硫酸、硫酸,使其刺激作用增强。二氧化硫在空气中的本底值(未受污染的大气组分含量)是0.0002克/吨,当空气中二氧化硫浓度达0.3~1克/吨时,多数人就会感觉出来;达到3克/吨时,就有特殊的刺激气味;达到8克/吨时就会感到难受;20克/吨时可引起眼结膜炎、急性支气管炎;极高浓度时可致声门水肿、肺水肿和呼吸道麻痹。二氧化硫通过气孔进入植物叶子,破坏叶子内部组织,造成叶子变黄、卷叶,以致植物倒伏。二氧化硫排放进入大气后还可形成酸雨。酸雨使水质酸化,导致水生态系统变化,浮游生物死亡,鱼类繁殖受到影响。酸雨危害森林,破坏土壤,使农作物产量降低。酸雨还腐蚀石刻、建筑。
一氧化氮是一种无色无臭的气体,它在常温下很容易跟空气中的氧化合生成棕色、有刺激气味的二氧化氮。二氧化氮在空气中的本底值大约是0.001克/吨。二氧化氮有毒,空气中含量为0.1克/吨时,即可嗅到它的臭味;含量在150克/吨以上对人的呼吸器官就有强烈刺激作用,引起肺水肿,严重者可致肺疽,有生命危险。二氧化氮遇水便形成硝酸。酸雨就是水和硫酸、硝酸的混合物。
人为排放氧化物的重要原因是燃料在燃烧过程中助燃空气里的氮和氧在高温条件下作用生成一氧化氮,一氧化氮再氧化即成二氧化氮。例如汽油机和柴油机中油料燃烧后,汽缸里排出的气体中一氧化氮浓度可达4000克/吨;汽车加速时尾气中一氧化氮浓度可达6000克/吨;火力发电厂废气中的一氧化氮含量也可达到1000克/吨以上。而且燃烧温度越高,一氧化氮生成量越大。
从工厂烟囱排出来的高浓度氮氧化物是棕色气体,人们称之为黄龙。二氧化氮不但本身有毒,它在紫外线作用下还会产生臭氧。

工厂烟囱
一氧化碳是一种对血液神经有害的毒物,主要来自煤和石油的燃烧。一氧化碳进入体内,经肺泡进入血循环,主要与血红蛋白结合,导致肌体组织缺氧。实验表明,浓度大约为100克/吨的一氧化碳会使人产生昏眩、头痛或其他中毒症状。燃料不完全时会产生大量一氧化碳。供氧不足的燃烧称作贫氧燃烧,产物即以一氧化碳为主。二氧化碳本身是没有毒性的,人体呼吸吐出的就是二氧化碳。但二氧化碳浓度的不断增加,对全球的气候却产生了不容忽视的影响。二氧化碳气体有一个特性,就是能够吸收红外光。
太阳辐射到地球上的可见光除少部分通过植物的光合作用将能量转换并贮存以外,大部分被云层、飘尘和地面反射回空间。反射是以红外光的形式进行的,但空气中二氧化碳气体却阻拦变成红外光的热能反射离开地表,于是地表附近的二氧化碳气体就起到了类似温室玻璃的作用,阳光可以射到温室里来,热量却散发不出去。这种“温室效应”能使地表低层大气温度升高,地表变暖。据调查,19世纪大气中二氧化碳浓度是290克/吨,现已达320克/吨以上。1885~1940年间,地球表面平均温度确实上升了0.6℃。有人认为,如果大气中二氧化碳继续增加,则50~100年内地球上的气温将升高好几度,赤道附近的干旱地区将大幅度扩大。而寒带和极地的冰川大量融化,几百年后海平面将升高5~10米,世界气候将发生灾难性的变化。
大气污染的治理
人类活动导致全球大气层的主要变化及环境问题可以归结为3个方面:①大气中温室气体增加导致气候变化;②大气臭氧层破环;③酸雨和污染物的越界输送。为了保护全球大气环境,改善本国的环境质量,一些国家在治理大气污染方面制定了新的计划。1996年,英国政府宣布实施为期10年的“全国空气质量战略”计划,以使下个世纪英国的空气变得清新。据统计,英国约20%的车辆造成了80%的汽车废气污染。为此,英国政府将授予地方政府权力以监督污染严重的汽车,地方政府将有权拦截这些汽车并起诉车主。地方政府还将有权封锁空气污染严重地区的交通,对进入市中心的车辆实施检证制等。汽车排放的废气是目前英国空气污染的罪魁祸首,治理汽车废气污染已势在必行。英国环境部说,空气污染每年使3000多英国人丧生,仅用于治疗因空气污染而引起的疾病的医疗费用每年就达23亿英镑。
我国已加入联合国《气候变化框架公约》和修正后的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,并已在制定履行这些国际公约和议定书的国家行动方案。我国已颁布了《中华人民共和国大气污染防治法》,防止大气污染和保护大气层是一项长期任务。
我国的资源特点和经济发展水平决定了以煤为主的能源结构将长期存在,控制煤烟型大气污染将是我国大气污染控制的主要任务。其次,是注意和控制机动车辆的尾气排放。目前,在大气污染控制和酸雨防治方面存在的主要问题有:
几乎所有城市都存在烟尘污染问题,冬季的北方城市尤为严重。全国二氧化硫排放量逐年增长,并形成南方大面积酸雨区,已发现对森林、土壤、农作物和建筑造成危害。先进实用的控制技术仍十分缺乏,脱硫技术目前仅限于试验及示范工程,尚未大规模实际应用。中小型工业锅炉和炉窑的烟尘治理技术尚需有新的突破,适合我国国情的致酸物质实用控制技术也十分缺乏。工业化起点低,生产规模小,污染物排放量大。如大电厂中小型发电机组的发电煤耗高出发达国家约30%;大量中小型水泥厂的水泥排尘量在3.5千克/吨的水平。
工业企业技术改造相当困难,过去20年全面进行技术改造的企业只占20%左右,而真正达到先进生产技术和现代管理水平的更少。历史欠账多,资金缺口大。对我国老的工业企业污染进行治理,费用至少需要2000亿元左右,筹集这样一笔资金是困难的,对于这类企业的污染治理必须走技术改造、清洁生产或产业结构和布局调整的道路。已经颁布的排放标准实施不力,主要是缺乏资金,缺乏测试设备,管理手段也不配套。适于我国大气污染控制的宏观调控政策运行机制尚未形成;现有政策制度尚未形成完善的体系,缺乏协调,限制了政策、制度在大气污染控制管理中的作用,缺乏有效的能源价格机制和环境经济政策。
能源生产和消费是我国大气污染的主要来源。因此提高能源效率和节能、洁净煤技术、开发新能源和可再生能源、机动车污染控制以及工业污染防治等方面的防治措施是治理大气污染的有效方法。
提高能源效率和节能
我国属能源高消费的国家。我国的能源工业面临两方面的挑战,既要满足经济发展对能源的需求,又要同时考虑大气环境保护的因素。《中国21世纪议程》把提高能源效率和节能,作为可持续发展战略的关键措施。我国正在实行从传统的计划经济向市场经济的转变、从粗放型经济向集约型经济转变,必将大大推进能源效率的提高和节能。
为实施“坚持资源开发与节约并重,把节约放在首位”的能源发展战略,我国不仅注意充分发挥市场对资源配置的基础性作用,还利用政府的宏观调控职能,研究制订了相应的法规、政策和规划。1996年5月国家科委、国家经贸委和国家科委联合制订了《中国节能技术政策大纲》,提出各行业节能技术方向和目标。随后又联合推荐106项重点推广节能科技成果。1996年9月,国家经贸委支持的“中国绿色照明工程”全面启动,在全国范围内组织实施。1997年11月,《节约能源法》颁布实施。在制定节约能源的决策和规划时,中国政府把技术进步和环境保护放在重要位置。
目前,节能领域的国际交流与合作空前活跃。我国在高效电光源、洁净煤技术等方面,进行了广泛的人员、信息交流和技术、经济合作;引进了电力需求侧管理、综合资源规划等适合市场的经济的规划和管理立法;利用世界银行等国际组织和外国政府提供的优惠贷款和赠款,建设了一批节能、新能源开发和教育培训等项目,提高能源效率和节能将在大气污染防治中起越来越重要的作用。
通常用能源消耗强度衡量一个国家经济的能源效率。能源消耗强度可以定义为单位国内生产总值所消耗的初级能源。自1980年以来,我国在全国范围内广泛开展了卓有成效的节能活动,实施有助于结构和技术变化的各项政策,对能源消耗强度的降低起到了决定性的作用。到目前为止,中国的能源消耗强度下降了50%,每年约下降4.5%。
我国能源消耗强度的降低主要归功于工业能源效率的提高。影响工业能源效率提高的因素有:①结构性因素,即对中间及最终产品和服务的需求变化。它被认为是推动工业能耗降低的主要动力,据估算,以产品种类的变化为主导的工业结构调整占工业能源消耗强度下降总量的70%。②技术性因素,即产品生产及服务中技术的变化和能源管理。它对工业能源消耗强度的下降也起到了重要作用。
虽然我国的能源消耗强度已有了大幅度下降,但仍是世界上单位能源消耗最高的国家之一。1995年我国的能源消耗强度是美国的4倍左右,工业在我国经济中的作用大于日本和美国,而我国的工业仍过分依赖于低效率、小规模的生产方式,且能源技术,特别是能源密集型产业和主要能源消耗设备的效率还远远落后于西方工业化国家。
我国的节能重点为:①燃煤电厂。据统计,1995年全国共有燃煤机组2910单元,其中装机容量小于100兆瓦者占81.5%,数量众多的小机组是导致供电煤耗居高不下和大气污染的主要原因。
②工业锅炉。工业锅炉的煤炭消耗量约占总耗煤量的30%,是节能潜力最大的终端用能设备。现在我国约有50万台工业锅炉,平均容量仅为2.4吨/时,77%以上的锅炉小于4吨/时。减少这些量大面广的小锅炉,不仅可使低矮污染源对局部地区环境质量的影响减小,为集中进行二氧化硫排放控制创造条件,也将使工业锅炉的平均热效率显著提高。如果工业锅炉的平均热效率提高到OECD国家的目前水平,中国在1995年能源使用上的一次性节能量可达7000×104吨标准煤,减少二氧化硫排放量约110×104吨。
③钢铁工业。钢铁工业的能耗占中国总能源使用量的10%左右。在钢铁工业的能源消费量中,煤和焦炭占74.7%。对于重点钢铁工业,能耗最高的工序依次为炼铁、电炉炼钢和焦化。钢铁工业的主要节能措施包括降低铁钢比、推行连铸、减少平炉钢、推广高炉喷煤粉。近年来,由国家专项贷款和企业自筹的钢铁工业节能技术改造投资每年达亿元以上。
④建材工业。建材工业能源消费量占全国煤炭消费量17%以上,也是节能潜力较大的工业部门。在许多情况下提高能源效率和节能是减少污染物排放的最有效方法。并且,在所有污染防治技术中节能是最经济的方法,不但减少了温室气体的排放,还节约了能源,具有相当的经济效益。
开发清洁能源和可再生能源
目前,在世界能源消费结构中,石油占40%,煤炭占27%,天然气占23%。但是随着人们对环境与资源保护意识的提高,能源结构将会有较大的改变。优质、高效、洁净的能源(如天然气、风能、太阳能等)在21世纪将有长足的发展,这种能源取代的本质是能源的开发利用从资源型向技术型转化的过程,从粗放式利用向高效率利用的转变进程,从污染环境到保护环境的提高过程。
(一)世界清洁能源的发展
目前,世界上发展较快的清洁能源主要是地热能、风能、太阳能、天然气等。

地热能
1.地热能
地热能量相当于地球上全部煤贮量的1.7亿倍,而且地热电站一般不需要庞大的燃料运输设备,也不排放烟尘。地热蒸汽发电排放到大气中的二氧化碳量远低于燃气、燃油、燃煤电厂。但地热电站释放的HS2等有害气体对大气也会造成一定程度的污染,其含盐废水、噪音以及因其而造成的地面沉降等(虽不严重),也形成了一定的危害。
2.风能
风是地球上潜力巨大的能源,如能将地球上1%的风能利用起来,即可满足整个人类对能源的需求。风力发电是目前增长最快的能源,1996年全球风电装机容量增长了26%,达到6070兆瓦。促使风力发电飞速增长的原因在于发电成本的不断下降,到2000年,风能的发电成本已然降至每度4~5美分,这将使风力发电成为世界上最便宜的能源。尽管目前风能所提供的电量还不足全球总发电量的1%,但它将很快成为人类可靠的动力来源之一。可以相信在不远的将来,数以万计的风轮机将出现在风能资源丰富的地区,并能满足这些地区所需能量的20%~30%。

风 能
3.太阳能
太阳能是取之不尽、用之不竭的清洁能源,但急需经济实用的太阳能利用技术。
4.氢能技术
氢能技术目前尚处于研究开发阶段,预计2030年可推广应用。
5.核能
快中子繁殖堆处于示范阶段,预计2010年商业化;核聚变已进入工程涉及阶段,预计2050年后可能商业化。
6.燃料电池
燃料电池的研究尚处于示范阶段,预计21世纪初商业化。
(二)中国清洁能源的发展
1.天然气
中国的天然气生产潜力巨大,据“九五”规划,到2000年天然气产量要达到(255×108)立方米。天然气生产主要集中在3个地区:①陕甘宁地区,现已探明天然气储量为(2300×108)立方米,其含气范围还在进一步扩大;②四川东部地区,现已探明天然气储量为(2000×108)立方米;③新疆地区,过去5年中探明天然气储量为(1600×108)立方米。此外,在青海东部的涩北地区,也发现了一个新气田,已探明储量为(500×108)立方米。
2.水电
目前中国所有可再生能源资源中,只有水力发电发挥了重要作用。与目前世界上一些国家的水电的开发情况相比,中国的水能资源理论蕴藏量居于世界首位,但是目前开发率很低,仅有总蕴藏量的6.5%。尽管如此,近40年来中国的水力发电工业已逐步走向高速发展的轨道,水电装机容量年增长率高达12.2%。1998年中国的电力装机容量为270吉瓦,其中水电装机容量占24.4%,有64吉瓦左右,几乎为除煤以外其他能源发电能力的总和。

水电站
中国的电力工业在未来一段时期内,将大大增加对水力资源的利用。大力开发西部水能资源,建设西南、西北水电基地,加大“西电东送”的力度。在电力规划中曾提出到2010年水电装机容量达到总装机容量(530~560吉瓦)中的30%的目标。长江三峡大坝完工后,中国的水力发电能力已增加(1.82×10)兆瓦。中国正在建设另外一些水力发电项目,使水力发电继续成为中国仅次于煤的主要电力来源。
3.太阳能和风能
中国,特别是其西部地区的太阳能资源也十分丰富。中国陆地上每年接收的太阳能能量达(5.6×1022)焦,相当于(1.9×1012)吨标煤。中国有2/3的地区年平均日照时间超过2000小时。中国风能资源的理论储量可达(16×108)千瓦,实际可利用量为(2.5×108)千瓦,有非常大的发展潜力。其中,中北部、西北部平原和东南沿海地区的风能资源十分丰富。此外,许多边远农村地区,特别在山区,可以开发风能资源供当地使用。
4.生物质能
生物质能是中国最大的再生能源资源之一。生物质能包括稻草和林木种植以及农作物副产品(如谷壳、刨花和甘蔗渣等)。国家计划委员会估计,发展生物质能用于高效燃烧发电技术,每年能节省(1.2×108)吨煤。厌氧发酵产生沼气是生物质能的另一种应用形式。估计目前中国有600万个生物发酵池,大多数是给附近的农户提供燃气。
5.核能
中国从20世纪80年代开始制订了发展核电的技术路线和技术政策,1991年中国自主建造的秦山核电厂实现并网发电,1994年上半年,广东大亚湾核电站投入满功率运行。这两座核电厂的建成,标志着中国核电的起步。中国的核电发展潜力还很大,目前除了已建成和在建的核电站以外,已经完成初步可行性研究或已进行预评审的厂址达10余个,可容纳40~50台机组,预示着未来20年内核电装机容量将会迅速增加。
控制酸雨和二氧化硫污染的举措
酸雨污染是发生在较大范围的区域性污染,酸雨控制区应包括酸雨最严重的地区及其周边二氧化硫排放量较大的地区。而二氧化硫污染集中于城市,污染的主要原因是局部地区大量的燃煤设施排放二氧化硫,故二氧化硫污染控制区应以城市为基本控制单元。考虑到酸雨和二氧化硫污染特征的差异,及实施可持续发展战略的要求,1998年1月中华人民共和国国务院批准两控区总面积约为109×104平方千米,占国土面积的11.4%,其中酸雨控制区面积约为80×104平方千米,占国土面积的8.4%,二氧化硫污染控制区面积约为29×104平方千米,占国土面积的3%。国务院批准的两控区控制目标为:到2000年排放二氧化硫的工业污染源达标排放,并实行二氧化硫排放总量控制;有关直辖市、省会城市、经济特区城市、沿海开放城市及重点旅游城市环境空气二氧化硫浓度达到国家环境质量标准,酸雨控制区酸雨恶化的趋势得到缓解。到2010年,二氧化硫排放总量控制在2000年排放水平以内;城市环境空气二氧化硫浓度达到国家环境质量标准,酸雨控制区降水pH值小于4.5的面积比2000年有明显减少。
中国对国际上现有脱硫技术的一些主要类型都进行了研究和装置试验,少数引进国外的脱硫工艺已在可靠、有效地运行。现阶段我国电站锅炉脱硫的可用技术有煤炭洗选和烟气脱硫技术,工业锅炉和窑炉的可用技术有型煤固硫技术、洗后煤替代原煤和流化床燃烧技术。
机动车污染控制
机动车污染与机动车保有量、燃料利用率、燃料性能及交通状况等诸多因素密切相关。随着机动车保有量的迅速增加和城市化进程的加快,中国一些大城市的大气污染类型正在由煤烟型向混合型或机动车污染型转化,机动车尾气排放已经成为主要城市的重要污染源。
(一)中国机动车排气污染特点
与世界平均水平相比,中国的汽车化程度仍然较低。但是由于城市道路建设的速度落后于机动车保有量的增加,交通拥挤一直困扰着大城市。中国主要城市中机动车行驶速度低,在北京市城市中心区高峰期的车速自20世纪80年代以来一直在下降,城市街道交通堵塞不仅造成无效益的等候浪费时间,而且造成燃料的无效利用,使大气污染更加严重。
在市中心区低速行驶情况下的油耗是在高速公路上自由行驶时油耗的两倍。若车速从20千米/时降为15千米/时,油耗会因此增加25%。因此,交通堵塞的代价是高昂的。为系统评估中国机动车的单车尾气排污水平,国家环境保护总局组织了典型在用轻型车、重型柴油发动机和摩托车排放因子的试验检测。造成中国机动车污染程度高的部分原因是汽车设计落后,尾气排放标准不够完善。此外,中国燃料性能差也是造成机动车污染的主要原因之一。目前,中国汽油供应中大约有50%不含铅,但其中大多数为低标号汽油,主要用于低压缩比的卡车,或者是供出口用的高级汽油。国内供应的90号或更高级别的汽油仅占汽油总消耗量的20%。中国含铅汽油中平均含铅量为0.12克/升,低于亚洲国家的平均水平(0.15克/升),但高于国际标准(0.08克/升)。
中国柴油质量低劣,稳定性低,芳香族成分含量高,从而造成柴油车颗粒物与烟气的排放水平高。另外,中国柴油中硫的含量也偏高。
(二)控制机动车污染的措施
日益增长的城市人口和家庭收入导致汽车占有量的上升,转而产生更大的旅行嗜好和更多的对道路的需求。日益增加的工商业活动使更多的服务车辆投入城市街道,并且增加货物运输的交通量。面对上升中的交通需求和增长中的负面影响,城市应当重新审查交通需要,协调各方面因素,实现城市的可持续发展。
1.调整交通需求
土地利用和交通综合战略有可能在不增加汽车交通需要的情况下,使得人们更加方便地到达工作地点、商店和其他设施。各种研究报告指出,在居住密度比较高以及工作和住所比较平衡的城市,人们外出的次数少、行程短,可以更多地步行或骑车。以欧洲和日本城市为例,在密度很高的核心区内,居民全部外出行动的30%~60%可以步行或骑自行车。与之相反,澳大利亚和美国分散型的城市则鼓励依靠汽车。
由于城市继续趋向分散,公共交通系统的建设费用和运作费用高昂到使人无法接受,而且分散的居住模式使得公共交通系统对一般乘客很不方便。因此,人口密度小的城市平均每户拥有汽车数量多于人口密度大的城市。
为了保证既满足居民的需要,又控制机动车的保有量,进行合理的城市规划,即调整交通需求是最有效的途径之一。
2.清洁油品
车用燃料对车辆排放有很大影响,故要有计划地改善燃油品质。1995年修改后的《中华人民共和国大气污染防治法》规定:“国家鼓励、支持生产和使用高标号的无铅汽油,限制生产和使用含铅汽油。”国家环保局受国务院委托组织了有关12个部委,成立了“国家淘汰车用含铅汽油协调小组”,起草了《关于限期停止生产销售使用车用含铅汽油的通知》。要求1999年7月1日起,直辖市、省会、特区等重要城市汽油无铅化;2000年1月1日起,汽油生产企业停止生产含铅汽油;2000年1月1日起,汽车制造企业生产的新车技术均适用无铅汽油。同时,北京市、上海市和广州市已经开始实施了汽油无铅化,天津、沈阳等大城市也拟定了汽油无铅化的目标。迄今为止,已有9个省提前实行了汽油无铅化。
改善油品质量的措施还包括取消低辛烷值汽油、提高汽油辛烷值、引进使用汽油发动机清洁剂等。已经在许多国家得到开发的一些低污染的碳氢化合物燃料包括液化石油气(LPG)、液化天然气(LNG)、甲醇、乙醇和生物气体,也是城市机动车可供选择的清洁燃料。
目前我国已制定了一系列加气站、贮气罐、接口等国家标准,并计划选择3~5个试点城市,推广清洁燃料汽车的使用。预计这项计划将很快实施。此外,对于特殊种类车辆,通过替代燃料技术可以获得较好的环境效益,如北京市出租汽车仅占总保有量的6%~7%,但其排放的CO却占总排放的36%,因此可通过对这部分车采取代用燃料技术来减少污染排放。
3.清洁汽车
为了减少和控制汽车的污染排放,国内外开发了不少有效的净化措施,这些净化措施主要包括:
(1)机内净化。机内净化控制技术是汽车排放控制技术的主要方法之一。该措施是从有害排放物的生成机理出发,对空燃混合气的燃烧方式和过程进行改进,控制其有害物的产生。例如,电子控制燃油喷射、电子点火等措施,是机内净化的有效方法;采用汽油机直接喷射实现分层燃烧,不但可以减少排气污染,而且能提高燃油经济性;通过改变燃烧室的形状、减少燃烧室的面容比、提高燃烧室的壁面温度、改变化油器的结构和调整,也能起到减少发动机排气中有害成分的作用。但是,机内控制排放具有一定的局限性,只能起到部分降低排放污染物的效果,且作用有限(有时因彼此的制约,在降低某些排放物的同时会使其他排放物增加),甚至在降低排放污染物时会影响发动机的其他性能。
(2)机外净化。机外净化方法主要有后燃法和催化转换法两种。后燃法即让高温废气在排气管中进一步燃烧,从而达到降低排放污染物的目的。后燃法主要有加热反应器、二次空气喷射等方法。热反应器及空气注入系统是向排气管内喷射空气,利用排放气体的高温使HC、CO及醛类在富氧的条件下继续燃烧,从而降低HC和CO的排放量。根据发动机的不同情况,空气注入系统由电子控制装置(ECM)适时地供给或切断注入的空气,以满足排气净化的要求。催化转换是在催化剂的作用下,使排放气体中的HC、CO、NO通过化学反应(燃烧),然后以CO、HO、N的形式进入大气。虽然目前尚不能完全消除有害气体的排放,但已使有害物质的含量大幅度地降低。催化转化技术是目前应用比较广泛,且技术比较成熟的方法。此外,还可通过控制燃料的蒸发、开发和利用新型低污染车用发动机来减少机动车的污染物排放。
4.配套法规和标准
实施更加严格的机动车尾气排放标准、加强在用车的监督管理,均可以减轻日益增加的汽车对空气质量的影响。根据我国目前的大气环境质量状况和未来的发展预测,按照我国2010年环境质量总体目标要求,已提出了下一阶段不同车型的排放标准建议,预计这套标准将采用电控燃油喷射、三元催化转化器、废气再循环等多项先进的污染控制技术,它不仅有助于降低污染、改善大气环境,而且可以引导和促进我国汽车工业的健康发展。
5.发展公共交通车
创造清洁健康的城市环境要求政府利用其规划和协调能力于有关的交通管理之中。按照“公交优先”的策略,提供以公共汽车维护的公共交通系统,不仅可降低尾气排放,还将使未来油料的消耗大幅度降低。有人测算,按目前价格,中国到2020年时,“公交优先”策略将只需要300亿美元的汽油和柴油消耗,而在以私人机动车为基础的策略下,汽油和柴油总消耗将达到870亿美元。因此,大力发展公共汽车可以避免汽车对油料过大的需求,并有效控制机动车尾气排放而产生的城市大气污染。

公交车
6.控制私人汽车拥有量
为了保护城市环境,私人汽车的拥有率必须控制在适度的水平。世界上许多国家或城市采取控制汽车价格,通过征收高额汽车购买和财产税,限制私人汽车拥有量。此外,按照“污染者付费”的原则,汽车使用者应当支付汽车排污的社会成本。为了保护城市环境,汽车排污收费应当与燃油价格挂钩,即燃料油价格不仅包括基于燃料本身的总机会成本、油料运输以外消费税,还应包括基础设施附加费和排污费。按国际标准,目前中国汽油和柴油的零售价格较低,不同标号汽油价格之间的细小差异不能反映它们生产成本的差别。柴油价格低于汽油也抑制了炼油厂生产柴油的积极性。

不断增加的私家车
工业污染控制
有关的环境保护法律是工业污染控制的基础。中国的污染控制政策建立在预防为主、防治结合、污染者付费和强化环境管理这三项基本原则的基础上,具体落实为八项环境管理制度。污染防治重点在于新污染源,可通过实行环境影响评价和“三同时”制度进行管理。现有污染源则通过排污收费、排污许可证和限期治理制度来进行管理。
此外,控制工业污染要积极促进老企业技术改造,推行清洁生产;推广燃煤锅炉的更新换代,提高锅炉效率;促进乡镇企业更新改造和技术换代,提高乡镇企业污染治理率;积极推广已有的污染控制实用技术措施,提高除尘装置的安置率和除尘效率;推广应用各类烟气净化工艺等。