柴油機尾氣排放工程機械論文

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1國內(nèi)外工程機械柴油機尾氣排放的影響現(xiàn)狀

國內(nèi)專家目前從減少環(huán)境污染（環(huán)境保護）的宏觀層面考慮，認為柴油機尾氣排放最主要的危害是有助于形成光化學(xué)煙霧、灰霾等。與國內(nèi)對工程機械柴油機尾氣排放的研究糾結(jié)于環(huán)境派生污染的宏觀層面不同，設(shè)在法國里昂的世界衛(wèi)生組織（WTO）下屬的國際癌癥研究機構(gòu)（InternationalAgencyforResearchonCancer，簡稱IARC）在2012年的六月份重新評估了柴油發(fā)動機尾氣排放，已經(jīng)把對柴油機尾氣排放的研究上升到了對人的健康直接影響的微觀層面（勞動保護的角度），其已把柴油發(fā)動機的尾氣排放歸入使人類致癌的1類致癌物，與石棉、砒霜和芥子氣的致命性處于同一級別，具有高度致癌性。IARC將柴油發(fā)動機的尾氣排放的致癌級別由1988年的2A級別（可能致癌）提升至目前的級別1（致癌）。IARC的專家敦促人們盡量減少接觸柴油發(fā)動機的尾氣排放，他們表示：（調(diào)整柴油發(fā)動機的尾氣排放的致癌級別的）決定是基于最新的“有說服力的”科學(xué)證據(jù)。IARC在一份聲明中稱“（獨立專家）工作組發(fā)現(xiàn)，柴油發(fā)動機的尾氣排放是導(dǎo)致肺癌的原因之一，亦會增加患膀胱癌的風(fēng)險?！庇嘘P(guān)結(jié)論在國外專家針對礦工、鐵路工人、卡車司機等高風(fēng)險人群進行的專項調(diào)查中得到了驗證。

2工程機械柴油機尾氣排放的對策

盡管存在爭議，在瑞士和瑞典已經(jīng)有針對所謂的“移動式非公路柴油發(fā)動機車輛（如：工程機械）”安裝柴油機微粒捕集器的責(zé)任與義務(wù)。美國的EPATier4Final排放標準和歐盟的非道路用機動設(shè)備第四階段(IV階段)排放標準也對工程機械柴油機尾氣排放提出了更高的要求，將在全球范圍使得“工程機械采用柴油機微粒捕集器技術(shù)”成為一種所謂的趨勢，但目前所謂的柴油機微粒捕集器并非是完美無缺的技術(shù)，也即：目前的柴油機尾氣凈化裝置技術(shù)并非萬能。德國的許多工程機械使用企業(yè)認為：從柴油機微粒捕集器的再生、維護保養(yǎng)和其在一些場合導(dǎo)致柴油機油耗增加的角度來講，其使用成本很高；出廠后再進一步加裝柴油機微粒捕集器的工程機械的使用成本更高，例如對于使用了很多年的工程機械，光是加裝柴油機微粒捕集器的相關(guān)費用就可能達到其工程機械剩余價值的50%，甚至更高；歐洲建筑施工企業(yè)認為：如果通過法規(guī)的形式強制“包括工程機械在內(nèi)的非道路用機械”的柴油機使用微粒捕集器會大大增加企業(yè)的施工成本，甚至?xí){到建筑施工企業(yè)的生存，特別是給那些中小企業(yè)帶來巨大的風(fēng)險；而且已有包括德國在內(nèi)的歐洲學(xué)者通過測試發(fā)現(xiàn)新研發(fā)的柴油發(fā)動機反而比前幾代柴油發(fā)動機排出了更多更細小的顆粒物，而這些更細小的顆粒物的大部分幾乎能無阻礙地通過許多微粒捕集器；馬克斯普朗克協(xié)會在柏林的弗里茨哈伯研究所及在羅馬的神經(jīng)生物學(xué)和分子醫(yī)學(xué)研究所在分子生物學(xué)領(lǐng)域的研究表明：這些更小的顆粒物的排放盡管符合歐盟非道路用機動設(shè)備第四階段排放標準，但其與舊式柴油機排出的煙塵顆粒相比會殺死更多的人體免疫細胞，更確切地講也即會殺死更多的人體巨噬細胞。這對于工程機械使用者和其周圍的工地施工人員的健康來說更加不利，因為太細小的顆粒物吸入人體后很難再排出體外，其對于工程機械使用者和其周圍的工地施工人員的免疫系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)及循環(huán)系統(tǒng)等的負面影響是長久持續(xù)的。柴油機煙塵微粒在微粒捕集器中的燃燒甚至可導(dǎo)致增加氮氧化物（NOx）的濃度，而且可以產(chǎn)生二次排放的出現(xiàn)，如產(chǎn)生極其危害健康的多環(huán)芳烴8。

因而，在將來不僅急需進一步改進包括柴油機微粒捕集器等在內(nèi)的許多所謂現(xiàn)成的技術(shù)，而且減少工程機械柴油機尾氣排放對人及周圍環(huán)境的不良影響的對策也不應(yīng)該僅僅局限于局部某種“單一”技術(shù)的開發(fā)，絕不能單單給工程機械柴油機裝個尾氣凈化裝置了事，應(yīng)從一個“整體”的角度來通盤考慮，如：提高“工程機械整機的燃料使用效率，減少無用功”等就是間接降低工程機械柴油機尾氣污染物的很好的途徑之一。因為依筆者之見，工程機械柴油機尾氣排放的問題已經(jīng)不是單純某一單個技術(shù)在未來的突破就能解決的，其需要跨學(xué)科的合作才能解決。這種跨學(xué)科的合作方式不僅僅需要各相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)人員之間的交流,還包括制定法規(guī)的決策人員和工程機械生產(chǎn)企業(yè)的研發(fā)技術(shù)人員、建筑業(yè)及在那里工作的人員、專業(yè)協(xié)會、研究所、高等院校及社會團體之間的交流，這不僅是一個舊技術(shù)改進和新技術(shù)開發(fā)的過程，而且還應(yīng)該是一個社會過程。技術(shù)和施工組織及管理方面的減少工程機械柴油機尾氣排放的措施，包括：如研制新一代工程機械柴油機零部件及總成技術(shù)（包括新一代催化反應(yīng)器及新一代柴油機微粒捕集器）、怠速階段的工程機械柴油發(fā)動機自動停機功能、恢復(fù)正常工況時工程機械柴油發(fā)動機自動啟動功能、研制能量回收系統(tǒng)、研制新一代混合動力驅(qū)動的工程機械、研制新一代電驅(qū)動工程機械、通過使用節(jié)能液壓零部件優(yōu)化能源利用、通過優(yōu)化工作裝置優(yōu)化能源利用、優(yōu)化工程機械工作裝置快速更換系統(tǒng)、使用節(jié)省燃料的液壓油、通過人員培訓(xùn)優(yōu)化工程機械的操作過程等等，其中的一些是和工程機械智能化有關(guān)的。工程機械在工地施工中無法避免怠速工況。歐洲一些發(fā)達國家的技術(shù)人員目前致力于開發(fā)工程機械柴油發(fā)動機自動停機功能，其可減少怠速時間，從而減少“無謂的燃料”消耗，間接降低工程機械柴油機尾氣污染物的排放總量。展示了實現(xiàn)工程機械柴油發(fā)動機自動停機功能的主要元件之間的聯(lián)系。取決于工程機械的類型（例如：裝載機、液壓挖掘機或者自卸車等）、工地現(xiàn)場組織和工作任務(wù)不同，各個工程機械負載周期是有區(qū)別的。基于Liebherr液壓挖掘機有限責(zé)任公司及Zeppelin工程機械有限責(zé)任公司提供的資料和STRABAG股份公司的調(diào)查表明：目前液壓挖掘機怠速工況約占其整個在建筑工地中的運行時間的百分之二十五至百分之三十五之間。歐洲國家專項調(diào)查表明：在建筑工地中，目前這類工程機械的平均怠速工況占其整個運行時間的百分之三十二。

怠速時間乘以怠速油耗再乘以國內(nèi)建筑工地上大量的工程機械的數(shù)量，這其中的確蘊含著一個非?？捎^的節(jié)省燃料的潛力，故減少怠速時間從這個角度講是一個很有價值的方法來間接減少工程機械柴油機尾氣污染物的排放總量。工程機械柴油發(fā)動機自動停機功能除了可以減少柴油機尾氣污染物的排放，還可以減少噪音和振動，這提高了工程機械操作人員的勞動和健康保護。當然進一步保持和提高機械效率也很重要，如：在研發(fā)時，考慮減少機械的摩擦來減小額外功，考慮在額外功一定時增大有用功；在新一代產(chǎn)品研發(fā)時，進一步改進結(jié)構(gòu)，使它更合理；在使用中，按照技術(shù)規(guī)程定期保養(yǎng)、定時潤滑，使工程機械處于良好的運行狀態(tài)。故上面所講的“整體”不僅僅是把工程機械柴油機作為一個整體來考慮技術(shù)的提升，還應(yīng)該從“工程機械整機效率”的角度考慮工程機械柴油機技術(shù)改進和其他總成或系統(tǒng)（如：工程機械工作裝置）技術(shù)提升的合理匹配問題；上面所講的“整體”也不應(yīng)僅僅局限于通過“工程機械整機性能”的改進（技術(shù)革新、技術(shù)整合）來降低其柴油機尾氣污染物，我們應(yīng)該把“降低工程機械柴油機尾氣污染物的排放”放在“技術(shù)和法規(guī)政策”相結(jié)合的大背景下，通過合理的建筑施工現(xiàn)場環(huán)境污染局部及總體預(yù)測、污染預(yù)防、實時監(jiān)控、評價、責(zé)令整改及獎懲等綜合管理體系來實現(xiàn)；即使將來有了先進的技術(shù)、有了像樣的法規(guī)，最終還是要看能不能真正落實，也即最終是否能對各個具體建筑施工現(xiàn)場環(huán)境中各種各樣“包括建筑施工現(xiàn)場所有的各輛工程機械的柴油機等尾氣排放在內(nèi)的”所有污染物采取局部及總體預(yù)測、污染預(yù)防、實時監(jiān)控、評價、責(zé)令整改及獎懲等綜合管理。在中國柴油油品質(zhì)量和西方發(fā)達國家相比還有差距，并且中國工程機械核心技術(shù)和西方發(fā)達國家相比還有不小差距的前提下，這種建筑施工現(xiàn)場環(huán)境污染局部及總體預(yù)測、污染預(yù)防、實時監(jiān)控、評價、責(zé)令整改及獎懲等綜合性排放治理管理方式就顯得尤為重要。

3結(jié)語

一些西方發(fā)達國家正在考慮是否將柴油機尾氣排放對人（如：工程機械駕駛?cè)藛T及工程機械所在工地的施工人員）的健康的直接影響列入職業(yè)病的范疇。在中國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的當下，該到了向建筑工地粗放式施工說再見的時候了，這其中“考慮工程機械駕駛?cè)藛T及工程機械所在工地的施工人員的職業(yè)健康問題”也應(yīng)該提上議事日程。柴油機尾氣排放工程機械論文

作者：羅陽　單位：不來梅大學(xué)生產(chǎn)技術(shù)系