浅谈汽车尾气的污染与防治措施
发布时间:2024-11-21
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关于汽车尾气的成分 危害 处理 建议
目 录
前言 1 1汽车尾气污染的概述 1
1.1汽车尾气污染的现状 1
1.2汽车尾气污染的成分 1
1.2.1一氧化碳 1
1.2.2碳氢化合物 1
1.2.3氮氧化合物 1
1.2.4硫氧化合物 1
1.2.5挥发性有机物 1
1.2.6臭氧 1
1.2.7铅 1
1.2.8固体悬浮微粒 1 2汽车尾气的危害 1
2.1危害人体健康 1
2.1.1汽车尾气排放对人体健康造成的直接影响 1
2.1.2汽车尾气排放对人体健康造成的间接影响 1
2.2 汽车尾气对环境的危害 1
2.2.1酸雨 1
2.2.2温室效应 1
2.2.3光化学烟雾 1 3汽车尾气净化的途径 1
3.1机内控制 1
3.2 机外净化 1
3.2.1催化氧化法 1
3.2.2催化氧化还原法 1
3.3燃料的改进与替代 1
3.3.1用新能源代替旧能源 1
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3.3.2电动汽车技术 1
3.3.3燃料电池汽车 1 4对减少汽车尾气排放提出的建议 1
4.1提高人们的环保意识 1
4.2控制私家车的拥有量 1
4.3加强行政管理 1 5总结 1 参考文献 1
关于汽车尾气的成分 危害 处理 建议
浅谈汽车尾气的污染危害及防治
摘要
当代社会,车不再高不可攀,它逐渐进入了寻常百姓家。车也不仅仅是一种交通工具,它代表了一种文化、一种生活方式、一种时尚。车轮上的生活是轻快而惬意的,汽车给社会带来了现代物质文明,汽车为人民提供了交通便利,但同时也带来了环境污染等社会问题。也就是在我们享受汽车带来的舒适方便的时候,汽车尾气造成的大气污染、汽车鸣笛造成的噪声污染等影响了人们的正常生活,人们每天都生活在汽车尾气和汽车噪音中,汽车排放的尾气中含有大量的氮氧化物、碳氢化合物和一氧化碳,这些气体排放物不仅气味怪异,而且令人头昏、恶心,影响人的身体健康。可见,汽车尾气已经成为大气污染的首要污染源,控制汽车排放污染已经成为刻不容缓的重要任务。因此,在汽车工业发展和环境保护之间,需要寻找新的平衡。面对这些问题,我们要关注对汽车尾气的处理,关注我们的环境,及时采取措施很好的处理汽车尾气问题,让我们可以与环境和谐相处,让我们可以生活得更美好。
关键词: 汽车尾气,污染,危害,防治措施,建议
前言
自从汽车诞生以来,人类发展的步伐也被滚滚车轮带动加速前进。拥有一辆自己的汽车是很多年轻人的梦想,由于人们收入的提高以及汽车价格不断下降,这个梦想逐渐变为现实。但是,急剧增长的汽车保有量,令人担忧的汽车排放情况,正在污染着人类赖以生存的大气环境。20世纪90年代,我国汽车节能与环保技术虽然很低,但是,由于汽车生产和使用规模不大,汽车污染问题并不突出,城市大气污染主要表现为燃煤造成的煤烟型污染。最近十几年,特别是进入21世纪后,我国汽车产业得到了快速发展。2003年初,全国汽车销售收入首次超
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过纺织业,成为我国五大支柱产业之一。汽车产量由1991年的70万辆增加到了2005年的573万辆,15年间增加了8.2倍。汽车保有量也由1991年的606万辆增加到2005年的3270万辆,增加了5.4倍。2006年全国汽车产量又创历史新高,达到了728万辆。时至今日,汽车所带来的环境污染、能源消耗和交通拥堵等问题,已经成为我国城市发展的主要矛盾。一些城市的空气污染类型也已由煤烟污染型转变成机动车污染型。
汽车是人类文明的产物,人们在享受着汽车带来的便捷,也在忍受着环境污染带来的痛苦。不管是温室效应、臭氧层破洞,还是酸雨、黑雨,汽车排放的尾气都是造成这些现象的原因之一。石油燃料的大量消耗所引起的有害物质对大气产生了严重的污染,汽车尾气是造成大气污染的一个主要来源,汽车尾气中包含许多成分,包括一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOX)、硫氧化合物(SOX)、挥发性有机物、臭氧、铅(Pb)、及固体颗粒(碳烟)等。其中氮氧化合物是形成大气中光化学烟雾和酸雨的主要原因。汽车尾气的排放对我们所居住的环境产生最大影响,使人们深刻认识到了汽车污染的危害性,汽车污染已成为环境杀手之一。总之,根据中国的具体实际,着重分析了我国汽车尾气排放过程中存在的问题,并借鉴其他国家一些经验,取长补短,提出相应的对策。具体问题具体分析,从实际出发,真正做到统筹兼顾。
1汽车尾气污染的概述
1.1汽车尾气污染的现状
在现代文明的今天,汽车是现代社会发展的重要标志之一,也是国家的一项支柱型产业,汽车在提高人们生活质量的同时,在使用过程中产生的公害也已经成为带进社会的一个重要课题。自从1886年第一辆汽车诞生以来,它给人们的生活和工作带来了极大的便利,同时,我们也应该看到,在汽车产业高速发展、汽车产量和保有量不断增加的同时,汽车也带来了大气污染并对人体健康产生了危害,即汽车尾气污染。
1.2汽车尾气污染的成分
尾气污染主要是指汽油、柴油等机动车燃料因含有添加剂和杂质,在不完全燃烧时,所排出的一些有害物质对环境及人体的污染和破坏。汽车排放的尾气中
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含有上千种化学物质,除空气中的氮、氧和水蒸汽为无害成份外,其余均为有害成份。这些有害物质可分为气体和颗粒物两大类。
气体包括:一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、硫氧化合物、臭氧等; 颗粒物包括:碳黑、焦油和重金属等。
1.2.1一氧化碳
一氧化碳(CO)是大气中的一种污染物,城市大气中的一氧化碳主要来自汽车排放。它是一种无色、无味但有剧烈毒性的气体,是燃料燃烧不完全的产物。主要是在局部缺氧或者低温条件下,由于烃不能完全燃烧而产生,混在内燃机废气中排出。一氧化碳经呼吸道进入血液循环,与血红蛋白的亲和力约是氧的210倍,他们结合后生成碳氧血红蛋白,从而削弱血液向各组织输送氧的功能,导致人体缺氧,危害中枢神经系统,造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍,引起头晕、头痛、呕吐等中毒症状。重者危害血液循环系统,导致生命危险。一氧化碳是汽车发动机排出有害成分中浓度最大的气体,它引起的公害成为汽车尾气排放的第一大公害。
1.2.2碳氢化合物
碳氢化合物(HC)是不完全燃烧的排放物,它是一种混合物,成分非常复杂。当碳氢化合物浓度较高时,会使人出现头晕、恶心等中毒症状。特别是碳氢化合物和氮氧化合物在阳光紫外线照射下发生化学反应,形成光化学烟雾。当光化学烟雾中的氧化剂超过一定浓度时,即对人体产生较强刺激性,人体吸人后可明显感觉到呼吸系统不适,引起急性喘息症。而且,它还使生态环境遭到破坏,严重影响农作物的生长,使农业减产,因此碳氢化合物成为汽车尾气排放的第二大公害。
1.2.3氮氧化合物
氮氧化合物(NOX)主要是指一氧化氮和二氧化氮,它是发动机大负荷工作时,在燃烧室高温富氧的环境中产生的一种褐色且有臭味的气体。氮氧化合物吸入肺部后能形成亚硝酸和硝酸,对肺组织产生强烈的刺激和伤害,以致引起肺部病变。其中一氧化氮与血液中血红蛋白结合能力比一氧化碳还强,容易使人们中毒而死亡。二氧化氮是一种褐色有强烈毒性的气体,刺激人的眼睛和呼吸道引起
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喘息、支气管炎及肺气肿等,同时氮氧化物也是光化学烟雾组成成分,成为汽车尾气排放的第三大公害。
1.2.4硫氧化合物
硫氧化合物(SOX)主要是指SO2,它是形成酸雨的主要成分,严重污染河流、湖泊等水系,殃及野生动植物的生存安全,破坏生态系统的自然酸碱平衡,并严重腐蚀建筑物。对人类会造成气管壁绷紧,使呼吸道疾病加重,患有心肺疾病和哮喘病的人尤其敏感。汽车尾气中SO2主要来源于柴油车的排放。
1.2.5挥发性有机物
挥发性有机物包括多环芳烃(PAH)、苯系物、烯烃等,是光化学烟雾形成的前体物。苯已被证明是致癌物质,WHO(世界卫生组织)认为即使微量的苯,对人体健康也是有害的。除尾气排放外,汽车燃油箱和加油过程中也会排放挥发性有机物。
1.2.6臭氧
光化学烟雾主要的生成物是臭氧,具有强氧化性,可使空气能见度降低,橡胶制品开裂损坏,植物受害。臭氧刺激呼吸系统的黏膜,导致咳嗽、呼吸困难,削弱肺功能,对室外锻炼的人特别有害。臭氧还引起一些常见症状,如头疼、眼鼻喉刺痒、深呼吸时胸部不适等。臭氧会增加人对过敏源如花粉的敏感性,也降低人体对细菌和病毒的抵抗力,如易引起感冒、肺炎等。
1.2.7铅
铅(Pb)是有毒的重金属元素,为了改善燃油的抗爆性,人们在汽油中添加含铅物质四乙基铅或甲基铅,导致汽车尾气排放时产生含铅化合物。
城市大气中的铅60%以上来自汽车含铅汽油的燃烧。铅化合物以颗粒状排人大气中,是污染大气的有害物质。人体长期吸入含铅颗粒浓度较高的空气后,铅会逐渐在体内积累。当达到一定程度时,铅阻碍血液中红血球的生长,致使人体正常造血功能降低,血液、心肺器官等发生病变。
而铅对脑细胞和中枢神经的损害更是不可逆转的,铅侵入人体大脑时会引起头疼、精神恍惚,严重时甚至会出现昏迷等铅中毒症状。由于铅尘比重大,通常积聚在1m左右高度的空气中,因此对儿童的威胁最大,直接影响儿童的智力发育。
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1.2.8固体悬浮微粒
固体悬浮颗粒的成分很复杂,并具有较强的吸附能力,可以吸附各种金属粉尘、强致癌物苯并芘和病原微生物等。固体悬浮颗粒随呼吸进入人体肺部,以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道的不同部位,引起呼吸系统疾病。当悬浮颗粒积累到临界浓度时,便会激发形成恶性肿瘤。
此外,悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛,阻塞皮肤的毛囊和汗腺.引起皮肤炎和眼结膜炎,甚至造成角膜损伤。
碳烟颗粒是指柴油发动机燃烧不完全所排出的黑色烟雾状的炭烟颗粒。炭烟微粒能影响大气、道路的能见度,并含有少量带有特殊臭味的乙醛,吸入后使人感到恶心和头晕。微粒表面吸附的可溶性有机物对人的呼吸道也有较大伤害。
2汽车尾气的危害
终上所述:汽车尾气排出的污染,给人类健康造成了严重的威胁。(意大利每年大约有15000人死于汽车尾气引起的疾病)。因此,汽车尾气污染可总结为以下三点:
2.1危害人体健康
汽车尾气排放是低空排气,因此气体排除后首先会对人造成伤害.氮氧化物,铅化物进入肺部和血液,极大地损害了呼吸系统,造成各种疾病。
2.1.1汽车尾气排放对人体健康造成的直接影响
汽车尾气排放物主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOX)、硫氧化合物(SOX)、挥发性有机物、臭氧、铅(Pb)、以及固体颗粒(碳烟)等。这些对人体都有直接的危害。汽车排放的铅占大气中铅的97%,大部分颗粒直径为0.5pm或更小,因此可以长时间地飘浮在空气中。如果接触高浓度的含铅气体,就会引起严重的急性中毒症状,但这种状况比较少见。常见的是长期吸入低浓度的含铅大气,较大颗粒吸入到呼吸道粘膜上,可随痰排出。较小颗粒可通过呼吸道进入肺的深部组织,这部分很小的含铅气体,可以引起慢性中毒症状,如头昏、头痛、全身无力、失眠、记忆力减退等神经系统综合症。当铅在人体内各器官的积累增加到一定程度时,就会影响人体的生理机能和造血机能,尤其对少年及幼儿的中枢神经系统和造血系统影响更大。此外,长期慢性铅中毒者,心脏和肺将受到不同程度的损害,人的智力下降、注意力不集中、甚至成为呆傻。铅
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还具有高度的潜在致癌性,其潜伏期长达20一30年。
2.1.2汽车尾气排放对人体健康造成的间接影响
汽车排放的一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物在太阳的照射下会在大气中反应,形成光化学烟雾,光化学烟雾产生的罪魁祸首是NO2和HC。当空气中有这两种物质存在,再遇到合适的气候条件时,如强烈阳光、无风、逆温等,就会产生光化学烟雾。光化学烟雾对人的影响主要是对眼睛和呼吸道产生刺激,使红眼病患者增加,促进哮喘病人发作,并引发其它疾病。美国洛杉矶市民1970年眼睛受害达128天之久,全市居民有3/4以上患过红眼病。同年东京也发生过光化学烟雾,有2万人染上红眼病。巴西圣保罗大学医学院最新研究显示,在圣保罗这座巴西乃至南美洲最大的城市,每天有20人因为空气污染而死亡。近些年来随着车辆增多,空气质量每况愈下,造成的死亡人数也随之增加。此外,每年因为空气污染而住院的患者人数也在增多。
2.2 汽车尾气对环境的危害
从40年代起,全球各国都先后发生了骇人听闻的大气污染事件。1943年美国发生的洛杉矶烟雾事件,1952年伦敦的烟雾事件,以及1970年日本的四日市事件,都是最有代表性的光化学烟雾事件。研究发现,机动车尾气是造成圣保罗空气污染的罪魁祸首。而我国广西等地的酸雨己危及人们的生存,特别是柳州地区的酸雨频率年均在80%以上,1991年达到98.4%,几乎是每雨必酸,且酸度PH值最低己达2.94,这就是说,雨水和人们日常吃的食醋差不多。地处中国四川盆地的成都,本身大气扩散受限,汽车排放的废气使大气质量急剧下降,空气浑浊不堪。总之,机动车尾气污染造成了大气环境质量的急剧恶化,已日益危害到人们的生存环境。
2.2.1酸雨
通过我们的实验证明,汽车尾气含有二氧化硫、二氧化氮。这些气体会使大气形成酸雨。酸雨对生态环境的危害很大,可以毁坏森林,使湖泊酸化。目前我国长江以南的四川、贵州、广东、广西、江西、江苏、浙江已经成为世界三大酸雨区之一,酸雨区已占我国国土面积的40%。贵州是酸雨污染的重灾区,全区1/3的土地受到酸雨的危害,省城贵阳出现酸雨的频率几乎为100%。其他主要大城市的酸雨频率也在90%以上。降水的pH值常为3点多,有时甚至为2点多。我
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国著名的雾都重庆,雾也变成了酸雾,对建筑物和金属设施的危害极大。四川和贵州的公共汽车站牌,几乎全都是锈迹斑斑,都是酸雨造成的。另外,酸雨还会使农作物减产。
2.2.2温室效应
温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气,汽车大量排放尾气,这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩,使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散,其结果是地球表面变热起来。
对于温室效应相信大家也不会陌生。最主要的危害就是导致南北两极的冰盖融化,而冰盖融化以后会导致海平面上升。据科学家预测,如果人类对二氧化碳的排放不加限制,到2100年,全球气温将上升2℃~5℃,海平面将升高30cm~100cm,由此会带来灾难性后果。海拔低的岛屿和沿海大陆就会葬身海底,如上海、纽约、曼谷、威尼斯等许多大城市可能被海水淹没而成为海底城市。
2.2.3光化学烟雾
汽车排气污染最严重的危害是生成“光化学烟雾” ,空气中的二氧化氮是造成光化学烟雾的主要因素。光化学烟雾是由于汽车尾气和工业废气排放造成的,一般发生在湿度低、气温在24-32℃度的夏季晴天的中午或午后。汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物和二氧化氮(NO2)被排放到大气中后,在强烈的阳光紫外线照射下,会吸收太阳光所具有的能量。这些物质的分子在吸收了太阳光的能量后,会变得不稳定起来,原有的化学链遭到破坏,形成新的物质。这种化学反应被称为光化学反应,其产物为含剧毒的光化学烟雾。
3汽车尾气净化的途径
面对汽车尾气产生的种种环境问题和有害人体的物质,目前汽车尾气处理和净化成为汽车制造业又一个难题。汽车尾气含有多种有害物质,而且不是能轻易吸收的。目前是有很多方法可以处理和净化汽车尾气,但是很多实施起来都需要一定困难的。需要大众来合作,需要科学家辛苦付出。
对汽车尾气净化主要有三个途径:一是发动机内部控制;二是发动机外部净化;三是燃料的改进与替代。
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3.1机内控制
机内控制就是指从各种有害污染物的生成原因及影响因素出发,通过对发动机进行改进,达到控制燃烧、减少污染物排放量的各种技术。简单地说就是降低污染物生成量的技术,如改进发动机的燃烧室结构、改进点火系统、改进进气系统、采用电控汽油喷射和电控点火技术、采用排气再循环技术等。
3.2 机外净化 三元催化器,是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置,它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质,故称三元。
三元催化器的工作原理是:当高温的汽车尾气通过净化装置时,三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性,促使其进行一定的氧化-还原化学反应,其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体;HC化合物在高温下氧化成水(H2O)和二氧化碳;NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体,使汽车尾气得以净化。
机外净化在催化剂存在的条件下,利用自身的温度和组成将有害物质(CO、NOX、HC)转化为无害的H2O、CO2和N2。根据化学反应类型不同,又将其分为催化氧化法和催化氧化还原法。
3.2.1催化氧化法
催化氧化反应是以O2作氧化剂,将有害物质HC和CO转化为无害物,其反应式为:
2HC + 2/5 O2——→2 CO2 + H2O
2 CO + O2——→2CO2
3.2.2催化氧化还原法
催化氧化还原反应是以CO和HC作还原剂,将NOX还原为N2。其反应式为:
2 HC + NOX——→CO2 + H2O + N2
CO + NOX——→CO2 + N2
3.3燃料的改进与替代
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目前,由于汽油机和柴油机的闭环控制技术以及三元催化技术等的发展和进步,使得使用不同燃料的汽车的排放性能之间差别在逐渐缩小。
3.3.1用新能源代替旧能源
可以用甲醇代替汽油:甲醇、液化气等代替汽油,将明显降低NOX的排放。甲醇分子含氧比不含氧的汽油易于燃烧完全,从而较少排放NOX。可以用燃气代替汽油:与汽油相比,燃烧产物中氮氧化物减少39%;二氧化硫减少90%;一氧化碳减少97%。无疑,对控制酸雨是有利的,而且是目前能够实现了的。
3.3.2电动汽车技术
电动汽车是指全部或部分用电能驱动电动机作为电力系统的汽车。按照目前技术的发展方向或者车的驱动原理,可以划分为纯电动汽车和混合点动力汽车。
3.3.3燃料电池汽车
燃料电池汽车即以燃料电池作为动力系统的汽车。氢燃料电池汽车时应用最为广泛的一种,氢气是最干净最理想的燃料,与大气中的氧发生化学反应,从而产生电能驱动电动机,进而驱动汽车行驶。这种汽车用氢作燃料,燃烧后产生清洁的水,对空气几乎没有污染。因此,燃料电池车被称为“真正的环保车”。
其特点主要表现在:
(1) 能量转化率高。燃料电池的能量转换效率可达60%--80%,为内燃机的2—3
倍;
(2) 不污染环境。燃料电池的燃料是氢和氧,生成物是清洁的水,它本身工作
不产生CO和CO2,也没有硫和微粒排出,没有高温反应,也不生产氮氧化合物;
(3) 寿命长。燃料电池本身工作没有相对运动部件,工作时不产生机械噪声,
没有震动,其电极仅作为化学反应的场所和导电的通道,本身不参与化学反应,没有损耗,寿命长。
4对减少汽车尾气排放提出的建议
如今十分发达的地球,虽然环境情况看起来十分乐观,但是却又十分重大的隐患。这都是认为编造出来的:大肆砍伐数目、建立化工厂、胡乱排放有害液体。“对人类威胁较大的气体,世界每年的排放量达6亿多吨 ;估计到下个世纪
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中叶地球表面有三分之一的土地面临沙漠化的危险,每年有6平方公里的土地沙漠化,威胁着60多个国家 ”看着这一组组触目惊心的数字,有何感想?
举一个例子, 1943年,在美国加利福尼亚州的洛杉矶市,250万辆汽车每天燃烧掉1100吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下发生化学反应,形成浅蓝色烟雾,使该市大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污染为光化学烟雾。1955年和1970年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件,前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死亡,使全市四分之三的人患病。这就是在历史上被称为“世界八大公害”和“20世纪十大环境公害”之一的洛杉矶光化学烟雾事件。
由此,在这里向仍未觉悟的人们建议:
4.1提高人们环保意识
人类要向征服可怕的大自然,就必须尊重自然。对于改造自然理应慎之又慎,又要大刀阔斧,勇于实践和改良才能控制自然,使自身利益与自然协调发展,决不能重蹈西方发达国家“先污染,后治理”的覆辙。要从我做起,首先选择有利于保护环境的生活方式。善待我们的家园、善待地球,共创一个美好的生活环境。
4.2控制私家车的拥有量
在许多大城市中,汽车的数量实际已经“超载”。为了保护城市环境,私人汽车的拥有率必须控制在适度水平。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。
4.3加强行政管理
加强行政管理,淘汰旧车,采取报废迎新。我们还可以大面积的植树造林,树木在进行光合作用的时候,会吸入二氧化碳,放出氧气,所以我们应该多种植树木,使空气清新。同时要使公共汽车,地铁等公共交通工具迅速发展起来,向市民提倡骑自行车、乘坐公共汽车和地铁,代替私家车可以减少废气的排放。
5总结
随着我国经济不断增长,加之我国广大的消费市场,我国机动车的数量仍将高速增长。这样看来,我国已经面临严峻的由于机动车尾气污染所带来的一系列问题,如果不对机动车尾气污染防治问题未雨绸缪,我们将会丧失在蓝天白云下
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成长、呼吸新鲜空气的权利。对此,一些城市实施了“蓝天工程”计划,这在一定程度上遏制了机动车尾气污染的加剧,但其效果仍不理想。我们必须从更深层次去找寻防治机动车尾气污染的“良药秘方”。我们应该从加强技术攻关;完善管理体制;加强各项具体法律制度建设;多渠道筹措资金,完善投入保障机制;推行清洁生产,发展环保产业;依靠科技进步,提高环境治理能力等多方面共同努力,寻找这剂“治病良药”,还给全国人一片洁净健康的天空。减少汽车尾气,一方面要在技术上下功夫,而另一方面则要靠我们自己。无论是少开一天车,还是每天坐公交车上下班等等,这些都对人类有利而无害。保护环境,千万不要等到地球母亲真正发怒的那天,2012。
参考文献
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