在没有电荷的空间,电场要能维持其存在和运动而不消失,必须有另外的产生电场的原因;在没有电流的空间,磁场要能维持其存在和运动而不消失,必须有另外产生磁场的原因。这种产生电场和磁场的原因,既不是电荷也不是电流,而是运动中的电场和磁场本身。换句话说,运动中的磁场会产生电场以维护电场,不使之消失;运动中的电场也会产生磁场以维持磁场,不使之消失。这种运动中的电场和磁场互相产生的规律是人们在长期的生产和科学实践中逐步认识的。一旦认识了这种规律,人们就进一步掌握了无线电波的辐射和传播规律。
1.电磁波公害
在我们人类居住的地球上乃至宇宙空间,可以说电磁波无时不在、无处不在。在卫星通信、数字通信、移动通信中,人们利用电磁波实现了远距离、大容量、高速度的信息传递。雷达通过向空中辐射电磁波来寻找目标。电磁波在帮助人类实现了许多梦想,给人们的生活带来了舒适和方便的同时,这些不同频率、不同强度、有用的与无用的电磁波也对人类的生存环境造成了污染,对人体健康造成了伤害。例如,天空中的雷电、太阳黑子等都会辐射出许多危及人类健康的电磁波。西藏地区居民患白内障几率远远高于平原地区,其中最主要原因就是海拔高、宇宙射线强造成的。电脑和电视机中显像管(液晶显示除外),阴极在高压下发射电子流的同时会向周围空间辐射射线,也是电磁波,当人距离显像管很近并且停留的时间长的时候,这些有害的电磁波肯定损害人的眼睛和大脑。现在不少人都使用手机,手机是由一个小功率发射和接收机组成,打开手机通话时,手机就要向周围空间辐射电磁波,电磁波能穿透人体,频率越高,穿透性越强。国际上把高于300MHz以上的频段定为微波,低频小功率的电磁波对人没什么影响,但是微波大功率就会危害人的健康,长期生活在电磁波污染环境中的人会出现头昏、乏力、失眠、血压升高、白细胞减少等症状,重者可能造成白内障和诱发癌症等疾病。所以说电磁波污染是继废气、废水、废渣和噪声之后的第五大公害,人们必须对它有足够的重视。
汽车电气设备中,有许多导线、线圈和电子元件,都具有不同程度的电容和电感,而任何一个具有电感和电容的闭合回路都会形成振荡回路。当电气设备工作产生火花时,就会产生高频振荡并以电磁波的形式发射到空中,对汽车上及周围数百米范围内的收音机、电视机和其他无线电装置的正常工作,产生不同程度的干扰。通常把这种危害称之为电磁波公害。
2.汽车电磁波的来源
无线电干扰源主要是由发动机的点火系统配电器的间隙和火花塞间隙的火花放电引起的;其次是在发电机负荷电流突变和整流中产生的电磁波;此外,触点式电磁振动电喇叭、仪表系统等也都会产生较小的干扰波。汽车电器产生的干扰电磁波具有脉冲特性且频带较宽,其频率一般在0.15~1000Hz之间。
汽车电器产生的干扰电磁波有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰指通过汽车导线直接输入无线电设备和电子设备内部的电磁波;而辐射干扰则是指在空间传播,通过天线(如点火系统高压线就相当于天线)输入无线电设备内部的电磁波。
电磁波公害的防治
汽车电磁波污染源主要是来自发动机点火系统的高压火花放电以及汽车有关继电器触点开闭时的电火花,还有就是汽车上的直流电动机和某些仪表在工作中电流变化时产生的电磁波,它们都将影响汽车附近区域内的收音机、电视机和其他电子设备的正常工作,与此同时,也势必影响汽车自身所带的音响系统的正常工作。目前,为了克服汽车电磁波对外界环境的污染,在不同的汽车上采用了许多防电磁干扰的措施,对其归类大约为4种,即电阻片、滤波、屏蔽和接地。尽管如此,在汽车使用和维护时,倘若操作不当。仍会削弱上述措施的实施效果,使抗电磁干扰的结构不能得到正常的发挥。
1.采用单线制
在汽车电系中,均采用单线制,使汽车所有电气设备的负极与车架金属部分相连(俗称负极搭铁),其实,这也是一种抑制电磁干扰的措施。这是因为汽车电气共用搭铁线的使用,可以使整个汽车大件结构在电气方面连成一个整体,能大大减少因电器元件及汽车部件的静电感应引起的电磁干扰。在汽车维护时,单从防电磁干扰的角度看,汽车各部件以及电气设备的搭铁状态,是很有必要的,电气设备的搭铁不实,还将造成电气设备本身工作不良,也是产生电磁污染的隐患之一。
2.采用电火花的灭弧装置
电火花的灭弧装置也是较为普遍采用的一种防电磁污染措施。比如传统点火系中断电器白金触点并联的电容器,双金属片型传感器并联的电容器等,除电容器吸弧外,目前在有些汽车的电气设备上还设有由电容、电阻和电感元件组成的滤波器,用以吸收电气设备,尤其是某些继电器的电火花。
3.采用金属罩屏蔽
采用金属罩屏蔽以防止电磁干扰的措施,它是将汽车上所有容易产生火花的电器用金属罩屏蔽,导线也用金属网或金属管屏蔽,并使这些屏蔽罩、网、管搭铁。这样,就使产生电磁干扰的高频电磁波在屏蔽良好的金属罩内产生涡流,以热能的形式消耗掉,从而使电磁波不能发射出去。这种装置屏蔽电磁波效果较好,但成本较高,同时由于点火装置高压电路中分布电容随这些屏蔽罩网的增加而有所增加,从而影响点火性能。尽管这种方法较好,但要注意在汽车维护时应保持金属罩网之间以及金属罩网与车体之间有良好的接触,使之处于同一电位,以防接触不良,在汽车行驶时产生火花,从而影响屏蔽效果。
4.在点火装置高压电路中串入阻尼电阻
汽车点火系的高压电是造成电磁污染的最主要的污染源。目前,在点火装置高压电路中,串入阻尼电阻,是常用的一种减少电磁污染的方法,它对削弱电火花的高频电磁波有很明显的效果,因此被广泛地应用。试验证明,阻尼电阻的阻值越大,抑制效果越好,但阻值过大会影响火花塞电极间的火花能量,因此,该阻尼电阻阻值一般不超过20kΩ,并使高压线与点火线圈合理地匹配。阻尼电阻一般用碳质材料制成,通常安装在点火线圈的高压线引出端或火花塞上,因此,在使用维护时,尤其是在检查高压线电阻值时,要根据车型要求检查电阻值是否符合要求,而高压线的更换只能用车型专用线。
综上所述,对汽车电磁污染的抑制,往往是多管齐下,综合治理。因此,为保证良好的治污染效果,以上几项的检查是缺一不可的。
在装有电子设备的汽车上,除了无线电设备本身采取防干扰措施外(如在收音机天线上加扼制线圈,在电源上加滤波器、合理选择收音机的安装位置并加金属屏蔽等),还必须在产生干扰电磁波的汽车电器上采取抑制措施。采取的措施常见的有加阻尼电阻法、加并联电容器法、金属屏蔽法和感抗型高压阻尼线法等。在点火装置的高压电路中,串入阻尼电阻,可以削弱火花产生的干扰电磁波。阻尼电阻值越大,抑制效果越好。但阻尼电阻太大则会减少火花塞电极间的火花能量。阻尼电阻一般用碳质材料制成,电阻值约10~20kΩ。另外,在可能产生火花处并联电容器,也可减少电磁波干扰。如在调节器的“电池”接柱与“搭铁”之间和发电机“电枢”接柱与“搭铁”之间并联0.2~0.8μF的电容器、在水温表和机油压力表的传感器触点间并联0.1~0.2μF电容器、在闪光继电器和电喇叭的触点处并联0.5μF电容器等,即可降低该部分产生的电磁干扰。金属屏蔽是最常见的减少电磁干扰的措施。在所有容易产生火花的汽车电器上,用金属网遮蔽起来。导线也用密织的金属网或金属导管套起来,并将其搭铁。这样就使这些电器因工作火花而发射的电磁波,在金属屏蔽内感应寄生电流产生焦耳热而耗散掉,从而起到防干扰的作用。这种措施有较好的防干扰效果,但装置复杂,成本高,并且会增大高压电路的分布电容,影响点火性能。因此,一般只用在有特殊需要的汽车上。采用感抗型高压阻尼线,如线芯是用直径0.1mm的镍铬铝丝绕成的阻尼线,它相当于电感、电容及电阻三者的复合体,抑制效果比集中电阻的效果更好。
应该指出的是,由于电波屏蔽技术和无线电抗电波干扰能力的增强,使车辆无线电干扰的问题越来越小。
八、废弃汽车无害化处理
汽车废弃有害物的来源
1.汽车废弃有害物的种类及来源
所谓“废弃物”,是指其拥有者在一定的地点和时间里不再需要而且没有现行市价或想象不出其用途或价值的物质。顾名思义,汽车废弃物则是指汽车报废场或汽车维修厂等场所产生的废物。
《中华人民共和国环境保护法》中第二十四条规定:产生环境污染和其他公害的单位,必须把环境保护工作纳入计划;建立环境保护责任制度,采取有效措施,防治在生产建设或者其他活动中产生的废气、废水、废渣、粉尘、恶臭气体、放射性物质及噪声、振动等对环境的污染和危害。
企业应具有废油、废液、废气、废蓄电池、废轮胎及垃圾等有害物质集中收集、有效处理和保持环境整洁的环境保护管理制度。有害物质存储区域应界定清楚,必要时应有隔离、控制措施。
作业环境以及按生产工艺配置的处理“三废”(废油、废液、废气)、通风、吸尘、净化、消声等设施,均应符合有关规定。涂漆车间应设有专用的废水排放及处理设施,采用干打磨工艺的,应有粉尘收集装置和除尘设备,应设有通风设备。
调试车间或调试工位应设置汽车尾气收集净化装置。
这些相应的法规给我们合理处置汽车废弃有害物提供了法律依据。
2.汽车废弃物的特性
汽车使用产生的废弃有害物主要是化学有机物和无机物,也有自己的基本性质,归纳起来可分为腐蚀性、易燃性、浸出毒性和再生性。
(1)腐蚀性
腐蚀性一般是指汽车废弃物中具有较高的酸性或碱性对钢铁和土壤等物质造成损伤的性质。例如,酸性废物和废碱性零件清洗液等。
(2)易燃性
易燃性是指由于在运输、储存或处置过程中能引起燃烧的废物,例如,废油、废轮胎等。基本特点是燃点低于60℃的液体,经摩擦、吸湿或自发产生着火倾向的固体等。
(3)浸出毒性
浸出毒性是指废弃物按照一定的方法进行浸泡,浸出液中有害成分的含量超过规定标准限值的物质,如废电池电极和电解液等,含有重金属铅,其毒性较大,国标中规定溶液中含铅量最大容许浓度为5mg/L。
(4)再生性
再生性指汽车产生的废弃物在一定生产条件下能恢复部分性能或产生其他有使用价值原材料或半成品的性质,例如,废旧润滑油、废旧轮胎等都可通过一定的生产工艺裂解成石化原料和炭黑。
汽车废弃物的危害
1.废旧橡胶制品
废旧橡胶主要来源于汽车废轮胎、废胶管、胶带等橡胶制品,属于工业固体废物中的一大类。到2005年废旧轮胎的生成量同比增长为26.5%,发展速度之快令人担忧。为了保护人类生存的环境,减少废旧橡胶对环境的污染,实现废旧橡胶资源综合利用是当务之急。
随着现代汽车工业的迅猛发展,产生了堆积如山的废旧轮胎,给人类生存环境带来严重的危害,据不完全统计,全世界每年有15亿条轮胎报废。
中国是世界上第三大轮胎生产国,2000年轮胎产量超过l亿条,仅次于美国和日本,每年生成的废旧轮胎达3000万条,在北京、上海、广州等大城市的近郊结合处都能见到绵延上千米,像小山一样的废旧轮胎堆积点,“黑色污染”造成的危害远远大于“白色污染”。废旧轮胎属于高分子弹性材料,它们的大分子分解到不影响土壤中植物生长的程度需要数百年的岁月,若燃烧其释放出来的烟雾和一氧化碳,会严重污染大气。 1999年9月22日,美国北加州的斯坦尼斯劳斯县,有700万条堆积的废旧轮胎自然起火。大火的温度超过1000℃,浓烟直达600多米的高空。到10月4日大火至少已熔化出8万加仑油脂。数百吨燃烧粉尘飘落到100多千米外的旧金山和加州首府,更近的一些城市则下起了“黑雨”。
我国政府对废胎的回收处理和综合利用已引起了高度重视,国家经贸委根据《再生资源回收利用“十五”规划的要求》,在深入考察调研的基础上,成立了《废旧轮胎回收利用管理办法》起草工作组,通过法律法规的方式规范健全废旧轮胎回收利用机制,促进我国再生胶工业及胶粉工业的健康发展。
2.废旧蓄电池
电池是一种通过电化学反应获得能量的电源。电池的种类繁多,对国民经济的发展和人民生活水平的提高起到了非常重要的作用。但是不论是一次性电池还是二次性电池的使用都有其使用寿命,达到使用寿命终点的电池被丢弃而成为固体垃圾,严重污染土壤和地下水,对人们生存环境产生严重污染。电池中含有的主要污染物质包括重金属以及酸、碱等电解质溶液。其中重金属主要有汞、镉、铅、镍、锌等。