更新时间:2022-09-22 12:17
动机排放的污染物(engine pollution and its toxicity)发动机对环境的污染主要来自排气产物,汽油机的主要污染物是CO、NOx和HC,燃用含铅汽油还会产生铅污染。
发动机排放的污染物(engine pollution and its toxicity)发动机对环境的污染主要来自排气产物,汽油机的主要污染物是CO、NOx和HC,燃用含铅汽油还会产生铅污染。柴油机最重要的排气污染物是微粒和NOx。发动机排气中另一种主要的污染物是二氧化碳,它是正常燃烧的主要产物,虽然二氧化碳本身是无毒的,但它却是引起“温室效应”的主要成分,所以备受全球关注。从健康的角度讲,大剂量的一氧化碳可致人死亡,城市中必须将一氧化碳控制在一个较低的水平。
一氧化碳是烃燃料燃烧的中间产物,主要是在局部缺氧或低温条件下,由于烃不能完全燃烧而产生,混在内燃机废气中排出。当汽车负重过大、慢速行驶时或空挡运转时,燃料不能充分燃烧,废气中一氧化碳含量会明显增加。一氧化碳是一种化学反应能力低的无色无味的窒息性有毒气体,对空气的相对密度为0.9670,它的溶解度很小。
NOx是NO、NO2等氮氧化物的总称。汽油机排气中的NO2浓度与NO的浓度相比可忽略不计,但在柴油机中NO2可占到排气中总NOX的10%~30%。它刺激人眼粘膜,容易引起结膜炎、角膜炎,严重时还会引起肺气肿。HC对人眼及呼吸系统有刺激作用,对农作物也有害。
汽车尾气的碳氢化合物来自三种排放源。对一般汽油发动机来说,约60%的碳氢化合物来自内燃机废气排放20%~25%来自曲轴箱的泄漏,其余的15%~20%来自燃料系统的蒸发。排气中的HC和NOx在一定的地理、温度、气象条件下,经强烈的阳光照射,会发生光化学反应,生成以臭氧(O3)、醛类为主的过氧化产物,称光化学烟雾。臭氧具有独特的臭味和很强的毒性,醛类对人眼及呼吸道有刺激作用。此外,它们还妨碍生物的正常生长。
排气中的微粒的主要成分是吸附物中有多种多环芳香烃(PAHs),具有不同的致癌作用。这种微粒由在燃烧时生成的含碳粒子(炭烟)及其表面上吸附的多种有机物组成,后者称有机可溶成分(SOF)。
在所有有害成分中,CO、HC和NOx以及微粒是主要的污染物,目前汽车的排放标准和净化措施均旨在降低这几种污染物的含量。
所谓机外净化即通过在汽车的排气系统中安装各种净化装置,采用物理的、化学的方法将汽车尾气由原来的有毒气体,变成为无毒气体,再排放到大气中,从而可减少汽车排放污染物对大气环境的污染。
采用催化剂,将CO氧化成CO2,氧化成CO2和H2O,NOx被还原成为N2等。采用的催化剂有氧化锰,一氧化铜;氧化铬,一氧化镍,一氧化铜等金属氧化物和白金属(铂)等贵金属。它们都可以净化CO、HC。三元催化净化器安装在汽车发动机的排气装置上,当汽车废气通过净化器的通道时,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(H20)和二氧化碳;NOx还原成氮气和氧气,使三种有害气体变成无害气体其净化效率很高,可以净化90%以上的有害物质。这是目前最有效和最现实的措施。