柴油机排放的废气中包含有气态、液态及固态的污染物。气态污染物中含有CO2、CO、H2、NOx、SO2HC、氧化物,有机氮化物及含硫混合物等;液态污染物中含有H2SO4、HC、氧化物等;固态污染物有碳、金属、无机氧化物、硫酸盐,以及多环芳烃(PAH)和醛等碳氢化合物。
上述污染物中, 主要的是CO、HC、NOx以及固体微粒(PM)。CO是柴油不完全燃烧产生的无色无味气体;HC也是柴油不完全燃烧和气缸壁淬冷的产物;NOx是NO2与NO的总称,它们都是在燃烧时空气过量、温度过高而生成的氮气燃烧产物,NO在空气中即被氧化成NO2,NO2呈红褐色并有强烈气味;PM是所排气体中可见污染物,它是由柴油燃烧中裂解的碳(干烟灰)、未燃碳氢化合物、机油与柴油在燃烧时生成的硫酸盐等组成的微粒,也就是我们常见的由排气管冒出的黑烟。相对汽油机而言,柴油机的CO和HC排放量较少,主要排放的污染物是NOx和PM。
CO通过呼吸道进入人体后,会同血红蛋白结合,破坏血液中的氧交换机制,使人缺氧而损害 ,引起 、呕吐、昏迷和痴呆等后果,严重时会造成CO中毒。
HC中含有许多致癌物质,长期接触会诱发肺癌、胃癌和皮肤癌。
NO2刺激人眼黏膜,引起结膜炎、角膜炎,吸入肺脏还会引起肺炎和肺水肿。
HC和NOx在阳光强烈时的紫外线照射下,会产生光化学烟雾,使人呼吸困难、植物枯黄落叶、加速橡胶制品与建筑物的老化。
PM被吸入人体后会引起气喘、 及肺气肿等慢性病;在碳烟微粒上吸附的PAH等有机物,更是极有害的致癌物。
2、柴油机的排放标准
为了控制废弃污染,许多国家都制订了相应的环保法规和排放污染物防治的技术政策,以及控制排放污染物限制的技术监督标准。
我国已于2000年实施了“压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆排气污染物限值及测试方法(GB17691-1999)”、“压燃式发动机和装用压燃式发动机的车辆可见污染物限制及测试方法(GB3847-1999)”等排放标准。这些强制性的国家标准等效采用了联合国欧洲经济委员会(ECE)有关汽车排放控制的全部技术内容,这意味着我国对新车的排放要求已达到欧洲90年代初期水平,比旧有的国家标准更加严格了。
随着中国环境保护和大气治理工作的不断深入,在严格控制汽车尾气污染的同时,非公路用机动设备如工程机械和施工机械的尾 放也越来越引起人们的重视。非公路用机动设备是各种工程机械设备、工程车辆、舰船和发电机组的总称。它包括户外动力设备、娱乐车辆、农业机械与工程机械、园林机械、水上舰船、机车、航空(天)飞行器等。它们所使用的发动机称之为非公路发动机,类型有压燃式发动机(CI,即柴油机)和火花点火发动机(SI,即汽油机),每年排放的氮氧化合物(NOx)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和颗粒物(PM)等有害物质的总量几乎相当于公路用车辆发动机的年排放总量(以美国为例)。由于柴油发动机具有很高的热效率,因而被广泛使用。非公路柴油机是非公路发动机市场的主体,主要用于农业机械(如拖拉机)、工程机械(如挖掘机、装载机、推土机)、物料搬运机械(如叉车)和多用途设备(如发电机组、抽水机)等。在非公路柴油机排放中,NOx和PM的排放量 为严重,分别约占困难或呼吸疼痛,以及慢性 。
国内外大量流行病学研究结果表明,大气PM10浓度每升高10微克/立方米,可能与人群总死亡率升高约0.5相关;大气 浓度每升高10微克/立方米,可能与人群总死亡率升高约1相关
降低柴油机的污染物排放,改善工作环境的空气质量,可以提高工作效率,降低疾病的发生。
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