Thành phần khí thải phương tiện giao thông và quá trình trung hòa xúc tác

Sự ngày càng tăng không ngừng về số lượng xe hơi là một trong những nguyên do khiến tình hình sinh thái ở những thành phố và những khu định cư lớn ngày càng xấu đi. Thực tế, ở 1 số ít vương quốc, tỉ lệ phương tiện đi lại cơ giới trong tổng lượng phát thải những chất ô nhiễm vào khí quyển của toàn bộ những nguồn công nghệ tiên tiến đạt trung bình 40 %, trong khối lượng chất thải công nghiệp – 2 %. Hàm lượng những chất ô nhiễm trong khí thải của động cơ diesel và động cơ xăng khác nhau và phụ thuộc vào vào loại động cơ và phương pháp quản lý và vận hành, cũng như chất lượng của nguyên vật liệu, thành phần của hỗn hợp dễ cháy trong xi lanh động cơ, vận tốc và cách lái xe. điều kiện kèm theo, mạng lưới hệ thống đánh lửa và trấn áp nguyên vật liệu. Số lượng toàn bộ những thành phần ô nhiễm trong khí thải vượt quá tiêu chuẩn tối đa được cho phép hàng chục, hàng trăm lần. Một trong những cách đáng an toàn và đáng tin cậy nhất để giảm độc tính của khí thải xe và vô hiệu những chất ô nhiễm là quy trình oxy hóa trọn vẹn những thành phần khí thải bằng cách sử dụng những chế phẩm xúc tác trên chất mang khối kim loại hoặc gốm .
Nội dung bài viết ẩn

1
Thực trạng về khí thải phương tiện đi lại giao thông vận tải

2

Các thành phần chính của khí thải phương tiện đi lại giao thông vận tải

Thực trạng về khí thải phương tiện giao thông

Số lượng xe hơi trên Trái đất vượt quá 1 tỷ chiếc. Mối nguy khốn chính của những thành phần hóa học có trong khí thải là những thành phần này rất nhỏ nên chúng được hấp thụ vào máu qua mô phổi và có tai hại đến những cơ quan khác nhau của con người. Ô nhiễm bầu khí quyển dẫn đến giảm oxy và tăng carbon dioxide, kéo theo một số ít biến hóa thời tiết không thay đổi. Nghiên cứu của những nhà khoa học cho thấy, từ năm này qua năm khác, việc duy trì khí cacbonic trong khí quyển tăng lên. Điều này dẫn đến cái gọi là “ hiệu ứng nhà kính ”, tức là sự ngày càng tăng nhiệt độ trung bình hàng năm trên hành tinh lên trung bình 0,8 – 3 %, do đó sẽ dẫn đến những biến hóa khí hậu đáng kể .
Ô nhiễm lưu vực không khí tạo ra mối nguy hại thực sự so với sức khỏe thể chất con người. Các triệu chứng hầu hết là kích ứng đường hô hấp trên và mắt, hen suyễn hoặc viêm mũi dị ứng, viêm phế quản, ung thư phổi, ung thư đường hô hấp, dẫn đến ngày càng tăng viêm mũi họng và làm trẻ chậm tăng trưởng thông thường. Trước hết, mạng lưới hệ thống thần kinh TW của một người bị ảnh hưởng tác động. Không giống như những yếu tố môi trường tự nhiên khác, không khí tiếp xúc trực tiếp và nhanh gọn với những mặt phẳng hoạt động giải trí sinh lý rất lớn của khung hình con người. Mỗi ngày một người hít phải 15.000 – 20.000 L không khí, do đó, dù là một lượng tương đối nhỏ của bất kể chất ô nhiễm nào, hít thở lâu trong không khí bị ô nhiễm, ảnh hưởng tác động xấu đến sức khỏe thể chất và thường gây ra nhiều bệnh khác nhau. Đến nay ,
Nói chung, phát thải những chất ô nhiễm và khí nhà kính vào khí quyển từ những hoạt động giải trí công nghiệp và giao thông vận tải được hình thành từ sự phát thải của những nguồn cố định và thắt chặt và di động. Nhiên liệu dầu là một trong những nguồn chính gây ô nhiễm thiên nhiên và môi trường. Phát thải giao thông vận tải đường đi bộ tương quan đến phát thải từ những nguồn di động và được xác lập bằng phát thải những chất ô nhiễm của phương tiện đi lại giao thông vận tải trong quy trình hoạt động giải trí vận tải đường bộ của chúng .

Các thành phần chính của khí thải phương tiện giao thông

Khí thải (khí thải) là các chất thải có trong động cơ, chúng là sản phẩm của quá trình oxy hóa và đốt cháy không hoàn toàn nhiên liệu hydrocacbon. Việc phát thải khí thải là nguyên nhân chính dẫn đến việc vượt quá nồng độ cho phép của các chất độc hại và chất gây ung thư trong bầu khí quyển của các thành phố lớn, hình thành các đám khói là lý do thường xuyên gây ngộ độc trong các không gian tự túc. Lượng chất ô nhiễm do các phương tiện giao thông thải vào khí quyển được xác định bằng khối lượng khí thải và thành phần của khí thải.

Cần chú ý quan tâm 3 nguồn ô nhiễm không khí chính với những chất ô nhiễm do xe hơi thải ra :

• Các khí đã hoàn thành sẽ đi ra khỏi bộ giảm thanh;
• Các khí đi ra khí quyển từ hệ thống thông gió của hộp động cơ;
• Nhiên liệu bay hơi đi đến môi trường xung quanh từ hệ thống nhiên liệu của động cơ và thùng nhiên liệu.

Việc vận dụng hình ảnh vệ tinh cho thấy sự không như nhau đáng kể trong sự phân bổ của NO trong khí quyển, với NO2 nặng hơn tập trung chuyên sâu ở tầng dưới và NO ở tầng trên của khí quyển. Các hậu quả nguy hại nhất theo quan điểm sinh thái xanh so với con người và vạn vật thiên nhiên do một số ít mẫu sản phẩm của quy trình đốt cháy nguyên vật liệu gây ra được nêu trong bảng. 1 .
Các chỉ tiêu định tính và định lượng của việc thải những chất ô nhiễm có hại trong khí thải của những phương tiện đi lại giao thông vận tải trong quy trình luân chuyển là không rõ ràng và phụ thuộc vào vào nhiều yếu tố :

• Về loại nhiên liệu được sử dụng;
• Từ thiết kế, điều kiện và điều kiện hoạt động của động cơ;
• Về khối lượng công việc đã hoàn thành;
• Về dạng và đặc điểm chuyển động của ô tô.

Do đó, nhìn nhận định lượng thực sự phát thải những chất ô nhiễm và khí nhà kính trong khí quyển từ những phương tiện đi lại giao thông vận tải cơ giới là một trách nhiệm khó khăn vất vả .

Bảng 1: Sản phẩm đốt của nhiên liệu và tác hại của chúng đối với môi trường

STT	Tên	Hậu quả có hại về mặt sinh thái	Giải pháp kỹ thuật
1	Ôxít cacbon	Tác dụng độc đối với người và động vật	Tối ưu hóa quá trình đốt cháy nhiên liệu. Ứng dụng của phụ gia
2	Ôxít lưu huỳnh	Kích ứng hệ hô hấp; sự hình thành mưa axit; phá hủy bộ chuyển đổi xúc tác	Phát triển nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh giảm
3	Ni-tơ ô-xít	Kích ứng hệ hô hấp; sự hình thành của mưa axit và sương mù; tham gia vào việc phá hủy màn hình ôzôn	Xúc tác khử oxit nitơ trong sản phẩm cháy
4	Hydrocacbon	Hành động gây ung thư; tham gia vào việc tạo ra hiệu ứng nhà kính, hình thành ôzôn và khói bụi	Giảm áp suất hơi bão hòa của nhiên liệu; tối ưu hóa quá trình đốt cháy, sử dụng các chất phụ gia
5	Ozone	Tác dụng độc đối với động thực vật; tham gia vào quá trình hình thành sương mù	Giảm phát thải các chất tạo ôzôn: hydrocacbon và nitơ oxit
6	Anđehit	Tác dụng kích thích đối với sinh vật; tham gia vào sự hình thành của sương khói	Cải thiện quá trình đốt cháy
7	Hợp chất của chì và các kim loại khác	Tác dụng độc đối với động thực vật; vi phạm sự cân bằng của các nguyên tố vi lượng trong nước và đất; ngộ độc chất xúc tác sau nung	Phát triển nhiên liệu không chứa hợp chất kim loại
8	Vật chất dạng hạt và muội than	Hành động gây ung thư, tham gia vào quá trình hình thành sương khói và mưa axit	Giảm hàm lượng tro của nhiên liệu, giảm hàm lượng lưu huỳnh và hydrocacbon thơm

Đối tượng tiêu thụ chính của nguyên vật liệu động cơ ( loại mẫu sản phẩm dầu mỏ phổ cập nhất ) là vận tải đường bộ đường đi bộ. Sự độc lạ của những chất ô nhiễm thải ra từ những phương pháp giao thông vận tải khác nhau ở những nước thuộc khối thịnh vượng chung Châu Âu được bộc lộ trong Bảng 2 và Bảng 3 .

Bảng 2: Số lượng chất ô nhiễm do vận chuyển hành khách (g / người-km) và hàng hóa (g / tấn-km) thải ra

STT	Loại hình vận tải	SOx	NO x	Vật chất dạng hạt	CO	CH	CO2
1	Vận tải hành khách:
a	Đường sắt	0,27	0,15	0,09	0,009	0,005	60,9
b	Đường sắt cao tốc	0,16	0,09	0,05	0,005	0,003	35,8
c	Động cơ vận tải	0,14	3,35	0,07	5,01	0,77	160.3
d	giao thông đường hàng không	0,09	0,66	0,03	1,42	0,23	234,1
2	Vận tải hàng hóa:
a	Đường sắt	–	0,40	0,08	0,06	0,02	–
b	Động cơ vận tải	–	1,96	0,04	2,2	0,97	–
c	Vận chuyển nước	–	0,58	0,04	0,2	0,08	–

Bảng 3: Cơ cấu các nguồn ô nhiễm không khí

STT	Nguồn ô nhiễm	Chia sẻ tổng lượng phát thải,% vol.
		Hoa Kỳ	GB	nước Đức	Nước pháp	Nước Ý	Nhật Bản
1	Ngành công nghiệp	17	13	35	35	30	40
2	Chuyên chở	60	60	50	23	25	25
3	Kỹ thuật nhiệt điện	14	12	12	23	15	20
4	Nhà máy đốt nhiên liệu	3-5	1-2	1-3	1-2	2-5	1-2
5	Khác	6-4	14-13	2	18-17	28-25	4-3

Theo lao lý, từ tổng thể những loại khí thải ô nhiễm của những phương tiện đi lại giao thông vận tải khác nhau, 80-90 % rơi vào xe hơi, 5-8 % ở đường tàu, 1-2 % so với vận tải đường bộ hàng không và 1 % so với giao thông vận tải đường thủy ( số liệu hoàn toàn có thể khác nhau so với những vương quốc khác nhau ). Mặc dù động cơ không ngừng được nâng cấp cải tiến và mức tiêu thụ nguyên vật liệu đơn cử giảm đáng kể ( gần 2 lần ), mức tiêu thụ nguyên vật liệu động cơ trong 20-30 năm qua đã tăng lên nhiều lần .
Hậu quả của ô nhiễm không khí do khí thải xe hơi gây ra hầu hết ở cấp địa phương. Điều này là do phương tiện đi lại giao thông vận tải cơ giới là một nguồn ô nhiễm đơn cử, được đặc trưng bởi những đặc thù sau :

• Phát thải các chất độc hại ở độ cao thấp, dẫn đến tiếp xúc trực tiếp và ảnh hưởng trực tiếp đến con người;
• Mức độ phân tán và loại bỏ các chất độc hại ra khỏi nguồn tương đối thấp;
• Mức độ nội địa hóa và nồng độ các chất ô nhiễm cao hơn so với các nguồn khác;
• Vị trí tại khu vực tập trung đông dân cư và mức độ tập trung sản xuất công nghiệp;
• Đa thành phần và độc tính phát thải cao;
• Lười vận động, làm phức tạp và tăng cường ảnh hưởng của việc tiếp xúc với các chất độc hại;
• Sự phụ thuộc của thành phần khí thải không chỉ vào chất lượng nhiên liệu, chế độ vận hành của động cơ mà còn phụ thuộc vào các thông số của môi trường (nhiệt độ không khí, độ cao so với mực nước biển);
• Khả năng biến đổi các thành phần của khí thải và hình thành các sản phẩm thứ cấp, độc hại hơn.

Việc chống lại những nguồn phát thải công nghiệp khá thuận tiện hơn vì chúng ở trạng thái tĩnh, đặc trưng bởi nồng độ chất ô nhiễm cao và số lượng thiết bị nhỏ để vô hiệu những chất ô nhiễm ra môi trường tự nhiên được thực thi. Nó được cho phép tổ chức triển khai những giải pháp hiệu suất cao hơn để giảm và trung hòa khí thải, hơn là từ nhiều nguồn di động .
Kết quả là, tỷ suất ô nhiễm của những phương tiện đi lại giao thông vận tải so với lớp mặt phẳng của không khí khí quyển, thành phần quan trọng nhất của sinh quyển, cao hơn đáng kể so với những nguồn khác. Nguồn những chất ô nhiễm xâm nhập vào không khí từ những tập hợp và mạng lưới hệ thống xe là khí cacte đã qua sử dụng và khói nguyên vật liệu. Thành phần của khí thải ô nhiễm từ những nguồn khác nhau sử dụng nguyên vật liệu dầu mỏ được trình diễn trong bảng 4 .
Phần lớn những chất ô nhiễm ( ngoại trừ ôxit lưu huỳnh ) được thải ra khi động cơ đốt trong ( ICE ) hoạt động giải trí. Trong khí thải của động cơ có chứa hơn 200 hợp chất hóa học ô nhiễm. Trong số này, những chất có hại nhất sau đây được tính đến :

• Carbon monoxide, CO, chất gây ô nhiễm có hại có trong khí thải của động cơ ở nồng độ cao nhất;
• Hydrocacbon (HC), các chất ô nhiễm có hại và các chất tạo khói có trong khí thải của động cơ và trong quá trình bay hơi nhiên liệu của ô tô;
• Ôxít nitơ, NOx , các chất ô nhiễm có hại và các chất tạo khói có trong khí thải của động cơ;
• Ôxít lưu huỳnh, các chất ô nhiễm có hại có trong khí thải của động cơ;
• Các hạt rắn và muội than (C), các hạt lơ lửng gây ô nhiễm có hại có trong khí thải của động cơ;
• Các hợp chất chì, Pb, các chất ô nhiễm có hại có trong khí thải động cơ khi sử dụng xăng pha chì;
• Anđehit (RCHO), chất ô nhiễm có hại có trong khí thải của động cơ;
• Benz (a) pyrene, một chất gây ung thư có hại có trong thành phần của muội than trong khí thải của động cơ. Ở các thành phố của CIS, nồng độ benz (a) pyrene trong không khí cao hơn khoảng 10 lần so với ở Anh và Mỹ. Mối liên hệ giữa ô nhiễm khí quyển với benz (a) pyrene ở các thành phố lớn với số lượng bệnh ung thư phổi ngày càng gia tăng được ghi nhận.

Thành phần của khí thải của động cơ đốt trong được cho trong bảng 5 .

Bảng 4: Lượng phát thải từ các nguồn khác nhau sử dụng nhiên liệu dầu mỏ, kg / tấn nhiên liệu

Tên	Động cơ chế hòa khí	Động cơ diesel	Trạm nhiệt
CO	40	9	0,05
NOx  (NО2 )	20	33	14
SOx	1,5	6	21
Hydrocacbon (HC)	24	20	0,4
Anđehit, axit hữu cơ	1,4	6	0,08
Vật chất hạt (PM)	2	16	1,3

Bảng 5: Thành phần khí thải của động cơ đốt trong, vol. %

Các thành phần	Động cơ xăng	Động cơ diesel  Xem thêm: Đô thị lớn loay hoay trong vòng vây của rác: Về đâu “núi rác” khổng lồ?
Nitơ	74-77	76-78
Ôxy	0,3 – 8	2-18
Nước uống	3,55	0,5 – 4
Cạc-bon đi-ô-xít	5-12	1-10
VÌ THẾ	1-10	0,01 – 0,5
KHÔNG x	0,1 – 0,5	0,001 – 0,4
VẬY x	0-0, 002	0-0. 03
Hydrocacbon	0,01 – 0,1	0,01 – 0,5
Anđehit	0-0, 2	0-0, 009
Muội, g / m 3	0-0. 04	0,01 – 1,1
Benz (a) pyren	đến 0,00002	đến 0,00001

Ngoại trừ ảnh hưởng tác động xấu đi trực tiếp đến sức khỏe thể chất của con người, khí thải của những phương tiện đi lại giao thông vận tải cơ giới có tính năng gây hiệu ứng nhà kính và hủy hoại tầng ôzôn so với bầu khí quyển của toàn cầu. Nó được link với nội dung trong những khí hoàn thành xong của động cơ của những chất sau :

• Carbon dioxide CO 2 , thành phần chính trong khí thải của động cơ, tạo ra hiệu ứng nhà kính trong khí quyển (khí nhà kính);
• Mêtan CH 4 ,
• Amoniac NH 3,
• Nitơ oxit N 2O – chất gây hiệu ứng nhà kính và làm suy giảm tầng ôzôn có trong khí thải của động cơ .

Sulfur Dioxide, Carbon Monoxide, Hydrocacbon

Lưu huỳnh đioxit được tạo thành khi đốt cháy nhiên liệu chứa lưu huỳnh ở nồng độ nhỏ tạo ra mùi khó chịu trong miệng và gây kích ứng niêm mạc mũi, vòm họng, khí quản và ống phế quản, biểu hiện bằng các cơn ho khan, khàn giọng, v.v. Việc hít phải một lượng khí lưu huỳnh điôxít ở nồng độ rất cao sẽ dẫn đến cơn gió ngắn và nhanh chóng bị rối loạn ý thức. Kích ứng niêm mạc mắt, nồng độ ho gây ra 0,05 mg / l. Nồng độ lưu huỳnh đioxit có thể chấp nhận cao nhất trong không khí của các xí nghiệp sản xuất là 0,02 mg / l.

Một thành phần khác, không kém phần nguy hại và nhiều nhất trong khí thải xe hơi là carbon monoxide. Do đó, ở hầu hết những thành phố lớn của Hoa Kỳ, phương tiện đi lại giao thông vận tải cơ giới chiếm 85-97 % tổng lượng khí thải carbon monoxide, và nồng độ của nó trong khí thải xe hơi là 7 %. Sự ngày càng tăng lượng khí thải carbon monoxide được quan sát bằng sự giảm tỷ suất không khí dư thừa, vận tốc thấp và vận tốc chạy không tải của động cơ, sự ngày càng tăng tỷ suất những phần nặng trong thành phần nguyên vật liệu động cơ. Khí carbon monoxide cực độc, thiếu mùi và màu khiến loại khí này trở nên đặc biệt quan trọng nguy hại. Khả năng thay thế sửa chữa oxy từ những hợp chất với hemoglobin được lý giải là do ái lực của hemoglobin với carbon monoxide tăng lên ( lớn hơn 200 – 300 lần so với oxy ), dẫn đến sự hình thành carboxyhemoglobin. Carbon monoxide ảnh hưởng tác động đến hệ thần kinh và tim mạch. MAC ( MPC ) của carbon monoxide trong không khí của những xí nghiệp sản xuất công nghiệp là 0,0016 % ( 0,02 mg / l ). Với hàm lượng 0,1 % carbon monoxide trong không khí hứng chịu, tử trận xảy ra trong 30-60 phút, với 1 % hoặc hơn – ngay lập tức .
Thành phần nhiều nhất, lớn và nguy hại nhất của khí thải xe hơi là hydrocacbon, trong đó hơn 200 : > 32 % là hydrocacbon no ; ~ 27 % – hydrocacbon không no ; – lên đến 4 % – hydrocacbon thơm ; ~ 2 % – andehit. 33-35
Những chất không thuộc về hiđrocacbon thơm có công dụng gây không dễ chịu cho khung hình, và hiđrocacbon thơm là chất gây ung thư. Các hydrocacbon đi vào môi trường tự nhiên do quy trình bay hơi và đốt cháy không trọn vẹn nguyên vật liệu và trong quy trình hình thành những hợp chất mới trong quy trình đốt cháy nguyên vật liệu. Sự hình thành một số ít trong số chúng, ví dụ, hydrocacbon đa vòng, hydrocacbon thơm, hầu hết phụ thuộc vào vào những yếu tố sau :

• Đặc điểm và chế độ hoạt động của động cơ;
• Khối lượng nhiên liệu tiêu hao;
• Thông số môi trường,
• Loại và chất lượng của nhiên liệu được sử dụng.
• Sự bay hơi và đi vào vùng cháy của nhiên liệu dầu bôi trơn.
• Tổng lượng khí thải hydrocacbon bằng đường bộ chiếm một phần đáng kể trong tình trạng ô nhiễm ở nhiều quốc gia trên thế giới. Chúng chiếm 55-75% tổng lượng hydrocacbon từ các nguồn khác nhau vào khí quyển.

Mối nguy khốn đặc biệt quan trọng so với con người và môi trường tự nhiên được biểu lộ bằng chì và những hợp chất của nó có trong khí thải xe hơi. Các hợp chất của chì, hầu hết là chì tetraetyl ( xí nghiệp sản xuất nhiệt điện ), thêm vào gasoline với mục tiêu tăng trị số octan. Chì và những hợp chất của nó, xâm nhập vào một sinh vật, gây ra bệnh nghiêm trọng nhất ( trí tuệ lỗi thời, đổi khác công dụng hành vi của sinh vật, v.v. ) .
Với khí thải của những phương tiện đi lại cơ giới, 37-85 % lượng chì và những hợp chất của nó có trong những chất khí pha chì đi vào khí quyển, và nồng độ của chúng trong khí thải là 50-1. 000 μg / m. Một số lượng đáng kể những hợp chất này rơi vào môi trường tự nhiên do sự bay hơi của những chất khí. Tổng tỷ suất những hợp chất chì và carbon monoxide trong khí thải xe hơi vượt quá 75 % .
Người ta cũng thấy rằng khi vô hiệu trọn vẹn chì, lượng khí thải hydrocacbon và nitơ oxit sẽ giảm đi 30 %. Do đó, việc vô hiệu chì khỏi xăng thương mại được cho phép tiến tới xử lý yếu tố ô nhiễm thiên nhiên và môi trường và tăng đáng kể tuổi thọ của động cơ .
Để nhìn nhận mức độ ô nhiễm ( cùng với ước tính MAC ), người ta sử dụng chỉ số nồng độ, một đại lượng không thứ nguyên có tính đến lượng khí thải ô nhiễm và mức độ ô nhiễm của nó. Về mặt số học, chỉ số nồng độ bằng bội số độ pha loãng của khí thải ( EG ) có chứa thành phần ô nhiễm trong không khí trước khi đạt đến MPC .

Ôxít nitơ

Một trong những thành phần phổ cập nhất của khí thải xe cơ giới là những oxit nitơ. Tỷ lệ của họ, ví dụ, ở những thành phố lớn của những nước tăng trưởng, chiếm 48-63 % tổng lượng phát thải từ tổng thể những nguồn sẵn có .
Ôxít nitơ là một mối nguy khốn đơn cử :

• Chúng phá hủy tầng ôzôn ở tầng trên của bầu khí quyển;
• Chúng có tác dụng độc hại mạnh đối với tất cả các sinh vật;
• Chúng cùng với các hydrocacbon tham gia vào quá trình hình thành sương mù quang hóa.

Khi có những oxit nitơ trong không khí, độc tính của cacbon monoxit tăng lên và chỉ tiêu cho hàm lượng của nó trong không khí phải giảm đi một thông số 1,5, vì sự hiện hữu phối hợp của chúng làm trầm trọng thêm công dụng của khí .
Theo mức độ ảnh hưởng tác động ô nhiễm so với khung hình con người, những oxit nitơ được xếp vào loại nguy khốn 3 ( những chất ô nhiễm vừa phải ) .
Nitrogen monoxide là chất khí không màu, không mùi, vị. Khi hít vào, NO, giống như CO, link với hemoglobin, thôi thúc sự hình thành metahemoglobin và ngăn ngừa quy trình luân chuyển oxy từ phổi đến những mô. Nitrogen monoxide dễ bị oxy hóa trong không khí ( đặc biệt quan trọng là ở nhiệt độ thấp ) thành NO 2, một chất khí màu nâu đỏ, mùi hắc, hít phải chất này làm suy yếu khứu giác, giảm năng lực thích ứng với bóng tối của mắt và khiến người bệnh dễ bị nhiễm những mầm bệnh gây ra những bệnh về đường hô hấp. 10,36
Kết hợp với nhiệt độ trong khí quyển, NOx tạo thành những dung dịch axit nitơ và nitric yếu, dẫn đến sự kết tủa của cái gọi là “ mưa axit ”. Dưới ảnh hưởng tác động của mưa axit, đất bị chua hóa và hết sạch chất dinh dưỡng, axit hóa những nguồn nước mặt, làm suy thoái và khủng hoảng và tàn phá trọn vẹn diện tích quy hoạnh rừng. Ngoài ra, những oxit nitơ góp thêm phần làm tăng nồng độ ôzôn trong lớp mặt phẳng, và cũng tham gia vào quy trình hình thành sương mù quang hóa. Các oxit axit trong không khí lớp mặt đất là chất oxi hóa mạnh, tác động ảnh hưởng xấu đến hệ hô hấp của sinh vật và sự tăng trưởng của thực vật, gây ra mưa axit. Do đó, thiệt hại hàng năm so với nông nghiệp Hoa Kỳ do nồng độ ôxít tăng lên ước tính khoảng chừng 1,9 – 4,3 tỷ USD. Khoảng 30 % lượng mưa axit ở Anh là do axit nitric có trong chúng. Do đó, ở hầu hết những nước tăng trưởng, việc phát thải những chất này bị hạn chế và được giám sát ngặt nghèo để giảm thiểu .
Việc giảm phát thải oxit nitơ đạt được hầu hết bằng cách nâng cấp cải tiến phong cách thiết kế buồng đốt, giảm tỷ số nén và thông số không khí thừa, tối ưu hóa thành phần của nguyên vật liệu bằng cách giảm hàm lượng những hợp chất thơm .

Ôxít nitơ có trong thành phần của khí thải ở dạng oxit và nitơ đioxit. Chúng được hình thành do phản ứng giữa nitơ trong khí quyển với oxy hoặc hơi nước ở áp suất cao (28-35 atm) và nhiệt độ 540-650 °C trong mỗi lần nén trong các xi lanh. Nhiên liệu không tham gia trực tiếp vào phản ứng này. Các oxit của nitơ rất độc. Trong những trường hợp điển hình nhất, ngộ độc nitơ oxit bắt đầu bằng một cơn ho nhẹ, sau một thời gian sẽ hết. Ở nồng độ tương đối cao, kích thích đường hô hấp tăng lên: ho nhiều, đôi khi nhức đầu, nôn mửa, … Khi ngộ độc nitơ oxit, ngoài các triệu chứng chung là chóng mặt, suy nhược, sắc mặt tái nhợt, huyết áp giảm. Sau khi hít vào 6-8 phút. không khí chứa khoảng 6 mg / l nitơ oxit và 3 mg / l trong 12 phút, cái chết xảy ra. Ngộ độc nitơ điôxít được đặc trưng bởi phù phổi, sau đó là viêm phế quản phổi. Nồng độ gây chết người là 0,1 mg / l khi hít vào trong một giờ. MAC (MPC) của nitơ oxit trong không khí của các xí nghiệp công nghiệp là 0,005 mg / l. Trong một số điều kiện thời tiết nhất định có thể xảy ra phản ứng quang hóa, góp phần hình thành các chất oxit nitơ gây hại cho màng nhầy của mắt cũng như thực vật và thậm chí cả cao su. Theo các nhà nghiên cứu Mỹ, hàm lượng tối đa của các oxit nitơ trong khí quyển là (tính theo nitơ đioxit) 0,025 mg theo thể tích. Nồng độ gây chết người là 0,1 mg / l khi hít vào trong một giờ. MAC (MPC) của nitơ oxit trong không khí của các xí nghiệp công nghiệp là 0,005 mg / l. Trong một số điều kiện thời tiết nhất định có thể xảy ra phản ứng quang hóa, góp phần hình thành các chất oxit nitơ gây hại cho màng nhầy của mắt cũng như thực vật và thậm chí cả cao su. Theo các nhà nghiên cứu Mỹ, hàm lượng tối đa của các oxit nitơ trong khí quyển là (tính theo nitơ đioxit) 0,025 mg theo thể tích. Nồng độ gây chết người là 0,1 mg / l khi hít vào trong một giờ. MAC (MPC) của nitơ oxit trong không khí của các xí nghiệp công nghiệp là 0,005 mg / l. Trong một số điều kiện thời tiết nhất định có thể xảy ra phản ứng quang hóa, góp phần hình thành các chất oxit nitơ gây hại cho màng nhầy của mắt cũng như thực vật và thậm chí cả cao su. Theo các nhà nghiên cứu Mỹ, hàm lượng tối đa của các oxit nitơ trong khí quyển là (tính theo nitơ đioxit) 0,025 mg theo thể tích.

Các oxit nitơ do ảnh hưởng tác động lên khung hình con người là thành phần ô nhiễm nhất của khí thải, và việc trung hòa chúng bằng cách phân hủy hoặc khử xúc tác trở nên đặc biệt quan trọng quan trọng .
Sự góp thêm phần chính vào việc hình thành những oxit nitơ là do quy trình nhiệt độ cao ( T > 1.100 °C ) của quy trình oxy hóa nitơ không khí theo chính sách Ya. B. Zel’dovich ( “ nhiệt ” NOx ), phản ứng ( 1 ) – ( 2 ). Theo chính sách này, O 2 phân ly thành nguyên tử ở nhiệt độ cao và tương tác với N 2 theo chuỗi phản ứng thuận nghịch sau đây :
O + N 2 ↔ NO + N ( 1 )
N + O 2 ↔ NO + O ( 2 )
Phần “ nhiệt ” NOx giao động 20-40 % ( tùy thuộc vào loại nguyên vật liệu ) trong tổng lượng nitơ oxit thải ra khí quyển hàng năm, phần còn lại là N x “ nhanh ” và “ nguyên vật liệu ” .
Các phản ứng tương quan đến những thành phần hydrocacbon cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành NO. Gốc CH sống sót ở mặt trước ngọn lửa hoàn toàn có thể phản ứng với nitơ trong khí quyển để tạo thành axit xianua, sau đó phản ứng theo sơ đồ :
CH + N2 ↔ HCN + N ( 3 )
N + OH ↔ H + NO ( 4 )
Không giống như “ nhiệt ”, NOx “ nhanh ” hoàn toàn có thể hình thành ở nhiệt độ thấp hơn ( ~ 700 ° C ) .
Hàng năm trong không khí khí quyển thải ra khoảng chừng 180 triệu tấn nitơ oxit. Khoảng 120 triệu tấn NO x được hình thành tự nhiên ( cháy rừng, hoạt động giải trí quan trọng của vi trùng trong đất, hoạt động giải trí núi lửa, phóng điện sét, v.v. ) và được phân chia đồng đều trên toàn thế giới. Nồng độ nền của NO2 trên những lục địa nằm trong khoảng chừng từ 0,4 đến 9,4 μg / m3 và so với NO, chúng nằm trong khoảng chừng từ 0 đến 7,4 μg / m3

Nguồn phát sinh NO không chỉ có thể là N2 trong khí quyển mà còn là nitơ, là một phần của các thành phần nhiên liệu (“nhiên liệu” NO x ). Cơ chế hình thành nitơ monoxit từ nitơ liên kết được trình bày trong hình 1.Theo sơ đồ này, sự hình thành NO diễn ra trước sự chuyển hóa nitơ nhiên liệu thành amoniac và axit hyđro xianua.

Cơ chế sản xuất NO từ nitơ nguyên vật liệu
Không giống như những oxit nitơ tự nhiên, phát thải do con người gây ra ( 60 triệu tấn NO x mỗi năm 40 ) tập trung chuyên sâu đa phần trong những nghành nghề dịch vụ hoạt động giải trí kinh tế tài chính của con người. Về yếu tố này, nồng độ NO x trong những khu định cư lớn thường cao hơn nhiều lần so với giá trị nền tự nhiên .
Các nguồn nitơ oxit chính do con người phân phối là :

• Phương tiện chuyên chở;
• Nhà máy điện;
• Sản xuất axit nitric;
• Thuốc nổ;
• Phân bón;
• Nông nghiệp, v.v.

Trong số những nguồn do con người gây ra, phương tiện đi lại giao thông vận tải cơ giới góp thêm phần nhiều nhất vào việc ô nhiễm không khí trong khí quyển với những oxit nitơ. Con số cao như vậy đa phần tương quan đến sự lan rộng ra không ngừng của đội xe xe hơi trên quốc tế, thời nay có khoảng chừng 1,5 tỷ chiếc và đến năm 2030 hoàn toàn có thể đạt 2,7 tỷ chiếc. Điều này được chứng tỏ bằng số liệu thống kê : trong 15 năm qua, doanh thu bán xe xe hơi đã tăng 40,5 % ( từ 51,55 triệu chiếc năm 2000 lên 72,41 triệu chiếc năm năm ngoái ) .
Khí thải của những loại xe, tùy thuộc vào loại động cơ ( hai hoặc bốn kỳ, xăng hoặc dầu diesel ), điều kiện kèm theo quản lý và vận hành, vận tốc tăng trưởng của chúng, v.v. trung bình chứa từ 11 đến 13 g NOx trên 1 lít nguyên vật liệu ( hình 6 ). Như vậy, trung bình một chiếc xe hơi có quãng đường đi được hàng năm là 16,7 nghìn km và tiêu thụ nguyên vật liệu 10 lít cho mỗi 100 km đường đi sẽ thải ra khí quyển khoảng chừng 20 kg NOx .

Bảng 6: Thành phần của khí thải động cơ xăng và động cơ điêzen (khi không có chất xúc tác)

Các thành phần  của khí thải	Máy chạy bằng xăng		Động cơ diesel
	kg / l nhiên liệu	% wt.	kg / l nhiên liệu	% wt.
Điều kiện
Nhiệt độ, ° С	T với – 1.100		T với -650 (T với -420)
Tốc độ thể tích, h – 1	30.000 – 100.000		30.000 – 100.000
( nước / nguyên vật liệu )	1 ( 14,7 )		1,8 ( 26 )
CO 2	2.019	17.0	2,612	7.1
H 2 O	0,990	8,3	0,917	2,6
Khoảng 2	0,13	1.1	5.554	15.0
N 2	8.568	7.2	27.838	75,2
H 2	42 · 10 – 3	3,5 · 10 – 2	7,0 · 10 – 4	2.0 · 10 – 3
Tổng	98.4		99,9
CO	0,167	1,4	1,1 · 10 – 2	3.0 · 10 – 2
HC	1,5 · 10 – 2	0,13	2,5 · 10 – 3	7,0 · 10 – 3
KHÔNG x	1,3 · 10 – 2	0,11	1,1 · 10 – 2	3.0 · 10 – 2
Tổng	1,64		0,074
VẬY 2	2,4 · 10 – 4	2.0 · 10 – 3	3,7 · 10 – 3	1 · 10 – 2
Các hạt rắn	–	–	2,1 · 10 – 3	6,0 · 10 – 3

Ghi chú : T amb – Nhiệt độ môi trường, ° С; λ – hệ số dư không khí, biểu thị tỷ lệ giữa lượng không khí cần thiết thực tế và lý thuyết.

Tiêu chuẩn khí thải so với oxit nitơ vận dụng cho giao thông vận tải đường đi bộ lần tiên phong được vận dụng tại Liên minh Châu Âu vào năm 1992 ( Euro-1 ) .
Mặc dù trong thực tiễn là những công nghệ tiên tiến xe hơi tân tiến hoàn toàn có thể giảm đáng kể lượng khí thải nitơ oxit bằng cách nâng cấp cải tiến phong cách thiết kế động cơ và kiểm soát và điều chỉnh tối ưu của nó, mức NOx vẫn vượt quá tiêu chuẩn pháp lý. Vì nguyên do này, trách nhiệm ngày càng cấp bách là tăng trưởng những giải pháp mới để thanh lọc bổ trợ. Vì quy trình khử oxit nitơ thành nitơ phân tử thân thiện với thiên nhiên và môi trường là một quy trình có lợi về mặt nhiệt động lực học, nên việc làm sạch khí thải của xe hơi về cơ bản là một yếu tố động học, và do đó phương pháp chính để trung hòa NO x là lắp ráp mạng lưới hệ thống xúc tác. Việc lựa chọn chất xúc tác phụ thuộc vào trực tiếp vào tỷ suất không khí / nguyên vật liệu, thành phần và nhiệt độ của khí thải, và do đó, những giải pháp làm sạch chất xúc tác cho xe hơi với động cơ xăng và động cơ diesel khác nhau đáng kể .
Nguồn tin : http://www.orientjchem.org/

Source: https://vvc.vn
Category : Môi trường