詳述柴油發(fā)電機排放污染物及其危害性

發(fā)布時間:2023-11-16 點擊:174
詳述柴油發(fā)電機排放污染物及其危害性
一、柴油機的排放物
柴油機排放物的種類依其對人類的危害性,可分為有害排放物和無害排放物兩大類。有害排放物又稱排放污染物,主要來自排氣排放物(俗稱尾氣),少量來自曲軸箱排放物和燃油蒸發(fā)排放物。排氣排放物是由柴油機排氣管排出的有害物質(zhì)。
柴油機使用的柴油為高分子碳氫化合物,當其在燃燒室內(nèi)完全燃燒時,將只產(chǎn)生二氧化碳(c02)和水蒸氣(1-120),加之過剩的氧(02)及殘存的氮()d等,這些組分是燃油和空氣完全燃燒后的產(chǎn)物,從毒物學的觀點看,排氣中的這些成分是無害的(過去并不認為c02是一種污染物,但是隨著石油燃料的大量使用,大氣中c02的體積分數(shù)已從工業(yè)時代開始的280×10一6增加到現(xiàn)在的340×10一6左右,造成溫室效應,引起全人類的關注)。除上述基本成分外,柴油機排氣中還有不完全燃燒的產(chǎn)物和燃燒反應的中間產(chǎn)物,主要包括一氧化碳(co)、碳氫化合物()o、二氧化硫(sod、nox和pm等,這些成分的質(zhì)量總和在柴油機的尾氣排放中所占的比例不大,還不到1%,但它們中大部分是有害的,或有強烈的刺激性的臭味,有的還有致癌和致突(變)作用,因此被列為有害排放物。
二、污染物的危害
柴油機的主要排放污染物是no`和pm,對人類、動物、植物和制成品等都有不同程度的危害,污染物的危害程度取決于這些有害物質(zhì)的毒性、在空氣中的濃度、吸入沾污空氣的時間以及每1min吸入的體積。下面分別介紹各種污染物對人類健康造成的危害。
① 氮氧化物(nox)
nox是燃燒過程中氮的各種氧化物總稱,它包括no、no2、n2o4、n2o、n2o3和n2o5等。柴油機排氣中的氮氧化物絕大多數(shù)為no,no2次之,其余的含量很少。
no是無色并具有輕度刺激性的氣體,它在低濃度時對人體健康無明顯影響,高濃度時能造成人與動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)障礙。盡管no的直接危害性不大,但no在大氣中可以被氧化成具有劇毒的no2。no2是一種赤褐色的帶強烈刺激性的氣體,能刺激人眼黏膜,引起結(jié)膜炎和角膜炎;對人體肺和心肌也有很強的毒害作用,吸人肺部會引起肺炎和肺水腫。nox還是在地面附近形成光化學煙霧的主要原因之一
② 顆粒(pm)
柴油機排氣中的顆粒(亦稱微粒或顆粒物)是指經(jīng)空氣稀釋、溫度降到52℃后用涂有聚四氟乙烯的玻璃纖維濾紙收集的除水以外的物質(zhì)。顆粒對人類健康的危害性與顆粒大小及其組成有關。顆粒愈小,停滯于人體肺部、支氣管的比例愈大,對人體的危害就愈大,其中0.1、0.5μm的微粒對人體危害最大,會引起氣喘、支氣管炎和肺氣腫等慢性病。柴油機排出的微粒大多小于0.3μm,其主要成分是碳及其吸附的有機物質(zhì)。吸附物中有多種多環(huán)芳香烴,具有不同程度的致癌.
③ 碳氫化合物(hc)
碳氫化合物包括未燃和未完全燃燒的燃油、潤滑油及其裂解產(chǎn)物和部分氧化產(chǎn)物,如烷烴、烯烴、芳香烴、醛、酮、酸等數(shù)百種成分,有時簡稱為未燃烴。人體內(nèi)吸入較多的未燃烴,會破壞造血機能,造成貧血,神經(jīng)衰弱,并會降低肺對傳染病的抵抗力。
碳氧化合物成分復雜,因此碳氧化合物對人類的危害不能簡單地以總濃度來衡量,而必須確定其中有毒成分的毒性及其安全濃度。例如,在碳氫化合物中,烷烴基本上無味,對人體健康不產(chǎn)生直接影響。烯烴略帶甜味,有麻醉作用,對黏膜有刺激,經(jīng)代謝轉(zhuǎn)化會變成對基因有毒的環(huán)氧衍生物。烯烴與氮氧化物一起在太陽光的紫外線作用下形成有毒的“光化學煙霧”。芳香烴對血液和神經(jīng)系統(tǒng)有害,特別是多環(huán)芳香烴(pah)及其衍生物[主要是苯并(a)芘及硝基烴]有誘發(fā)肺癌、胃癌和皮膚癌的作用。醛類(甲醛、乙醛、丙烯醛等)是刺激性物質(zhì),對眼、呼吸道、血液有毒害。
④ 一氧化碳(co)
co是無色、無味的有毒氣體。它雖然對人的呼吸道無直接作用,但一旦被吸人,能與比氧強240倍的親和力同血液中輸送氧的載體血紅蛋白結(jié)合,生成羰基血紅蛋白,阻礙血液向心、腦等器官輸送氧氣,使人發(fā)生惡心、頭暈、疲勞等癥狀,嚴重時會窒息死亡。一氧化碳也會使人慢性中毒,主要表現(xiàn)為中樞神經(jīng)受損、記憶力衰退和癡呆等。空氣中co的體積分數(shù)超過0.1%時,就會導致人體中毒;超過0.3%時,則可在30min內(nèi)使人致命。
⑤ 二氧化碳(c02)
二氧化碳是一種無色、無臭的氣體,本身并沒有毒性,但當大氣中含量過高時,則會影響肺部吸氧呼碳,使進人血液中的co逐出困難,而形成貧氧現(xiàn)象。在隧道、地下坑道等封閉空間內(nèi),由于c02的高度積累也可以使人發(fā)生中毒現(xiàn)象,甚至導致死亡。當大氣中c02含量超過6%時,將嚴重威脅人體健康。
此外,由于地球上森林資源日益減少,而燃料燃燒后排入大氣層中的c02不斷增加,“溫室效應"愈來愈顯著。如大氣中c02含量不斷增多,c02氣體就好像一層日益加厚的透明薄膜一樣,太陽的輻射熱量透進來容易,卻難以逸出,日積月累,全球氣候?qū)⒆兣@就在世界范圍內(nèi)造成反常的氣候變化,破壞了自然界的生態(tài)平衡。
⑥ 二氧化硫(s02)
燃料中的硫燃燒時主要生成s02,只有1%~5%氧化成s03。無色有強烈氣味的氣體,在濃度低時,主要是刺激上呼吸道黏膜;濃度高時,對呼吸道深部也有刺激作用。當人體吸人較高濃度的s02時,會發(fā)生急性支氣管炎、哮喘、發(fā)紺和意識障礙等癥狀,有時還會引起喉頭痙攣而窒息。低濃度s02長期暴露會發(fā)生慢性中毒,使嗅覺和味覺減退,產(chǎn)生萎縮性鼻炎、慢性支氣管炎、結(jié)膜炎和胃炎。此外,如大氣中含s02過多,s02則會溶于水蒸氣而形成酸雨,使大片農(nóng)作物及森林葉子變黃,加速許多物質(zhì)的腐蝕,對動、植物造成嚴重的危害,從而影響自然界的生態(tài)平衡。
s02對柴油機廢氣凈化使用的催化劑也有破壞作用,即使很少量的s02也會逐漸在催化劑表面上堆積起來,使催化劑活性降低(俗稱催化劑“中毒”),從而使凈化效果減弱,甚至影響催化劑的使用壽命。

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