سیستم پساپالایش دیزل

انواع آلاینده‌های خودروهای دیزلی

تقسیم‌بندی منابع آلاینده هوا کم‌وبیش همانند ساختار منابع طبیعی و مصنوعی می‌باشد. در اصل انسان کنترل بسیار ناچیزی بر روی منابع آلاینده طبیعی دارد و عمده تمرکز بر روی کنترل منابع آلاینده مصنوعی می‌باشد. ازاین‌رو قوانینی برای کنترل تولید آلاینده‌ها وضع‌شده است و روزبه‌روز سخت‌گیرانه‌تر و وسیع‌تر می‌شود ؛ همچنین آلاینده‌ها به دو بخش معیار و غیرمعیار دسته‌بندی می‌شوند. منظور از آلاینده‌های معیار، آلاینده‌هایی که سازمان‌های کنترل کیفیت محدودیت‌هایی را برای انتشار آن‌ها اعمال کرده‌اند و در مقابل آلاینده‌های غیرمعیار هستند که هنوز قوانین خاصی برای کنترل آن‌ها وضع نشده است. مهمترین آلاینده‌های معیار خودروهای دیزلی به شرح زیر می‌باشد.

مونوکسید کربن

مونوکسید کربن گازی است که براثر سوختن ناقص کربن به وجود می آید. این گاز بیرنگ، بی‏مزه، بی‎بو و در شرایط عادی ازلحاظ شیمیایی بی‎اثر بوده و طول عمر متوسط آن در اتمسفر حدود ۵/۲ ماه است.

مونوکسید کربن در غلظتهای بالا، به علت تمایل زیاد به جذب هموگلوبین می‎تواند سبب اختلال تنفسی و حتی مرگ شود. مونوکسید کربن با هموگلوبین خون واکنش داده و ایجاد کربوکسی هموگلوبین می‎نماید و بدین ترتیب کارایی خون را برای حمل اکسیژن کاهش می‎دهد. ازآنجاکه تمایل هموگلوبین به جذب مونوکسید کربن ۲۰۰ برابر بیش از تمایل آن به جذب اکسیژن است، حتی در غلظتهای اندک CO میتواند به طورجدی انتقال اکسیژن را با مشکل مواجه سازد.

هیدروکربن نسوخته

هیدروکربن‌ها ترکیبات آلی دارای هیدروژن و کربن هستند. این ترکیبات به طورکلی به دو گروه آلیفاتیک و آروماتیک تقسیم می‌شوند. هیدروکربنهای آلیفاتیک شامل آلکانها، آلکنها و آلکینها می‎باشند. این گروه در حضور نور خور شید با اکسید نیتروژن در غلظتهای زیاد واکنش داده و سبب تولید آلاینده های ثانویه می‎شوند که از مهمترین آنها می‎توان به آلاینده گازی ازون اشاره کرد. هیدروکربنهای آروماتیک ازلحاظ بیوشیمیایی و بیولوژیکی فعال و برخی از آنها بالقوه سرطانزا هستند. این آلاینده یکی از عوامل افزایش میزان ابتلا به سرطان ریه در نواحی شهری به شمار می‎رود.

اکسیدهای نیتروژن

عمده ترکیب اکسیدهای نیتروژن را دو فاز مونوکسید نیتروژن (NO) و دی اکسید نیتروژن (NO2) تشکیل می‎دهند. مقدار NO آزاد شده در اتمسفر به مراتب بیش از مقدار NO2 آزاد شده است. NO در فرایندهای احتراقی با دمای زیاد و در اثر ترکیب نیتروژن و اکسیژن به دست می آید. NO گازی بی‎رنگ و تا حدی سمی است که به هنگام احتراق و در درجه حرارت نسبتاً بالا تولید می‎شود. چنین حرارتی فقط در کوره‎های قوی و یا احتراق در فشار بالا حاصل می‎شود. بدین‎جهت گاز NO به مقدار زیاد در سیلندرهای اتومبیل، نیروگاه‎های حرارتی و سایر اعمال تبدیل انرژی تولید می‎شود.

مقداری از NO که گاز نسبتاً بی‎خطری محسوب می‎گردد، در اثر اکسایش تبدیل به فاز دی اکسید نیتروژن (NO2) می شود که گازی بسیار خطرناک است. اکسایش NO به NO2 در غلظت‎های بالا، سریع و در غلظت‎های پایین، آهسته است؛ به جز در مواردی که هیدروکربن و نور خورشید وجود داشته باشد. این گاز به رنگ زرد قهوه‎ای است و به همین علت به طور مؤثری دید را در شهرها کاهش می‎دهد. دی‎اکسید نیتروژن از هوا سنگین‎تر و در آب محلول است. گاز NO2 که در دامنه تشعشع فرابنفش جاذب خوب انرژی به شمار می‎رود، در تولید بعضی از آلاینده‎های هوا از قبیل اوزون نقش مهمی دارد.

ذرات معلق

یکی از مهمترین خواص فیزیکی ذرات، اندازه آنها به شمار می‎رود. برخلاف آلاینده‎های گازی شکل، طبقه‎بندی ذرات معلق از منظر ترکیب شیمیایی بسیار پیچیده و پرهزینه بوده و تنها در مطالعات علمی صورت می‌گیرد.

متداول‎ترین روش اندازه‎گیری ذرات معلق بر اساس جرم یا تعداد می‎باشد. ازاین‎رو شرایط و استانداردهای نمونه‌گیری تأثیر زیادی در نتایج آزمون ایفا می‎‏کند. البته در سالهای اخیر برای امکان مقایسه‎ی نتایج حاصل از آزمایش‎های مختلف استانداردهایی را برای نمونه‎گیری جرمی و مقداری ارائه کرده‎اند. از بین وسایل نقلیه، خودروهای سوخت دیزل به دلیل مکانیسم کاری خود، اصلی‏ترین منشأ تولید ذرات معلق می‎باشد.

دسته‌بندی‌های متداول ذرات معلق به شرح زیر می‌باشد:

PM10: ذراتی شامل می‌شوند که قطر متوسط آیرودینامیکی آن‌ها کمتر از ۱۰ میکرون باشد.

PM2.5 یا ذرات ریز (fine particles): به ذرات با قطر آیرودینامیکی متوسط کوچک‌تر از ۵/۲ میکرون اطلاق می‌شود.

ذرات بسیار ریز (ultrafine particles): ذراتی را گویند که قطر آن‌ها کمتر از ۱۰۰ نانومتر باشد.

ذرات نانومتری (nanoparticles): ذرات با قطر کوچک‌تر از ۵۰ نانومتر در این گروه قرار می‌گیرند.

اندازه این ذرات با توانایی آن‌ها در آسیب‌رسانی به‌سلامت انسان ارتباط مستقیم دارد. ذرات معلقی که قطرشان ۱۰ میکرون یا کمتر است، برای سلامت انسان مضر شناخته می‌شوند، زیرا عموماً می‌توانند از بینی و گلو عبور کرده و به عمق ریه‌ها و حتی گاهی جریان خون وارد شوند. استنشاق این ذرات می‌‌تواند بر قلب و ریه‌‌ها اثر بگذارد و پیامدهای بهداشتی وخیمی ایجاد کند.