柴油车尾气污染物特征及其危害

2019-03-19顾中月黄宝琪

广东蚕业 2019年11期

顾中月　黄宝琪　郝　芮

柴油车尾气污染物特征及其危害

顾中月黄宝琪郝芮

（沈阳师范大学化学化工学院辽宁沈阳110034）

柴油车尾气排放对环境产生了一定影响，为了了解残余物中的污染物质，应开展实验研究对尾气中的有机污染物进行分析。文章对柴油车尾气实验进行了介绍，包括实验样品和方法，分析了污染物特征和情况，结合实验结果提出相应的结论，通过研究为尾气处理提供更多的参考依据，缓解环境污染的问题。

柴油车尾气；有机污染；危害

在经济的快速发展下，城市中机动车数量逐渐增多，在机动车运行中，产生的车尾气对环境产生了一定的影响，由于柴油尾气中含有大量的化学物质，对空气造成了污染。我国对机动车的排放污染制定了相应的标准，其中包括碳氢化合物等化学物质，这些物质对自然发展带来了阻碍，为了进一步分析其危害，应对尾气残余物进行研究，了解其中的有机物质。

1 尾气污染物实验

1.1 实验样品

在实验中对象为某汽车生产厂商所生产的小型面包车，这种车型使用柴油燃料，在冬季和夏季使用的分别为不同的柴油，车辆使用时间为三年。在研究前对尾气排气管中的污垢进行了取样处理，位置在距排气管外80 mm左右的内壁处，利用工具将管壁的物质刮下，并且将其放在棕色磨口玻璃瓶中，便于之后使用。

1.2 实验方法

检测样品的时候，使用的实验仪器为GeofinaHydrocarbonMe-ter(GHM)烃分析仪，其中包括热解炉、控温仪、检测设备以及数据处理设备等。检测设备属于氢火焰离子检测设备，共三个出口的压力为0.26 MPa，压缩机压力为0.6 MPa，氦气出口压力为0.4 MPa，检测仪器各部分的温度为设定为300 ℃，在热蒸发过程中温度为100 ℃，以一定的速度进行升温，维持2 min。在蒸发的时候，应保证有机化合物在不出现裂解的条件下对产生的有机物进行检测。热蒸发产生的产物分别进入到两个氢火焰离子化检测器之中进行检测，控制分流比为30∶1，之后对其进行升温，升温至300 ℃后维持20 min。

2 污染物特征研究

2.1 污染物定量分析

借助GHM分析仪器，对柴油车尾排气管中大参与物进行有机污染物的定量分析，为了让获得的结果具备更强的说服力、参考性，同时保证不同种类的污染物定量特征更为及精确，实验人员分别在＜100 ℃、100～300 ℃、300～550 ℃三个温度段进行了残余物含有的可吸附物质、游离状态物质与可裂解物质的数量检测，从最终获取到的结果上可以了解到的是，在柴油车排气管参与物质中，低分子量吸附污染物每1 g残余物中含有1.50 mg，在总有机物中占比大约为1 %；游离状态存在于样品中的游离物为21.55 mg，每1 g样品。在尾气残余有机污染物的总量中占据的比例为16 %；高沸点裂解物在残余物中占据的量为106.04 mg，每1 g残余物。同时，在有机物的总量中，占据的比例为82 %。从以上三部分污染物之和为129.09 mg，每1 g有机污染物。从这三种污染物的种类与占据量上看，可以总结到的结论是柴油尾气中的“黑炭”中，并不全是无机碳这一种物质，还有一部分，大约13 %的有机污染物。而这些有机污染物才是造成柴油车尾气对环境造成污染的罪魁祸首，需要得到专业环境治理人员的重视。同时，配合最为适宜的治理方法进行处理，降小对环境造成的污染。需要注意的一点是，大多数重质大分子有机化合物都属于脂溶性污染物，同时具备一定的毒性，不仅会对自然环境与植物、人类健康带来威胁，还会因为长期滞留在空气、水源、土壤中导致污染的范围不断扩大。因此，环境部门必须对其治理工作进行重视，不仅要对无机污染物对应更为科学的治理方法，还有对柴油车残余有机物的数量与种类进行更为深入的研究，保证实验获得更多的发现，进而保证随着时间的推移与技术的升级，让环境治理工作的获得更多成果。

2.2 污染物定性分析

研究中在柴油尾气中检测出了芳香烃类化合物，例如烯烃和烷烃等物质，包括甲苯、乙苯等。尾气排放物质中，这类化合物的含量比较高，之后是烯烃类、烷烃类化合物。结合研究情况分析，柴油尾气之中游离物质馏分产生物质中，污染物< C14 化合物分子来源于汽油或者煤油，这种物质与C14～C18 柴油馏分含量基本一致，占据污染物总数的53 %，剩余的污染物质为重质高分子有机污染物，根据油品的馏分对其进行分类，这部分属于润滑油馏分。通过研究结果表明了柴油燃料在燃烧的时候会产生重质有机化合物没有完全燃烧的情况，同时柴油馏分的时候轻质易燃物质也产生了没有完全燃烧的情况。因此，柴油在燃烧的时候会对环境造成污染影响，还会导致燃料浪费的问题。经过对研究情况的分析还能发现在柴油燃料尾气中游离物质中的不同有机化合物的含量存在着一定的差异，主要为：正构烷烃占总量9.11 %，低分子异构烷烃、芳香烃等占总量12.94 %，其余的物质为难以分离的化合物，属于非烃类胶质物质。因此，在柴油汽车燃料燃烧的过程中存在着不完全燃烧的情况，产生物质包括缩合芳香烃、杂环化合物等。

根据分析可知，在产生的游离物质中正构烷烃碳数处于C9～C26 范围中，在其他范围的含量比较少，同时，占据总量约12 %，剩余的多为在C18～C26 之间的高分子正构烷烃。通过对正构烷烃的分析发现其中含量最高的为C22 主峰碳，这部分占据的比例比较大。通常来看，柴油的碳数处于C14～C18 范围之中，柴油车的排气管中的残余物包含的正构烷烃的构成情况也表明了在正构烷烃被大部分的燃烧，但是实际上燃烧不完全，柴油中的C18～C26 高分子正构烷烃的燃烧率也有所降低，所以残留较多。由于C22 的熔点是44.4 ℃，在常温的状态下，呈现固态的状态，这种物质也被叫做蜡。因此，通过对残余物质的分析可以了解到其中存在蜡这一物质，在不彻底的燃烧情况下产生了浪费的问题，同时在长期的积累下产生的物质会对排气管造成堵塞影响。

3 结论

柴油车尾气排放残余物中，游离物质占据总污染物的将近20 %，剩余物质为可裂解物质，其中大部分为具有较强毒性的有机污染物，这些物质对环境和人体造成了不良的影响，尤其是重质馏分的有机污染物，此外还包括非烃类胶质有机化合物、C22蜡质成分、正构烷烃。因此，柴油车尾气中残留的物质中较多为重质有机污染物。柴油车的数量正在伴随城市的飞速发展而不断攀升，同时应用这种油种类的交通与运载工具的范围也在不断扩大。因此柴油车给人们生活的环境带来的危害逐渐受到人们的关注与认识。柴油车的尾气中除了一氧化碳、氮氧化物等物质，还有一些无机污染物，同时，还有很多可能给人类身体健康带来潜在的“致癌”威胁。同时，据EPA调查到的数据显示，柴油车排放的烟雾，由于总量巨大，同时波及的范围较为广泛，因此每年都有大量的人群因为吸入这些有毒有害气体而引发较为严重的呼吸道、肺部疾病感染，或是一些本已经患病人员，病情因此加重。一些国家开始注重对柴油车在国家或城市中的额数量控制，加大控制力度，保证将柴油车尾气与污染物的排放量进行降低，保证污染的范围与力度不断缩小。相关部门应重视尾气污染问题，采取有效措施改善不完全燃烧问题。同时，加大柴油燃料的替代物开发力度，保证柴油车量对柴油的依赖性得到降低，同时降低对环境造成的影响。