排気ガスの成分は何!? 人体や地球環境への影響を調べてみた!

排気ガス

近年、自動車の排気ガスの排出量が以前よりも少なくなっていると聞くが、そもそも排気ガスとはどのようなものなのだろうか。

今回は、その成分や人体への影響を調べてみたので、早速投稿したい。

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排気ガス

排気ガスとは、燃料(ガソリン・軽油)がエンジンで燃焼、または化学反応を起こすことにより発生する気体で、大気中に放出されるものを言う。

一酸化炭素や窒素化合物がそれに含まれる代用的な物質だが、詳しくは後述する。

ちなみに、日本工業規格では、エンジンの燃焼以外を原因として発生するガスについては排気ガスに含まないらしい。

成分

排気ガスには一酸化炭素、窒素化合物(NOx)、粒子状物質(PM)など、複数の物質が含まれるが、詳細は以下で確認する。

排気ガスに含まれる物質
  • 一酸化炭素
  • 炭化水素
  • 窒素化合物
  • 粒子状物質
  • 二酸化炭素
  • 硫黄酸化物

一酸化炭素

物質が燃えると二酸化炭素が生じるが(酸化)、酸素の供給が十分に行われず、不完全燃焼が起こった場合に発生するのが一酸化炭素である。

エンジンで燃料を燃焼させると一定の割合でこの不完全燃焼が起こり、一酸化炭素が排出されているのだ。

最近のエンジンでは極力これを抑えるように努力がなされているが、劣化した、あるいは整備不良のエンジンでは不完全燃焼が多く発生し、一酸化炭素の排出量も増加してしまう。

なお、一酸化炭素中毒に代表されるように、人体に悪影響を及ぼすことはご周知の通り。

炭化水素

こちらは炭素と水素の化合物だが、ガソリンや軽油そのものに炭化水素が多く存在する。

それらの燃料が完全に燃焼されずに燃え残るとこの炭化水素が空気中へ排出されるが、やはり酸素の量が不十分であることが原因のようだ。

人体に有害で、呼吸器の粘膜へ悪影響を及ぼすとされているが、農作物にとっても有害な物質と言われている。

また、”光化学オキシダント”へと変化して”光化学スモック現象”を引き起こすことも、覚えておいて欲しい。

窒素化合物(NOx)

こちらは窒素が酸化することで発生するが、高温、高圧状態のエンジン燃焼室は窒素化合物が発生するのに適しているのだ。

ちなみに、窒素化合物は酸素が結合する量によりいくつかの種類に分類されるが、例えば二酸化窒素であれば、”NO2”と表記される。

この二酸化窒素は人体に対する毒性が特に強く、肺の粘膜を傷付け、肺気腫気管支炎を引き起こす原因となるので注意が必要。

また、炭化水素同様に光化学スモック現象の原因でもあるし、酸性雨を引き起こすとも言われており、地球環境にも悪影響を与える成分を含んでいる。

粒子状物質(PM)

粒子状物質

こちらは気体ではなく粒子として排出される物質だ。

もちろん、その大きさの単位はもの凄く小さく、粒子状であることを肉眼で確認することはできない。

主にディーゼルエンジンが排出する黒煙に含まれるが、どこかの国の工場が原因で問題になっているPM2.5もまさに粒子状物質である。

こちらも、窒素化合物と同じく人体に有害な成分を含み、気管や肺に悪影響を及ぼすので注意が必要だ。

二酸化炭素(CO2)

こちらはすっかりお馴染みの物質だが、地球温暖化の原因であることはご周知の通り。

地球環境問題を論じる場合、当たり前のように話題に上がる物質だが、炭素化合物が燃焼することで発生する。

近年はハイブリッドカーの登場や直噴エンジンの普及などもあり、従来に比べ排出量がかなり削減されていることは、多くの人が知るところだと思う。

硫黄酸化物

こちらは硫黄酸化物の総称だが、具体的には二酸化硫黄や三酸化硫黄が大気汚染や酸性雨などの原因になるとされている。

他の物質同様、やはり地球環境にはよろしくないようだ。

なお、精製が不十分な石油や低品質な石炭は硫黄を多く含み、それらが燃焼することで空気中へ排出される。

対策

自動車メーカーの日々の努力もあり、排気ガスによる有害成分の排出量が以前よりも減少していることに間違いはない。

特に、マツダのクリーンディーゼルに代表されるように、ディーゼルエンジンの粒子状物質の排出量は格段に少なくなっている。

しかしながら、全ての有害物質の排出をゼロにすることは現実的には不可能。

よって、私たちの健康を維持するためには、これらの物質の吸引量をできる限り少なくすることが重要なポイントなのだ。

現在では、排気ガス吸引防止マスクのような商品も製造販売されており、交通量が多い道路沿いに住む方などが愛用していると言う話も聞く。

しかしながら、やはり全ての有害成分の吸引を完全に防ぐことは不可能。

とは言え、現在社会が自動車なしで成立することはないのだから、ここは自動車メーカーのさらなる頑張りに期待するより他ないと思う。

今にも増して、有害物質の排出量を減少させるような画期的なシステムの登場に期待したい。

終わりに

排気ガスに含まれる成分と、人体への影響をご理解いただけただろうか。

私たちの健康や地球環境を考えれば、今後さらなる技術の進歩があり、排気ガスの影響がより小さくなることを願うばかりである。

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