汽車尾氣成分的檢驗(yàn)

1、汽車尾氣成分的檢驗(yàn)和消除【實(shí)驗(yàn)背景】：汽車尾氣排放物不僅氣味怪異，而且令人頭昏、 惡心，影響人的身體健康。在車輛不 多的情況下，大氣的自凈能力 尚能化解汽車排出的毒素。 但隨著汽車數(shù)量的急劇增加， 交通擁堵成 了家常便飯，汽車本應(yīng)具備的便捷、舒適、高效的優(yōu)勢(shì)逐漸被過(guò)多的 車輛所抵消。 “汽車災(zāi)難 ”已經(jīng)形成，由此帶來(lái)的汽車尾氣更是害人不 淺?！净A(chǔ)準(zhǔn)備 】一、汽車尾氣污染物的成分和危害1、一氧化碳 CO 一氧化碳是汽油烴類成分燃燒的中間產(chǎn)物， 理論上， 當(dāng)混合氣空 燃比14.7 : 1時(shí)，即在氧氣充足的情況下，排氣中將不含 CO而代 之產(chǎn)生CO2和未參加燃燒的02。但現(xiàn)實(shí)中由于混合氣的分布并不

2、均 勻，總會(huì)出現(xiàn)局部缺氧的情況。當(dāng)空氣量不足，即混合氣空燃比W 14.7 : 1時(shí)，必然會(huì)有部分燃料不能完全燃燒而生成 CO。一氧化碳是一種無(wú)色、 無(wú)刺激的氣體， 是汽車及內(nèi)燃機(jī)排氣中有 害濃度最大的成分。 一氧化碳與血液中的血紅蛋白結(jié)合的速度比氧氣 快 250 倍。一氧化碳經(jīng)呼吸道進(jìn)入血液循環(huán)， 與血紅蛋白親合后生成 碳氧血紅蛋白， 從而削弱血液向各組織輸送氧的功能， 危害中樞神經(jīng) 系統(tǒng)，造成人的感覺(jué)、反應(yīng)、理解、記憶力等機(jī)能障礙，重者危害血 液循環(huán)系統(tǒng)，導(dǎo)致生命危險(xiǎn)。一氧化碳是烴燃料燃燒的中間產(chǎn)物，主 要是在局部缺氧或低溫條件下，由于烴不能完全燃燒而產(chǎn)生，混在內(nèi) 燃機(jī)廢氣中排出。當(dāng)汽車負(fù)重

3、過(guò)大、慢速行駛時(shí)或空擋運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，燃料 不能充分燃燒，廢氣中一氧化碳含量會(huì)明顯增加。一氧化碳是一種化 學(xué)反應(yīng)能力低的無(wú)色無(wú)味的窒息性有毒氣體，對(duì)空氣的相對(duì)密度為 0.9670,它的溶解度很小。一氧化碳由呼吸道進(jìn)入人體的血液后，會(huì) 和血液里的紅血蛋白Hb結(jié)合，形成碳氧血紅蛋白，導(dǎo)致攜氧能力下 降，使人體出現(xiàn)反應(yīng)，如聽力會(huì)因?yàn)槎鷥?nèi)的耳蝸神經(jīng)細(xì)胞缺氧而受損 害等。吸入過(guò)量的一氧化碳會(huì)使人發(fā)生氣急、嘴唇發(fā)紫、呼吸困難甚 至死亡。研究證明，人對(duì)一氧化碳的承受能力相當(dāng)高，一個(gè)健康的人 能短時(shí)間承受血液中含量為20%40%的一氧化碳的侵襲。2、碳?xì)浠衔颒C排氣中的碳?xì)浠衔锸怯晌慈紵娜剂蠠N、 不完全氧化產(chǎn)物

4、以及 燃燒過(guò)程中部分被分解的產(chǎn)物所組成的。 單獨(dú)的HC只有在濃度相當(dāng) 高的情況下才會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生影響，一般情況下作用不大，但它卻是產(chǎn) 生光化學(xué)煙霧的重要成分。汽車尾氣的碳?xì)浠衔飦?lái)自三種排放源。對(duì)一般汽油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，約60%的碳?xì)浠衔飦?lái)自內(nèi)燃機(jī)廢氣排放 20%25%來(lái)自曲軸箱 （PCV系統(tǒng)）的泄漏，其余的15%20%來(lái)自燃料系統(tǒng)（碳罐）的蒸 發(fā)。甲烷是窒息性氣體，其嗅覺(jué)閾值是 142.8mg,只有高濃度時(shí)才對(duì) 人體健康造成危害。乙烯、丙烯和乙炔則主要是對(duì)植物造成傷害，使路邊的樹木不能正常生長(zhǎng)。苯是 無(wú)色類似汽油味的氣體，可引起 食欲不振、體重減輕、易倦、頭 暈、頭痛、嘔吐、失眠、粘膜出 血等癥

5、狀，也可引起血液變化， 紅血球減少，出現(xiàn)貧血，還可導(dǎo) 致白血病。其嗅覺(jué)閾值16.29mg,對(duì)人體健康有影響的閾值 34.8mg。 汽車尾氣中還含有多環(huán)芳烴，雖然含量很低，但由于多環(huán)芳烴含有多 種致癌物質(zhì)（如苯丙芘）而引起人們的關(guān)注。3、氮氧化合物NOx氮氧化合物主要是指一氧化氮 NO和二氧化氮N02,由排氣管排 出。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的NOx是由于燃燒室內(nèi)高溫燃燒而產(chǎn)生的，空氣 中的氮經(jīng)過(guò)氧化首先生成 NO,然后與大氣中的氧相遇又成為 NO2。高濃度的NO能引起神經(jīng)中樞的障礙，并且容易氧化成劇毒的 NO2，NO2有特殊的刺激性臭味，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起肺氣腫。在二氧化氮 濃度為9.4毫克/立方米的空氣中暴露

6、10分鐘，即可造成人的呼吸系 統(tǒng)功能失調(diào)。HC與NOx的混合物在紫外線作用下進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)，由光化學(xué)過(guò)氧化物而形成的黃色煙霧，該現(xiàn)象稱為 光化學(xué)煙霧”。其主要成分 是臭氧（O3）、醛類、硝酸脂類等多種復(fù)雜化合物。這種光化學(xué)煙霧 對(duì)人體最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜，弓I起眼睛紅腫和喉 炎。1952年12月，倫敦發(fā)生光化學(xué)煙霧，4天中死亡人數(shù)較常年同 期多4000人，45歲以上的死亡最多，約為平時(shí)的 3倍；1歲以下的 約為平時(shí)的2倍。氮氧化合物是在內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)大部分氣體中生成的，氮氧化合物的排放量取決于燃燒溫度、時(shí)間和空燃比等因素。氮氧化合物的生成 原因主要是高溫富氧環(huán)境，比如燃燒室積碳等

7、因素。從燃燒過(guò)程看， 排放的氮氧化物95%以上可能是一氧化氮，其余的是二氧化氮。人受 一氧化氮毒害的事例尚未發(fā)現(xiàn)，但二氧化氮是一種紅棕色呼吸道刺激 性氣體，氣味閾值約為空氣質(zhì)量的1.5倍，對(duì)人體影響甚大。4、硫化物SO2汽車尾氣中的硫化物的主要成分是二氧化硫。當(dāng)汽車使用催化凈化裝置時(shí)，就算很少量的 SO2也會(huì)逐漸在催化劑表面堆積，造成催 化劑中毒，不但影響催化劑的使用壽命，還危害人體健康，而且SO2還是造成酸雨的主要物質(zhì)。5、微粒汽油機(jī)中主要微粒為鉛化物、硫酸鹽、低分子物質(zhì)；柴油機(jī)中主 要微粒為石墨形的含碳物質(zhì)（炭煙）和高分子量有機(jī)物（潤(rùn)滑油的氧 化和裂解產(chǎn)物）。柴油機(jī)的微粒量比汽油機(jī)多306

8、0倍，成分比較復(fù) 雜。特別是炭煙，主要由直徑為0.110m的多孔性碳粒構(gòu)成，它除 了會(huì)被人體吸入肺部沉淀下來(lái)外，還往往粘附有SO2及致癌物質(zhì)，嚴(yán)重危害人體健康。6、二氧化碳C02即使燃燒過(guò)程按理想過(guò)程進(jìn)行，也會(huì)生成 C02, C02本身對(duì)人 體無(wú)害，但CO2作為主要的溫室氣體，其導(dǎo)致地球變暖的全球氣候 變化的影響正在受到越來(lái)越多的關(guān)注。1997年12月，在日本京都， 55個(gè)國(guó)家簽署了京都議定書，對(duì)削減溫室氣體排放，制定了明確 的計(jì)劃。京都議定書的簽署標(biāo)志著人類啟動(dòng)了大規(guī)?？刂?CO2排 放的進(jìn)程。由于CO2是含碳燃料燃燒的必然產(chǎn)物，所以對(duì)汽車產(chǎn)業(yè) 界來(lái)說(shuō)，降低CO2排放就是要求降低汽車的油耗。

9、7、含鉛化合物汽車尾氣排放的含鉛顆粒大部分來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的廢氣排放。四乙鉛是作為抗爆劑加進(jìn)汽油中的，一般汽油的含鉛量在0.08%0.13%之間，四乙鉛燃燒后生成氧化鉛排出。鉛主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)、造血系 統(tǒng)、消化系統(tǒng)和肝、腎等器官。鉛能抑制血紅蛋白的合成代謝過(guò)程， 還能直接作用于成熟的紅細(xì)胞。 經(jīng)由呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體的鉛粒， 顆粒 較大者能吸附于呼吸道的粘液上，混于痰中而吐出；顆粒較小者，便 沉積于肺的深部組織，它們幾乎全被吸收。鉛在人體內(nèi)各器官中積累 到一定程度，會(huì)對(duì)人的心臟、肺等造成損害，使人貧血，行為呆傻， 智力下降，注意力不集中，嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致不育癥以及高血壓。根 據(jù)進(jìn)入身體的方式，可以有高

10、達(dá) 60%的攝入總鉛量永久留在人體內(nèi)， 成年人血液中混入0.8mg以上稱為鉛中毒。上述污染物的排放中，汽油機(jī)排放的 CO、HC、NOx均比柴油 機(jī)多，碳煙的排放則柴油機(jī)高于汽油機(jī)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析【操作過(guò)程】：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象汽車尾氣通入H2S溶液褐色沉淀汽車尾氣再通入紫色石蕊試液紫色變紅色汽車尾氣再通入澄清石灰水和檸檬及血液，白色沉淀汽車尾氣再通入檸檬及血液紅色變褐色1取4支具支試管：加入10溶液，加入紫色石蕊試液，加入澄 清石灰水，檸檬及血液，并裝配單孔膠塞，玻璃導(dǎo)管，橡膠管聯(lián)通， 安裝在鐵架臺(tái)上。2通入汽車尾氣3觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象4. 得出結(jié)論汽車尾氣依次通入H2S溶液、紫色石蕊試液、澄清石灰

11、水和檸檬及血液，觀察現(xiàn)象得出結(jié)論如下：ABCD現(xiàn)象褐色沉紫色變白色沉紅色變淀紅色淀褐色結(jié)論含 Pb2+酸性含含含CONOx、SO2CO2、SO2成分：碳?xì)浠衔?、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、硫化氫等。化學(xué)式： CxHy、NOx、CO、CO2、SO2、H2S檢驗(yàn)與消除CxHy的檢驗(yàn)與消除：CxHy的檢驗(yàn)：1. 準(zhǔn)確稱取該化合物的質(zhì)量并記錄2. 在定量反應(yīng)器中將該化合物進(jìn)行燃燒3. 收集反應(yīng)生成物進(jìn)行分析4. 若產(chǎn)物中存在二氧化碳則該化合物中必定含有碳，并確認(rèn)二氧化碳的質(zhì)量。否則就不含碳5. 若產(chǎn)物中存在水，則化合物中必定含有氫，并確認(rèn)水的質(zhì)量。 否則就不含氫消除：最簡(jiǎn)單的方法是完全

12、燃燒。氧氣（。2）CxHy+O2> CO2+H2ONOx的檢驗(yàn)與消除:1 檢驗(yàn)：取一部分混合氣體通入紫色石蕊試液，變紅則有 NO2. 在取一部分混合氣體通入三聚氰酸，則反映除去了 NO2 ，在接著將氣體點(diǎn)燃，生成紅色氣體就證明有 NO2 消除：NO2 用三聚氰酸， NO 點(diǎn)燃后在用三聚氰酸8HNCO+6NO27N2+8CO2+4H2O2N0+0 咎 2NO2CO 的檢驗(yàn)與消除：1：檢驗(yàn)：先將氣體通過(guò)氧化銅 CuO 粉末并將最后得到的氣體通 入澄清石灰水中。粉末變紅且澄清石灰水變渾濁則說(shuō)明有CO。2 消除：點(diǎn)燃。CuO+CeCu+CO2Ca (OH) 2+COA CaCO3+H2O2CO+O 咎 2CO2CO2 的檢測(cè)與消除 ：1：檢驗(yàn)：氣體通入澄清石灰水中，若產(chǎn)生沉淀則有 CO22 消除：Ca (OH) 2+COA CaCO3+H2OSO2 的檢驗(yàn)與消除：1 檢驗(yàn)： 通入紅色石蕊試劑 退色2 消除：可用堿性物質(zhì)。例SO2 少量時(shí)SO2+2NaOH Na2SO