कार प्रदूषण: इसके खतरों को समझें
तकनीकी विकास के बावजूद, शहरों में प्रदूषण के लिए कार दहन इंजन अभी भी काफी हद तक जिम्मेदार हैं
छवि: एवगेनी चेबोतारेव अनस्प्लैश पर
पहला इंजन 18 वीं शताब्दी में दिखाई दिया। वे बाहरी दहन द्वारा संचालित थे, जलाऊ लकड़ी के उपयोग के साथ - प्रसिद्ध भाप इंजन। 19वीं शताब्दी में, पहला आंतरिक दहन इंजन दिखाई दिया, जिसमें इंजन के अंदर ही ईंधन जलाया जाता है। आंतरिक दहन इंजनों को उनकी बहुमुखी प्रतिभा, दक्षता और विभिन्न प्रकार की मशीनों के अनुकूल होने की संभावना के कारण भाप इंजनों पर एक फायदा होता है। फिर भी, वे कारों से होने वाले प्रदूषण के उत्पादन के लिए काफी हद तक जिम्मेदार हैं।
आंतरिक दहन इंजनों का अध्ययन और सुधार किया जाने लगा, जिसका आज बड़े पैमाने पर परिवहन के साधनों में उपयोग किया जा रहा है - विमान, कार, सड़क और अन्य मोटर वाहन वाहन, जहाज, आदि। इसके उपयोग की वृद्धि के साथ, इंजनों में निहित समस्याओं, जैसे कि वायु प्रदूषण उत्पन्न करने वाली गैसों के उत्सर्जन और जनसंख्या में स्वास्थ्य समस्याओं का कारण बनने वाली समस्याओं के बारे में चिंता थी।
इन वर्षों में, आंतरिक दहन इंजनों में सुधार हुआ है, जो अपने पूर्ववर्तियों की तुलना में कम और कम प्रदूषण करते हैं। ये सुधार मुख्य रूप से इस तरह के उपायों के कारण होते हैं: कार्बोरेटर का प्रतिस्थापन, जो इंजन में वायु/ईंधन मिश्रण को यांत्रिक रूप से फीड करने के लिए उपयोग किया जाता है, इलेक्ट्रॉनिक इंजेक्शन सिस्टम में, जो कम ईंधन का उपयोग करता है और अधिक आदर्श मिश्रण बनाता है; उत्प्रेरक कन्वर्टर्स (या उत्प्रेरक) का निर्माण, जो दहन के दौरान उत्पन्न गैसों के हिस्से को वाहन के निकास के माध्यम से उत्सर्जित करने से पहले गैर-विषैले गैसों में परिवर्तित करते हैं, अन्य उपायों के बीच। हालांकि, वाहनों के बेड़े में वृद्धि और शहरी केंद्रों में जनसंख्या की एकाग्रता ऐसे कारक हैं जो हवा में कार प्रदूषण की समस्या को बनाए रखते हैं - शाब्दिक रूप से।
क्या आप जानते हैं कि आपकी कार का इंजन कैसे काम करता है?
यह समझने के लिए कि वाहनों में प्रदूषक गैसें कैसे बनती हैं, यह सीखना जरूरी है कि इंजन कैसे काम करता है। अधिकांश कारों में तथाकथित चार-स्ट्रोक इंजन होते हैं: सेवन, संपीड़न, विस्तार-विस्फोट और निकास। वीडियो में गैसोलीन और डीजल इंजन के संचालन के बारे में एक बहुत ही व्याख्यात्मक एनीमेशन है।संक्षेप में, एक कार इंजन जो करता है वह वायुमंडलीय वायु (ऑक्सीजन की उच्च सांद्रता के साथ) को ईंधन के साथ मिलाता है। यह मिश्रण एक एक्ज़ोथिर्मिक रासायनिक प्रतिक्रिया (गर्मी की रिहाई के साथ) उत्पन्न करता है जो दहन कक्ष में गैसों के विस्तार का कारण बनता है, पिस्टन को दबाता है, जो इंजन में एक रोटरी गति उत्पन्न करता है - इस प्रकार गर्मी को काम में बदल देता है - और दहन से उत्पन्न गैसें डिस्चार्ज वाल्व खोलकर समाप्त कर दिया जाता है - यही कारों से होने वाला प्रदूषण है।
दहन
दहन होने के लिए, तीन तत्व होने चाहिए:- ईंधन: आंतरिक दहन इंजन में मुख्य रूप से हाइड्रोजन (एच) और कार्बन (सी) से बना हाइड्रोकार्बन;
- ऑक्सीजन: आक्सीकारक;
- गर्मी: आंतरिक दहन इंजनों में, चिंगारी (गैसोलीन इंजन) या सेवन हवा (डीजल इंजन) के संपीड़न से गर्मी उत्पन्न होती है।
- ईंधन से हाइड्रोकार्बन का दहन पूर्ण या अपूर्ण हो सकता है।
पूर्णता तब होती है जब सभी ईंधन का उपभोग करने के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन होती है। कार्बन और हाइड्रोजन (हाइड्रोकार्बन) से बने यौगिकों के लिए, पूर्ण दहन के उत्पाद हैं: कार्बन डाइऑक्साइड (CO2), पानी (H2O) और ऊर्जा। पूर्ण दहन आदर्श है, क्योंकि यह ईंधन का बेहतर उपयोग करता है, लेकिन प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड उत्पन्न करता है, जो एक जहरीली गैस नहीं होने के बावजूद - केवल बड़ी मात्रा में घर के अंदर लीक होने पर, जो इसे श्वासावरोध बनाता है - एक ज्ञात ग्रीनहाउस है गैस।
अधूरा दहन, जब सभी ईंधन का उपभोग करने के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन नहीं होती है, तो कारों में प्रदूषण उत्पन्न होता है। यह एक उत्पाद के रूप में कार्बन मोनोऑक्साइड (CO), मौलिक कार्बन (C) - कालिख (कोयले के छोटे ठोस कणों से बनने वाला गहरा धुआं) - एल्डिहाइड और पार्टिकुलेट सामग्री हो सकता है।
नाइट्रोजन और सल्फर भी ईंधन की संरचना में मौजूद होते हैं, लेकिन कम मात्रा में, जो दहन प्रक्रिया से गुजरने पर सल्फर डाइऑक्साइड (SO2), हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S) और नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx) जैसे जहरीले यौगिक बनाते हैं। नाइट्रोजन ऑक्साइड के निर्माण को नियंत्रित करना एक कठिन प्रक्रिया है, क्योंकि, ईंधन में मौजूद होने के अलावा, नाइट्रोजन हवा में भी मौजूद होती है - गैसीय नाइट्रोजन (N2) के रूप में - जो दहन कक्ष में उच्च तापमान पर हो सकती है। ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया से गुजरना।
सार्वजनिक स्वास्थ्य और पर्यावरण समस्या
आंतरिक दहन इंजनों में उत्पन्न कारों के प्रदूषण को बनाने वाली गैसें मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए कई समस्याएं पैदा कर सकती हैं। ऑक्साइड SO2 और NOx श्वसन प्रणाली को प्रभावित करते हैं और अम्लीय वर्षा का कारण बनते हैं, CO रक्त की ऑक्सीजन-वहन क्षमता को कम करते हैं और कण पदार्थ श्वसन एलर्जी का कारण बनते हैं और अन्य प्रदूषकों (भारी धातुओं, कार्सिनोजेनिक कार्बनिक यौगिकों) के वाहक (वाहक) होते हैं।
जब शहरों में प्रदूषण का बड़ा उत्सर्जन होता है, तब भी प्राकृतिक घटनाएं होती हैं, जैसे कि थर्मल उलटा, जो प्रदूषण परिदृश्य को खराब करता है, क्योंकि यह इन गैसों के फैलाव को और अधिक कठिन बना देता है और आबादी को लंबे समय तक उनके संपर्क में रखता है।
2002 में, यूनाइटेड स्टेट्स एनवायर्नमेंटल प्रोटेक्शन एजेंसी (EPA) ने एक रिपोर्ट जारी की जिसमें उसने डीजल तेल वाष्पों के लंबे समय तक संपर्क के जोखिमों की चेतावनी दी। रिपोर्ट के मुताबिक, इन पार्टिकुलेट मैटेरियल्स, सल्फर और नाइट्रोजन ऑक्साइड के लंबे समय तक सांस लेने से इंसानों में कैंसर हो सकता है। 2013 में, इंटरनेशनल एजेंसी फॉर रिसर्च ऑन कैंसर (IARC) ने निष्कर्ष निकाला कि डीजल इंजनों से उत्सर्जन वास्तव में फेफड़ों के कैंसर और संभवतः मूत्राशय के कैंसर का कारण बनता है। लंदन में कारों से होने वाले वायु प्रदूषण से मौत का भी मामला सामने आया है।
आंतरिक दहन इंजन के बीच अंतर
गैसोलीन और डीजल इंजन
जैसा कि ऊपर बताया गया है, गैसोलीन और डीजल इंजन का संचालन समान है। इन इंजनों के बीच मुख्य अंतर यह है कि, गैसोलीन इंजन में, जो दहन कक्ष में प्रवेश करता है वह हवा और ईंधन का मिश्रण होता है, और इस इंजन का प्रज्वलन (दहन की शुरुआत) स्पार्क प्लग द्वारा प्रदान की गई चिंगारी से होता है। प्रज्वलन का। दूसरी ओर, डीजल इंजन में, शुरू में केवल हवा को दहन कक्ष में डाला जाता है, जिसे बाद में पिस्टन द्वारा संपीड़ित किया जाता है और उच्च दबाव पर इस हवा में डीजल के इंजेक्शन से प्रज्वलन होता है।
गैसोलीन एक अत्यधिक विस्फोटक ईंधन है (जैसा कि वीडियो में दिखाया गया है), जो कार को उच्च शक्ति और रोटेशन में तेज प्रतिक्रिया देता है। डीजल इंजन में धीमी गति से और अधिक निरंतर ईंधन जलता है, पिस्टन को अधिक स्थायी रूप से "धक्का" देता है और धीमी गति से अधिक टोक़ (कताई प्रयास) प्रदान करता है। यह इसे मजबूत बनाता है और इसलिए बड़े भार वाले परिवहन के साधनों में उपयोग के लिए अधिक उपयुक्त है। यह लाभ डीजल इंजन को अधिक टिकाऊ होने की विशेषता भी देता है, क्योंकि यह इंजन क्रैंक (क्रैंकशाफ्ट) पर कम प्रभाव डालता है।
डीजल इंजन में, पारंपरिक स्वतःस्फूर्त दहन प्रक्रिया के दौरान ईंधन इंजेक्शन होता है, जहां डीजल को हवा में इंजेक्ट किया जाता है जो भारी रूप से संकुचित होता है। इसके परिणामस्वरूप तापमान में अचानक वृद्धि होती है, जो NOx के निर्माण के पक्ष में स्तर तक पहुँच जाता है और पायरोलिसिस प्रक्रिया (उच्च तापमान की क्रिया से होने वाली विश्लेषण प्रतिक्रिया या अपघटन) में योगदान देता है, जहाँ कण सामग्री उत्पन्न होती है। यह ईंधन कम वाष्पशील होता है। चूंकि इसे सीधे संपीड़ित हवा (जहां दहन शुरू होता है) में इंजेक्ट किया जाता है, इसका मिश्रण गैसोलीन की तुलना में कम सजातीय होता है। प्रतिक्रियाशील मिश्रण में अतिरिक्त हवा की कमी के कारण अधूरा दहन, कालिख, कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) और हाइड्रोकार्बन (HC) का उत्सर्जन होता है। इन कारकों के कारण, डीजल इंजन, गैसोलीन इंजन के संबंध में, कण पदार्थ उत्सर्जन के मामले में वातावरण में सात गुना अधिक प्रदूषक उत्सर्जित करते हैं। दूसरी ओर, गैसोलीन कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के उच्च प्रतिशत का उत्सर्जन करता है।
फ्लेक्स इंजन
फ्लेक्स इंजन वह इंजन है जो एक से अधिक प्रकार के ईंधन पर चलता है। ब्राजील में, सबसे आम लचीला ईंधन वाहन वह है जो गैसोलीन और इथेनॉल का उपयोग करता है।
इन फ्लेक्स कारों का इंजन एक है। इसे गैसोलीन और इथेनॉल दोनों के साथ काम करने के लिए, इसमें कुछ चर हैं जो इसके कामकाज में हस्तक्षेप करते हैं। इन चरों में, हम इंजन (वायु/ईंधन मिश्रण) के स्टोइकोमेट्रिक अनुपात का उल्लेख कर सकते हैं, जो ईंधन की विशेषता के साथ बदलता रहता है, जिसमें अधिक या कम कैलोरी मान होता है, जो इंजन द्वारा ईंधन की खपत को भी बदलता है। लचीले ईंधन वाहन में एक सेंसर होता है जो टैंक में प्रवेश किए गए ईंधन के मिश्रण का पता लगाता है और तदनुसार इंजेक्शन को समायोजित करता है।
