자동차 배출가스 성분과 유해물질은 무엇일까?

 

자동차 배출가스 성분과 유해물질은 무엇일까?

 

◆ 자동차 배출가스 성분

자동차 연료인 경유, 휘발유는 석유계 물질로 완전연소 하는 경우 산소와 결합하여 수증기와 이산화탄소만 생성하게 된다.  하지만 실제로는 오나전 연소되지 않고 불완전 연소하면서 수증기나 이산화탄소가 아닌 유해물질이 형성되어 배기가스에 섞여 나오게 된다. 만약 중간 속도로 가솔린 기관을 운전한다고 가정할때 100을 기준으로 질소 70, 이산화탄소 18, 수증기 8.2 , 유해물질 1 정도가 배기가스로 이루어진다. 

 

 

■ 일산화탄소 Carbon-monoxide, CO

무색, 무취 유독가스인 일산화탕소는 공기가 부족할때 연소되면 발생하게 되며 연료/공기의 혼합비가 높을 수록 많이 증가하게 된다. 그러나 공기가 많더라도 공기와 연료가 잘 혼합되지 않는 경우에도 생성된다. 

일산화탄소는 사람이 흡입하게 되면 혈액 중 헤모글로빈과 결합하여 혈액의 산소운반작용을 방해하게 되며 일산화탄소가 체적지 0.3% 이상 함유된 공기를 30분 이상 호흡하게 되면 생명을 잃을 수 있으니 주의가 필요하다. 

 

■ 탄화수소 Hydrocarbon, HC

탄화수소는 탄소와 수소로 조성된 화합물로 배기가스뿐 아니라 블로바이가스, 증발가스 에도 포함되어 있다. 

여기서 말하는 블로바이가스는 엔진 연소과정에서 연소실 내의 연료가스가 피스톤과 실린더 사이 틈새를 통해 새어 나가는 가스를 말하며 증발가스는 자동차의 연료탱크에서 연료가 증발되어 나가는 가스를 말한다. 

불완전 연소로 형성된 배기가스 중 탄화수소는 여러가지 형태이다. 

불완전 연소로 인한 탄화수소는 일산화탄소와 마찬가지로 공기가 부족한 경우에 주로 발생한다. 

탄화수소는 사람의 호흡기계통과 눈을 심하게 자극시키고 암을 유발하거나 악취의 원인이 되기도 한다. 

 

■ 질소산화물 Nitrogen-oxides, NOx

일산화질소, 이산화질소, 일산화이질소등 여러 가지 질소산화물을 말하며 NOx라고 표기한다. 

질소산화물은 연소실의 온도, 압력이 높고, 공기가 과일 상태일때 주로 생성된다. 

이 중 90~98%를 차지하는 일산화질소는 무색, 무미, 무취인 물질로 대기중에서 서서히 산화되어 대부분 이산화질소로 변환된다. 

이산화질소는 적갈색이고 독성이 있으며 자극적인 냄새가 나는 특징을 가지고 있다.

사람의 호흡을 통해 점막분비물에 흡착되면 산화성이 강한 질산으로 바뀌며 생성된 질산은 호흡기 질환을 유발하고 폐에 수종이나 염증을 유발할 수 있으며 눈에도 자극을 주게 된다. 

질소산화물은 오존의 생성, 광화학스모그발생, 수목의 고사에 영향을 미치는 것으로 알려지 있다. 

 

■ 입자상 고형물질 Particulate Matters, PM

가솔린기관은 디젤기관에 비해 입자상 고형물질이 무시해도 좋을 만큼 적게 생성된다. 

디젤기관의 약 1/20 ~ 1/200 정도의 수준으로 자동차용 디젤연료는 공기가 부족한 상태에서 연소되어 지면 순식간에 고형의 탄소핵이 생성되어 진다. 탄소핵은 수소/탄소의 원자수 비가 약 0.1 정도로 매우작은 입자 수백개가 뭉쳐진 고형 미립자이다. 사람의 머리카락과 비교해보면 머리카락 지름의 1/300 ~ 1/1000 정도의 크기이다. 

탄소핵에 응집된 입자상 고형물질은 폐암을 유발하는 발암물질이며 호흡기 질환을 일으키는 것으로 알려져 있다. 

그 중 초미립 입자상 물질이 건강에 악영향을 미치는 것으로 밝혀져 초미립 입자는 중량 규제에서 수량규제로 전환되고 있다.