排気ガスの有害成分とはいったいなに?

フォルクスワーゲンの排ガス不正問題の報道で取り上げられているNOxとはどのような物質で人体に対してどのような影響があるのでしょうか?また、NOx以外にも排ガスには有害物質が含まれていると思いますが、それらがあまり問題とされていないのはなぜなのでしょうか?

VWのディーゼルエンジン排ガス不正問題でNOx排出量が40倍・・・などと報道されています。さてNOxとは何なのでしょう?

日本語で言えば「窒素酸化物」の総称。
・一酸化窒素(NO)
・二酸化窒素(NO2)
・亜酸化二窒素(N2O)
・三酸化二窒素(N2O3)
・四酸化二窒素(N2O4)
・五酸化二窒素(N2O5)

などがあり、その総称としてNOxと呼ばれています。窒素酸化物自体は土壌に蒔いた化学肥料を微生物が分解して生成されるもので、実は放出量の80%が化学肥料由来で、燃焼由来の物は20%程度だと言います。

特に有害とされるのが二酸化窒素で、人体には肺から吸収されやすい性質を持っており、細胞を傷害する作用があるとされています。粘膜を刺激し、気管支炎や肺水腫の原因となるとのことです。

また、NOxは炭化水素(これも自動車の排ガスに含まれ、きびしく排出量が制限されている)と合わせて日光に含まれる紫外線との反応で光化学スモッグの原因となることでも知られています。光化学スモッグはオゾンやアルデヒドなどからなる光化学オキシダントを主としたスモッグで、日本では1970年代から注目された大気汚染の代表的なもので、目や喉に刺激症状を引き起こし、重症例では手足のしびれ、めまい、呼吸困難などを引き起こすことも。

さて、NOxはどのように発生するかというと、ガソリンエンジンでもディーゼルエンジンでも高温、高圧下で燃焼させることで、空気中の酸素と窒素が反応してNOxが発生するのです。これが内燃機関が排出するNOxなのです。ここで生成されるNOxは燃料由来ではなく、物質の燃焼によって引き起こされるものであるという点がポイント。だから、燃焼温度を下げる努力をしたり、あえて酸欠状態を作り出すために排気ガスを再度燃焼室に入れるEGRなどがNOx低減に効果的とされているのです。

NOx以外にも自動車の排出ガスには一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)などの有害物質が含まれていますが、これまでの厳しい排ガス規制により3元触媒など効果的な浄化方法が確立されているので、現在では大きな問題とされることはありません。

また、しばしば問題視されるCO2ですが、これは二酸化炭素。つまり炭素が燃焼することで生成されるものなので、燃費を良くすることで排出量を減少させていくしか方法はないのです。また前述の3元触媒によってHCやCOがCO2に変質されて排出されるので、CO2を減らすには燃費を良くすることが最良の方法なのです。

ポスト新長期規制の数値

(単位:g/km)

ガソリン乗用車 ディーゼル乗用車
PM(粒子状物質、Particulate matter) 0.007 0.007
NOx(窒素酸化物) 0.08 0.11
NMHC(非メタンハイドロカーボン) 0.08 0.032
CO(一酸化炭素) 1.92 0.84

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