Pevné častice (emisie)

Z Wikipédie

Pevné častice alebo (pevné) prachové častice alebo sypká hmota (anglicky particulates, alebo particulate matter – PM) sú drobné pevné alebo kvapalné častice rozptýlené vo vzduchu. Dosahujú priemerné veľkosti od menej ako 10 nanometrov až nad 100 mikrometrov. Môžu byť tvorené len pár molekulami, alebo byť väčším zhlukom látky, ktorý je ešte vzduch schopný unášať.

Obsah 1 Zdroje 2 Emisie spaľovacích motorov 2.1 Mechanizmy vzniku rozpustných častíc 2.2 Mechanizmy vzniku sadzí 3 Vplyv na živý organizmus 4 Zdroje

[úprava] Zdroje

Zdrojom emisií pevných častíc môže byť samotná príroda, ale aj činnosť človeka. Medzi prírodné zdroje patria:

• vietor víriaci prach,
• vulkány,
• lesné požiare.

Ľudskou činnosťou vytvorené zdroje sú napríklad:

• energetické zdroje spaľujúce palivá, hlavne uhľovodíkové,
• spaľovacie motory dopravných prostriedkov.

[úprava] Emisie spaľovacích motorov

Pevné častice emitované spaľovacími motormi sa delia na dve skupiny:

1. nerozpustné častice – sadze,
2. rozpustné organické frakcie (SOF = Solvent Organic Fraction), v rámci ktorých majú osobitné postavenie
   • polycyklické aromatické uhľovodíky (PAH)

10 až 20 % emisií pevných častíc spaľovacieho motora má pôvod v mazacom oleji motora.

[úprava] Mechanizmy vzniku rozpustných častíc

Polycyklické aromatické uhľovodíky sa môžu dostávať do spalín nasledovnými mechanizmami:

• ako nespálená zložka paliva,
• pyrosyntézou z jednoduchých čistých palív (metán, benzén),
• pyrolýzou jednoduchších uhľovodíkov,
• uvoľňovaním z mazacieho oleja,
• uvoľňovaním z úsad vo výfukovom potrubí.

Posledné dva mechanizmy pôsobia nasledovne. Polycyklické aromatické uhľovodíky sa zo spaľovacieho priestoru dostávajú do mazacieho oleja, v ktorom sa zvyšuje ich koncentrácia s dobou používania. Po dostatočnom znečistení mazacieho oleja sa tento stáva ich zdrojom, t.j. olejová náplň pôsobí ako zásobník pre ich produkciu. Podobne pôsobí aj výfukové potrubie na ktorého vnútorný povrch sa pri jeho nižších teplotách ukladajú polycyklické aromatické uhľovodíky vo forme úsad a pri zvýšených teplotách (vysoké otáčky a vysoké zaťaženie) opäť uvoľňujú.

Zaťaženie a otáčky sú významným faktorom pri rozdelení podielov celkových emisií polycyklických aromatických uhľovodíkov na jednotlivé zdroje. Pri nízkom zaľažení a nízkych otáčkach sú hlavným zdrojom nespálené polycyklické aromatické uhľovodíky z paliva, so zvyšovaním zaťaženia a otáčok sa stávajú podstatnými ostatné mechanizmy vzniku emisií.

[úprava] Mechanizmy vzniku sadzí

Sadze sa tvoria v podmienkach miestneho nedostatku kyslíka. V týchto oblastiach spotrebuje väčšinu kyslíka reaktívnejší vodík, následkom čoho zostávajú voľné molekuly uhlíka. Na ne sa naväzujú aj prítomné nespálené uhľovodíky a tákéto zhluky sa spájajú do väčších častíc.

[úprava] Vplyv na živý organizmus

Niektoré z polycyklických aromatických uhľovodíkov sú karcinogénne. V podmienkach, aké sa vyskytujú pri spaľovaní v spaľovacích motoroch, môžu obsahovať aj atómy síry a dusíka ktoré ešte zväčšujú ich karcinogénny účinok.

[úprava] Zdroje

• Trnka J., Urban J.: Spaľovacie motory. Alfa Bratislava, 1992.
• Abbass M. K., Andrews G. E., Williams P. T.: The Influence of Diesel Fuel Composition on Particulate PAH Emissions. SAE paper 892079. Fuels and Lubricants Meeting and Exposition, Sept. 1989. (in) Diesel Particulate Emissions: Measurement Techniques, Fuel Effects and Control Technology PT-42, (ed.) Johnson J. H., SAE, Inc Warrendale, PA USA, 1992.
• Schram J., Hori S., Abe T.: The Emission of PAH from a DI Diesel Engine Operating on Fuels and Lubricants with Known PAH Content. SAE paper 940342. (in) Diesel Combustion Processes Emision Control SP-1028, SAE, Inc Warrendale, PA USA, 1994.