柴油发电机排烟污染物对人与环境的伤害

　　柴油发电机广泛应用于柴油发电机和各种非道路工程机械中，由于在使用流程中会发生大量颗粒物和CO、HC、NO?等有害气体，因此需要有效地对其加以控制。文章推荐了颗粒物的产生步骤及其对人体的影响，详解了通过使用生物柴油、含氧燃料添加剂及其他改性燃料改进燃油品质和通过调整喷油正时、喷油压力等喷油参数减轻颗粒物排放的燃烧控制技术研究进展，重点对使用柴油颗粒滤芯的颗粒物常规控制技术及其再生程序和规格进行了比较，并研究了今后的发展方向。

　　      柴油发电机排气中含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、二氧化硫、颗粒物等排烟污染物。美国国家环保局将柴油发电机排放的40多种化合物列入了“危险空气污染物清单”（HAPs），如：甲醛、乙醛、1，3－丁二烯、苯、多环芳烃类和砷、铅、汞、锰等金属的化合物。

　　      一氧化碳是烃燃料燃烧的中间产物（如图1），一氧化碳由呼吸道进入人体的血液后，会和血液里的红血蛋白Hb结合，形成碳氧血红蛋白，致使携氧能力下降，使人体发生反应，如听力会由于耳内的耳蜗神经细胞缺氧而受危害等。吸入过大的一氧化碳会使人产生气急、嘴唇发紫、呼吸困难甚至死亡。虽然对人体无副用途的一氧化碳阈值尚未确定，但长期吸收一氧化碳对城市居民身体健康是一个潜在威胁。

　　      氮氧化合物是在内燃机气缸内大部分气体中生成的（如图2），氮氧化合物的排放量取决于燃烧温度、时间和空燃比等条件。从燃烧过程看，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发现，但二氧化氮是一种红棕色呼吸道刺激性气体，对人体影响甚大。NOX与有机物起反应形成臭氧，是一种可以磨耗呼吸道的氧化物。

　　      碳氢化合物（如图3所示）和氮氧化合物在大气环境中受强烈太阳光紫外线照射后，发生复杂的光化学反应，生成一种新的污染物形成光化学烟雾，引起支气管炎、冠心病、肺结核和心脏衰弱者死亡等事件会显着增加。

　　      颗粒物（如图4所示）对人体健康的影响具体是对心脏和呼吸机构的影响，如：过早死亡、呼吸急促和心血管疾病；肺功用变化和呼吸机构病症增加；肺组织和构造改变；呼吸装置防御机能下降等。细微颗粒物是引起心血管和呼吸疾病的主要原由，会对人体健康产生严重危害。柴油发电机排出颗粒物（PM）非常小，能够穿透肺泡壁层，含有能够诱导有缸体突变的物质和致癌物，根据美国国家毒物学项目报告，柴油发电机排放的颗粒物中，有98％直径小于10微米（PM10），94％小于2.5微米（PM2.5），92％小于1微米（PM1)。

　　      美国国家环保局的探求结果表明，在职业病探讨中，有相当多的证据表明，以往经常操作柴油发电机的各种职业工人的肺癌发病率与和柴油发电机排放物的接触有显着的相关性。美国对柴油发电机所排放的细微颗粒的风险评估研讨表明，环境空气中每增加10微克/m3，由此所引发的癌症死亡率就可能增加1％。

　　      颗粒物通过呼吸装置进入缸体后，不仅能穿透上皮细胞，而且能够进入血液循环，其所包含的多种组分可产生更为严重的健康危害。颗粒物随呼吸进入呼吸道并沉积于气管、支气管及肺泡中，通过机械损伤、氧化反应和导致的免疫炎性反应等方法致使呼吸机构疾病，进而致使心血管系统和全身炎症反应虹口康明斯发电机。长期接触高浓度的颗粒物可引起成人和儿童肺用途下降，并增加慢性阻塞性肺病的发病率天津发电机厂家，表现为慢性阻塞性肺病的住院率和死亡率增加。人群流行病学探讨表明颗粒物可能增加儿童哮喘的发病率，并与成人急性哮喘的发作有关。

　　      除了导致呼吸装置疾病，颗粒物还对心血管装置、神经系统、生殖系统具有一定的影响性，并导致突变和癌症的产生。颗粒物与心血管疾病发病率和死亡率增加有关，探求表明：颗粒物可引发健康个体的副交感神经用途障碍，从而诱导心血管疾病的产生，其对自主神经紊乱的影响呈计量依赖性。颗粒物对心血管疾病的影响存在季节和人群性的差异。谷少华等人通过对7 434例心血管疾病急救病例的统计讲解显示：冷季时未见颗粒物对心血管疾病急救人次的影响有统计学意义；暖季时，大气PM10每升高10μg/m3，心血管疾病急救人次增加约2.00%，其中男性和≥65岁年龄组人群心血管疾病急救人次分别增加约2.41%和1.86%，未见PM10对女性和65岁年龄组人群的危害有统计学目的。

　　      大气中颗粒物浓度的升高会导致人群中神经系统疾病的增加。其对神经系统造成的损害具体通过系统性氧化应激、炎症反应和细胞内钙稳态失调等病理制度对神经系统产生毒性效应，导致认知功用磨耗或衰退，甚至诱发或加重神经退行性疾病。的流行病学探讨显示，大气中PM2.5与PM10的浓度每升高10μg/m3，居民因神经装置疾病急救的人次分别增加约0.75%和0.35%。颗粒物对儿童神经心理发育影响的讨论表明，大气颗粒物暴露会对儿童神经心理发育发生不佳影响，致使包括儿童学习障碍、孤独症谱系障碍和儿童睡眠障碍等问题。

　　      血睾屏障为生殖细胞精子发生供应必要的微环境，颗粒物长久暴露可导致雄性Sprague Dawley（SD）大鼠的生殖功能障碍，并破坏血睾屏障的完整性。通过建立SD大鼠的颗粒物长期暴露模型，探讨了PM2.5长期暴露对SD大鼠生殖用途的危害及其机制，结果表明：高剂量组和低剂量组雌鼠受孕率比对照组分别低50%和30%，精子的数量和质量下降，生精小管结构紊乱，管腔精子数减小，部分次级精母细胞脱落至管腔，睾丸组织中Conne?in43蛋白表达下降，血睾屏障破坏。选用液相色谱-质谱联用技术讨论了PM2.5对大鼠睾丸的代谢破坏用途和生殖毒性制度，颗粒物引起氨基酸和核苷酸代谢紊乱，甾体激素代谢失调和脂质代谢异样等一系列问题，而这些重要通路可能是PM2.5生殖毒性的关键分子事件。

　　      上皮间质转化是肿瘤发展的重要过程，入肺颗粒物可促进肺癌细胞中Smad1蛋白的介导信号通路，诱发和促进上皮间质转化。通过将柴油发电机颗粒物作用于正常支气管上皮细胞，从表皮生长耐受体、磷酸肌醇-3激酶、蛋白激酶的变化探求柴油颗粒潜在致癌制度及对细胞毒性影响宝山康明斯发电机，证实柴油颗粒存在确切的细胞毒性，表皮生长耐受体表达增加可能在颗粒物致使肺癌变的过程中起到重要功能。此外，颗粒物通过炎症磨耗和氧化磨损等制度诱导肿瘤形成，增加肝脏和女性生殖系统恶性肿瘤，如乳腺癌、子宫颈癌、卵巢癌和子宫内膜癌等疾病的发病率。

　　      柴油发电机热效率高，广泛用于交通运输及各种工业和商业领域，但在使用过程中产生大量的颗粒物及NO?等有害气体，近年来柴油发电机颗粒物的排放控制技术成为各国政府和科研人员的关注热点，目前用于颗粒物及NO?排放控制的技术具体有燃烧前控制技术、燃烧中控制技术和燃烧后控制技术。燃烧前控制技术和燃烧中控制技术属于机内净化技术，前者详细是通过改善燃油质量，如操作含氧燃料和其他改性燃料实现对颗粒物排放的控制，后者详细是通过调整喷油正时、喷油压力和喷油方法等喷油数据实现对颗粒物排放的控制；燃烧后控制技术也称机外净化技术，具体是通过使用柴油发电机颗粒滤清器（DPF）和柴油发电机氧化催化器（DOC）等附加机构或装置对燃烧产物进行过滤和催化解决的颗粒物排放控制技术。本文首先介绍颗粒物形成过程及其危害，重点分述各种燃烧控制技术对颗粒物排放的控制方式及其对颗粒物排放的危害，结论近年来柴油发电机颗粒物排放控制的讨论进展。

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