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低温等离子净化器排放污染现状及危害以及技术基本原理【一】、低温等离子净化器排放污染现状及危害
1汽车尾气排放污染现状
汽车作为较主要的现代交通运输工具，它给人们带来方便和快捷的同时，也带来了无法回避的问题。城市空气中90%以上的一碳、60%以上的碳氢化合物和30%以上的氮物来自汽车排放。随着世界各国汽车保有量的迅速增加，汽车已成为城市大气质量恶化的主要污染源，其排放的CO，NOx，HC，SO2，Pb等污染物不仅危害人体健康，还是酸雨和光化学烟雾的主要成分，汽车尾气污染已受到广泛的注视。
随着我国建设小康社会，经济持续高速发展，城市规模不断扩大，我国的汽车保有量也急剧增加，年增长率自2001年起一直保持在13%以上。截至2007年底，汽车保有量达到5700万，超过1985年的18倍。目前，我国已取代口本成为仅次于美国的世界二大新车消费市场，同时还是仅次于口本和美国的世界第三大汽车生产国。伴随着汽车保有量的急剧增长，我国汽车污染物排放总量也持续攀升。2003年机动车碳氢化合物(HC)、一碳(CO)和氮物(NOx)排放量已分别达到836.1万t，3639.8万t和549.2万t，比1995年分别增加了2.51，2.05和3.01倍。
虽然汽车污染物排放量越来越大，但是目前我国的汽车尾气污染物控制水平还比较低，基本上处于国外起步时的水平。因此，研究措施控制汽车尾气污染物排放已经刻不容缓。
2尾气中主要成分的危害
汽车废气排放主要来源于三个方面：①从排气管排出的尾气，主要成分是一碳，碳氢化合物(HC)和氮合物(NOx)，其它还有二硫(SOZ)、铅化合物和炭烟等；②窜气，即从活塞与气缸之间的间隙漏出，再自曲轴箱经通气管排出的燃烧气体，其主要成分是HC；③从油箱、化油器浮子室以及油泵接头等处蒸发出的汽油蒸汽，成分是HC。
上述有害成分中，CO，HC和NOx是汽油汽车尾气排放的主要污染物。目前实施的排放法规和净化措施都旨在降低这三种成分的含量。本文研究的低温等离子体净化装置即以降低汽油汽车尾气中CO，HC和NOx三种污染物的排放量为目标。下面分别介绍这三种主要污染物的危害。
①一碳的危害
一碳(CO)无色无臭，是一种窒息性的有毒气体。它由汽车燃料中烃的不完全燃烧产生，可经呼吸道进入肺泡，被血液吸收，而它较易与血液中有输氧能力的血红素蛋白(Hb)结合，它与Hb的亲和力是氧与Hb亲和力的300倍，因而当人吸入含有CO的气体时，人体血液中的Hb便立即同CO结合，生成CO-Hb，而不是与O：结合成O-Hb，从而降低血液的载氧能力，削弱血液对人体组织的输氧量，导致心脏、头脑等重要器官严重缺氧，引起头晕、恶心等症状，严重时会使心血管工作困难，直至死亡。另外，CO也能促使NO向NOZ转化，使形成光化学烟雾的趋势加强。
②碳氢化合物的危害
碳氢化合物(HC)包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分物，如苯、醛、酮、烯、多环芳香族碳氢化物等200多种复杂成分。饱和烃的危害一般不大，甲烷气体性，乙烯、丙烯和乙炔主要会对植物伤害。
但是，不饱和烃有很大的危害性。苯是无色类似汽油味的气体，可引起食欲不振、体重减轻、易倦、头晕粘膜出血等症状，也可引起血液变化，红血球减少，出现贫血，还可导致白血病。而甲醛，丙烯醛对醛类气体也会对眼、呼吸道和皮肤有强刺激作用，超过一定浓度，会引起头晕、恶心、红血球减少、贫血和中毒。低温等离子净化器特别是带多环的多环芳香烃，如苯并花及硝基烯都是强致癌物。同时，烃类成分还是引起光化学烟雾的重要物质。
③氮物的危害
氮物(NOx)是NO及NOx的总称。汽车尾气中氮物的排放量取决于气缸内燃烧温度、燃烧时间和空燃比等因素。燃烧过程排放的氮物中95%以上可能是NOx，NO2只占其余的少量。NO无色无味，只有轻度刺激性，它与血液中血红蛋白(Hb)的结合能力比CO还强，高浓度时还能引起神经系统的障碍，且易成剧毒的NO2。NO：褐色有毒，空气中含量为0.1ppm时，即可嗅到它的臭味；含量在150ppm以上对人的呼吸器官就有强烈刺激作用，引起肺水肿，严重者可致肺疽，有生命危险。同时，NOx还是产生酸雨和引起气候变化、产生烟雾的主要原因。NOx与HC会在强烈太阳光紫外线照射下相互作用，从而产生光化学烟雾，使毒性加剧。光化学烟雾具有很强的性，可使橡胶开裂，并使大气能见度降低；对眼睛和呼吸道具有很强的刺激性，损害人脑，影响儿童智商，同时还损害人体的肺功能，是目前城市中肺癌发病率增加的重要原因之一。
【二】、等离子净化器技术与光催化技术结合去除污染物的基本原理
通过浸渍的方法将催化剂P25负载于活性炭网上，形成催化剂膜。室内污染物浓度与工业排放浓度相差甚远，活性炭网在负载催化剂的同时提高污染物的局部浓度，等离子净化器在结合作用时，光催化与等离子体同时作用于局部浓度较高的污染物，除外在光源对催化剂起到激发外，等离子体产生过程中碰撞电离过程中产生的能级跃迁所释放出来的光能在387.5nm以下的紫外光，因而具有激发纳米颗粒产生空穴和电子的作用；在强电场作用下，电子的定向运动有利于减小电子空穴的复合；光催化对甲醛的去除具有不完全性，等离子体的存在，可对污染物进一步进行电离，因而可以提高污染物的去除程度；等离子体在应用过程中不可避免的会产生对人体有害的臭氧，活性炭网上如负载合适的催化剂可加快臭氧的，提供多的活性粒子氧原子，因而结合作用去除污染物是通过光催化与等离子体的共同作用来实现的，即在利用各自去除污染物的特性同时，彼此之间能够克服缺陷，提高污染物处理量和去除的完全程度，加快光催化技术和低温等离子体技术的产业化进程。
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