Những điều cần biết về khí thải của xe ôtô

Trong hàng thập kỉ qua, các nhà sản xuất ôtô đã tiến hành rất nhiều nghiên cứu và ứng dụng công nghệ hiện đại để giảm thiểu lượng khí thải phát ra môi trường và thỏa mãn nhu cầu của khách hàng. Ví dụ như trong hình dưới, ta có thể thấy với công nghệ BlueHDi mà Peugeot giới thiệu, chúng ta có thể loại bỏ đến 90% hàm lượng NOx, 99.9% hàm lượng tạp chất dạng hạt :

Những điều cần biết về khí thải của xe ôtô

Bạn có biết ngày nay, hơn 30% lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường đến từ các phương tiện giao thông ? Ngay sau khi xe khởi động động cơ, tức thì, hệ thống ống xả của xe sẽ bắt đầu thải khí. Đa phần, khi nhắc đến khí thải ôtô mọi người thường nghĩ ngay đến CO2 nhưng sự thật không chỉ có vậy, đây cũng chưa phải thành phần có tác hại nhất đến sức khỏe con người. Vậy bạn có biết chính xác đó là những loại khí thải gì và có tác hại như thế nào để sức khỏe của con người và môi trường của chúng ta?

Hầu hết các dòng xe sử dụng động cơ hiện đại thì “sạch” hơn những xe sử dụng các loại động cơ cũ. Do các hãng xe đều có những thay đổi nhất định nhằm làm giảm và sạch hơn lượng khí thải thoát ra, có thể kể đến trào lưu “downsizing” – sử dụng những động cơ cỡ bé kết hợp với bộ tăng áp, hay như trang bị bộ phận lọc khí thải ở ống xả. Tuy nhiên, ngoài việc chuyển sang loại xe sử dụng 100% năng lượng điện thì không có cách nào để có thể loại bỏ được hoàn toàn nguồn ô nhiễm này.

Carbon dioxide CO2

Xe có hàm lượng khí thải CO2 thấp nhất: Smart Fortwo 0.8 CDi – 87g/km

Xe có hàm lượng khí thải CO2 cao nhất: Bentley Azure 6.75 V8 T – 465g/km

Carbon dioxide CO2 là chất khí chiếm tỷ lệ cao nhất trong tổng lượng khí thải thoát ra từ ống xả của xe hơi sau khi động cơ xe khởi động. Tuy nhiên, có một sự thật là dù được gọi tên “khí thải” nhưng chúng ta không thể tồn tại nếu thiếu CO2.

Về bản chất, CO2 là một loại khí độc nhưng có ích bởi nó có khả năng làm giảm độ nóng của năng lượng mặt trời, giữ cho trái đất ấm áp hơn, giúp cây cối và động vật phát triển hài hòa. Bên cạnh đó, CO2 còn là nguyên liệu giúp cây xanh quang hợp và thải khí Oxygen làm cho không khí trong lành hơn.

Vấn đề ở đây là con người đang ngày càng tạo ra quá nhiều khí CO2. Lượng khí này tan vào bầu khí quyển, kết hợp với một số loại khí khác gây nên hiện tượng hiệu ứng nhà kính khiến trái đất nóng dần lên. Hậu quả của việc này là khí hậu trái đất diễn biến thất thường theo chiều hướng tiêu cực và làm tăng tốc độ tan chảy những dòng sông băng ở Bắc Cực khiến nước biển dâng cao.

Tuy các nhà sản xuất đã ứng dụng nhiều công nghệ tiên tiến nhằm giảm thiểu tối đa lượng khí CO2 thoát ra khỏi ống xả xe hơi nhưng đến nay, thậm chí, những chiếc xe được xem là “sạch” nhất cũng thải ra gần 100g/km. Những chiếc xe động cơ xăng dầu mạnh hơn còn có thể thải ra một lượng CO2 cao gấp 5 lần hàm lượng nói trên.

Carbon Monocide (CO)

Xe có hàm lượng khí thải CO thấp nhất: Peugeot 308 2.0L HDi auto – 0.006g/km

Xe có hàm lượng khí thải CO cao nhất: Seat Ibiza 1.4 TSI Cupra – 0.846g/km

Loại khí thải thứ hai thoát ra ống xả xe hơi có hàm lượng chỉ đứng sau CO2 là Carbon Monocide CO. Loại khí thải này là kết quả của quá trình đốt cháy nhiên liệu không hoàn toàn, thường xảy ra khi chúng ta bị kẹt xe.

Loại khí thải này làm giảm khả năng lưu thông Oxyen trong máu khiến cho cơ thể người yếu đi. Chỉ cần một lượng rất nhỏ khí CO cũng có thể làm cho tim đập nhanh hơn và tăng nguy cơ mắc bệnh tim.

Ngoài ra, khí CO còn có thể kết hợp với một số chất khí khác để tạo ra khí ozone nồng độ cao gây ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe con người. Khí ozone khi nằm trên tầng khí quyển cách mặt đất hơn 30km có tác dụng bảo vệ con người khỏi tia cực tím từ ánh nắng mặt trời, giảm nguy cơ gây bệnh ung thư da và làm đục nhân mắt. Nhưng khi loại khí này tồn tại bên cạnh chúng ta thì lại rất độc hại bởi khi hít phải khí ozone, chức năng hoạt động của phổi sẽ giảm và đó chính là điều kiện lý tưởng để các bệnh liên quan đến đường hô hấp phát triển.

Điều khiển xe hơi là con người đã gián tiếp sản sinh ra khí CO còn động cơ xăng là tác nhân trực tiếp. Tuy nhiên, mấy năm trở lại đây, hàm lượng khí CO thải ra từ ống xả đã giảm đến 90% do các nhà sản xuất đã trang bị cho xe bộ lọc khí xả giúp chuyển hóa một phần lớn khí CO thành hơi nước và CO2 trước khi chúng được thải ra ngoài không khí.

Nitrogen Oxide (NOx)

Xe có hàm lượng khí thải NOx thấp nhất: Lexus GS450h – 0.000g/km

Xe có hàm lượng khí thải NOx cao nhất: Volvo XC90 D5 Auto 0.380g/km

Nitrogen Oxide NOx là hỗn hợp khí bao gồm nitrous oxide N2O và nitrogen dioxide NO2. Là kết quả của phán ứng giữa oxy và hàm lượng nito có trong không khí duới tác động của nhiệt độ cao của động cơ.

Đây là những loại khí làm tăng hiệu ứng nhà kính và cực kỳ có hại đối với sức khỏe của con người, đặc biệt, nó có khả năng làm tăng các bệnh về đường hô hấp, mắt, mũi…

Hàm lượng khí NOx thải ra từ ống xả của xe tuy không nhiều bằng hàm lượng khí CO2 nhưng độc tính thì cao gấp hàng trăm lần. Tương tự như CO, khí NOx có khả năng phản ứng với một số chất khác trong không khí tạo ra khí ozone ở hạ tầng khí quyển gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe của con người, đồng thời, góp phần tạo ra mưa axit gây hại cho sự phát triển của cây cối.

Khí NOx tồn tại nhiều ở các vùng đô thị có nhiều phương tiện hoạt động. Tại Anh, xe hơi được xem là thủ phạm chính tạo ra hơn 1/2 lượng khí NOx sản sinh ra do quá trình hoạt động của con người, trong đó, các loại xe sử dụng động cơ diesel có hàm lượng khí NOx thải ra nhiều gấp 5 lần so với xe động cơ xăng tương đương.

Các bộ chuyển đổi xúc tác (catalyser) không thực sự tỏ ra hiệu quả trong việc giảm thiểu lượng khí NOx thải ra. Do đó, ngày nay, trong ống xả của xe, còn được trang bị thêm bẫy NOx (NOx trap) hoặc bộ chuyển đội phụ SCR (Selective Catalytic Reduction). Mục đích của cả 2 hệ thống này đều là sử dụng các phản ứng hóa học nhằm chuyển hóa NOx độc hại thành N2 trung tính. Bẫy NOx so ra rẻ hơn nhưng chỉ hiệu quả với những động cơ nhỏ và vừa.

Tạp chất dạng hạt

Xe có hàm lượng tạp chất thấp nhất: Ford Fiesta 1.6 TDCi Eco – 0.000g/km

Xe có hàm lượng tạp chất cao nhất: Chrysler G’Voyager CRD – 0.046g/km

Những tạp chất dạng hạt nhỏ li ti được sinh ra chủ yếu từ động cơ diesel. Động cơ xăng cũng sản sinh ra những tạp chất hạt rắn nhưng với hàm lượng cực ít. Bao gồm các phân tử cácbon, HC, và hỗn hợp rắn của lưu huỳnh và một số chất khác.

Được xem là những hạt bụi siêu nhỏ nên các loại tạp chất này có khả năng lọt vào phổi của chúng ta dễ dàng hơn, trong đó những hạt bụi khí PM2.5 (đường kính hạt bụi bé hơn 2,5 micron) là loại vi khuẩn nguy hiểm nhất. Chúng có khả năng di chuyển hàm trăm km và tồn tại trong không khí hàng tuần liền.

Từ tháng 9/2009, chính phủ các nước châu Âu đã áp dụng tiêu chuẩn khí thải Euro V, theo đó, tất cả những chiếc xe đời mới phải có lượng tạp chất ít hơn 0,05g/km. Để đáp ứng tiêu chuẩn kể trên, các nhà sản xuất đã phát minh và trang bị cho xe một loại máy lọc (particle filter), giúp lượng tạp chất thoát ra khỏi hệ thống ống xả xe hơi giảm 10 lần so với trước đây.

Hydrocarbons HC

Xe có hàm lượng khí thải THC thấp nhất: BMW 320d – cực ít

Xe có hàm lượng khí thải THC cao nhất: Ford Mondeo 1.6 – 0.095g/km

Ngoài CO2, CO, NOx và tạp chất dạng hạt…, sau khi khởi động động cơ, những chiếc xe còn thải ra một hàm lượng hỗn hợp khí hydrocarbon bao gồm benzene và issoctane rất độc hại. Xe động cơ xăng dầu thải ra nhiều khí hydrocarbon hơn những động cơ diesel tương đương.

Benzene là một loại độc tố cản trở quá trình sản xuất máu của cơ thể và gây ra bệnh thiếu máu. Mới đây, cơ quan Nghiên cứu ung thư quốc tế IARC cũng xác định, benzene còn là một tác nhân gây ung thư, làm nhiễm độc xương và có thể gây bệnh bạch cầu. Hydrocarbon kết hợp với NOx sẽ tạo ra khí ozone.

Một số loại khí trong hỗn hợp khí hydrocarbon phản ứng trực tiếp với ozone trên tầng khí quyển để tạo ra oxyen. Có vẻ như đây sẽ là một điều tốt nhưng sự thật không phải như vậy vì trên thực tế, khí ozone có thể bảo vệ chúng ta khỏi những tia cực tím gây ung thư từ mặt trời nhưng oxygen không có khả năng đó.

Một số loại chất khác

Bên cạnh đó, còn có một số loại khí thải khác thoát ra từ ống xả xe hơi bao gồm, sulphur dioxide SO2, mêtan CH4, ozone O3. SO2 gây ra mưa axit, khiến bệnh hen suyễn nặng thêm và có nguy cơ gây tổn thương đường hô hấp. CH4 không có tác hại đến sức khỏe của con người nhưng lại ảnh hưởng đến hiệu ứng nhà kính, O3 lại rất độc hại cho hệ thống hô hấp của con người.

Kết luận

Trong hàng thập kỉ qua, các nhà sản xuất ôtô đã tiến hành rất nhiều nghiên cứu và ứng dụng công nghệ hiện đại để giảm thiểu lượng khí thải phát ra môi trường và thỏa mãn nhu cầu của khách hàng. Ví dụ như trong hình dưới, ta có thể thấy với công nghệ BlueHDi mà Peugeot giới thiệu, chúng ta có thể loại bỏ đến 90% hàm lượng NOx, 99.9% hàm lượng tạp chất dạng hạt :
Hệ thống xử lý khí thải trên xe

Ngoài ra, ngày nay, các hãng xe cũng đang có xu hướng chuyển sang các dòng xe năng lượng sạch, sử dụng điện năng để chạy xe như xe điện EV, xe lai HEV (Các bạn có thể tìm hiểu về loại xe này tại đây). Đây cũng là bước đi bắt buộc khi càng ngày, các tiêu chuẩn về khí thải càng trở nên khắt khe (Ví dụ như tiêu chuẩn Euro6 mới được ban hành), trong khi công nghệ chế tạo động cơ đốt trong đang dần trở nên bão hòa. Để bảo vệ môi trường sống và đáp ứng tiêu chuẩn về khí thải ngày càng nghiêm ngặt hơn, các nhà sản xuất vẫn còn cả một chặng đường dài phía trước để tìm kiếm hướng đi phù hợp và sản xuất ra nhiều dòng xe có chỉ số “sạch” cao nhất.