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排気ガスまたは煙道ガスは、天然ガス、ガソリン、ディーゼル燃料、燃料油、バイオディーゼル混合物[ 1 ]、または石炭などの燃料の燃焼の結果として排出されます。エンジンの種類に応じて、排気管、煙道スタック、または推進ノズルを通して大気中に排出されます。排気ガスは、排気プルームと呼ばれるパターンで風下に拡散することがよくあります。
これは自動車の排気ガス（および定置式内燃機関からの排気ガス）の主要な構成要素であり、クランクケースブローバイや未使用ガソリンの蒸発なども含まれる。
化石燃料の燃焼による大気汚染は、毎年500万人以上の命を奪っていると推定されている。自動車の排気ガスは一般的な大気汚染源であり、一部の大都市におけるスモッグ発生の主要因となっている。
ほとんどの燃焼ガスの大部分は窒素（N₂ ）、水蒸気（H₂O ）（純粋な炭素燃料を除く）、二酸化炭素（CO₂ ）（炭素を含まない燃料を除く）で構成されており、これらは有毒でも有害でもありません（ただし、水蒸気と二酸化炭素は気候変動の原因となる温室効果ガスです）。燃焼ガスのごく一部は、不完全燃焼による一酸化炭素（CO）、未燃焼燃料からの炭化水素（正しくはCₓHᵧと表記されますが、排出ガス検査票では通常「HC」と表記されます）、過度の燃焼温度による窒素酸化物（NOₓ ）、不完全燃焼による粒子状物質（主にすす）など、望ましくない、有害、または有毒な物質です。
排気ガス温度（EGT）は、内燃機関の触媒コンバーターの機能にとって重要です。排気ガス温度は、排気ガス温度計で測定できます。EGTは、ガスタービンエンジンの健全性を示す指標でもあります（下記参照）。
数時間運転されていなかった車のエンジンを始動してから最初の2分間は、排出ガス量が非常に高くなることがあります。これは主に2つの理由で起こります。
2000年10月に施行された欧州排出ガス基準EURO IIIに匹敵する。
2000年、米国環境保護庁は小型車両に対するより厳格な排出ガス基準の導入を開始した。この基準は2004年モデルから段階的に導入され、2007年末までにすべての新車および小型トラックが改訂された基準を満たすことが義務付けられた。
火花点火式エンジンでは、燃料と空気の混合気の燃焼によって発生するガスを排気ガスと呼びます。その組成はガソリンエンジンとディーゼルエンジンで異なりますが、おおよそ以下のレベルです。
「ディーゼル」の酸素濃度が 10% というのは、例えば試験装置でエンジンがアイドリング状態だった場合でしょう。ディーゼルエンジンは常に燃料よりも空気が多い状態で運転されますが、エンジンが負荷運転されている場合は酸素濃度ははるかに低くなります。 ガソリンエンジンの CO 含有量は、燃料噴射装置と触媒コンバーターを備えた適切に調整されたエンジンでは約 15 ppm から、小型発電機や園芸機器によく見られるような、燃料が濃く調整されたキャブレターエンジンでは 100,000 ppm (10%) まで変化します。[ 6 ]
ニトロメタンを燃料とする内燃機関の排気ガスには、腐食性のある硝酸蒸気が含まれており、吸入すると筋肉反応を起こして呼吸ができなくなる。これに曝される可能性のある人はガスマスクを着用すべきである。[ 7 ]
ディーゼル排気ガスとは、ディーゼルエンジンから発生する排気ガスと、それに含まれる微粒子のことです。その組成は、燃料の種類、消費率、エンジンの運転速度（アイドリング、高速走行、負荷時など）、エンジンが道路車両、農業車両、機関車、船舶、定置発電機、その他の用途のいずれに搭載されているかによって変化する可能性があります。[ 8 ]
ディーゼル排気ガスは肺がんや喘息などの病気を引き起こし、多くの早死にの原因となる。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]排気ガス中の窒素酸化物（ NOx ）と粒子状物質（PM）を削減する方法が存在する。
一部の国ではディーゼル車の販売停止日を設定しており、一部の都市中心部ではディーゼル車の乗り入れを禁止する予定です。[ 12 ]
航空機のガスタービンエンジンでは、「排気ガス温度」（EGT）がエンジンの状態を示す主要な指標です。通常、EGTは「エンジン圧力比」（EPR）と呼ばれる主要なエンジン出力指標と比較されます。例えば、最大出力EPRでは、許容される最大EGT制限値が存在します。エンジンが寿命のある段階でこのEGT制限値に達すると、問題を解決するために特定のメンテナンスが必要になります。EGTがEGT制限値よりどれだけ低いかをEGTマージンと呼びます。エンジンのEGTマージンは、エンジンが新品であるか、オーバーホールされた後に最大になります。ほとんどの航空会社では、この情報は航空会社の整備部門によってACARSを介して遠隔監視されています。
排ガスとは、オーブン、炉、ボイラーなどから排出されるガスのことである。
蒸気機関の用語では、排気とは、圧力が非常に低くなり、もはや有用な仕事をすることができなくなった蒸気のことを指す。
道路を走行する車両は、大気汚染物質の大部分を排出している。ガソリンエンジンやディーゼルエンジンを搭載した車両は、排出量の約半分を排気ガスから発生させ、残りの半分は排気ガス以外の排出物（タイヤやブレーキの摩耗、路面の浸食や乱れなど）から発生させている。
一酸化窒素NO および NO 2 ( NOx ) (このようにして生成されたか、雷によって自然に生成されたかに関わらず) は、アンモニア、水分、およびその他の化合物と反応して硝酸蒸気および関連粒子を形成します。小さな粒子は敏感な肺組織の奥深くまで侵入して損傷を与え、極端な場合には早死にを引き起こす可能性があります。NO 種の吸入は肺がん[ 13 ]および大腸がん[ 14 ]のリスクを高め、このような粒子の吸入は肺気腫や気管支炎などの呼吸器疾患や心臓病を引き起こしたり悪化させたりする可能性があります[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]。
2005年の米国環境保護庁の調査によると、 NO xの最大の排出源は道路を走行する自動車であり、2番目に大きな排出源は道路以外の設備で、そのほとんどはガソリンスタンドとディーゼルスタンドである。[ 17 ]
生成された硝酸は土壌に流れ込み、そこで硝酸塩となり、植物の生育に役立つ。
窒素酸化物（NOx）と揮発性有機化合物（VOC）が日光の存在下で反応すると、スモッグの主成分である地上オゾンが生成されます。2005年の米国環境保護庁の報告書によると、道路車両は米国におけるVOCの2番目に大きな発生源であり、26%を占めています。19%は道路以外の機器、主にガソリンスタンドとディーゼルスタンドからのものです。[ 18 ] VOC排出量の27%は、塗料や塗料シンナーの製造やその他の用途で使用される溶剤からのものです。[ 19 ]
オゾンは上層大気では有益ですが[ 20 ]、地表付近では呼吸器系を刺激し、咳、窒息、肺活量の低下を引き起こします[ 21 ] 。また、生態系全体に多くの悪影響を及ぼします[ 22 ] 。
一酸化炭素中毒は、多くの国で最も一般的な致命的な空気中毒です。[ 23 ]一酸化炭素は無色、無臭、無味ですが、非常に毒性が強いです。ヘモグロビンと結合してカルボキシヘモグロビンを生成し、酸素の輸送を阻害します。1000ppmを超える濃度では、直ちに危険とみなされ、換気の悪い空間でエンジンを稼働させることによる最も差し迫った健康被害です。2011年には、米国の一酸化炭素排出量の52%が移動車両によって発生しました。[ 24 ]
ベンゼン（C 6 H 6）への慢性的な（長期的な）曝露は骨髄を損傷します。また、過剰な出血を引き起こし、免疫系を抑制して感染症のリスクを高める可能性があります。ベンゼンは白血病を引き起こし、他の血液がんや血液の前がんとも関連しています。[ 25 ] [ 26 ]
空気中の微粒子状物質を吸入することによる健康への影響は、人間と動物で広く研究されており、喘息、肺がん、心血管疾患、早死などが含まれます。[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] 粒子の大きさのため、肺の最も深い部分にまで侵入する可能性があります。[ 30 ] 2011年の英国の研究では、乗用車のPMが原因で年間90人が死亡すると推定されています。[ 31 ] 2006年の出版物で、米国連邦道路局（FHWA）は、2002年にはすべてのPM 10排出量の約1%とすべてのPM 2.5排出量の2%が、道路を走行する自動車（主にディーゼルエンジン）の排気ガスから発生したと述べています。[ 32 ]中国、ヨーロッパ、インドの市場では、ディーゼル車とガソリン車の両方にテールパイプフィルターの設置が義務付けられていますが、米国ではディーゼル車のみに義務付けられています。 2022年、英国の試験専門会社であるエミッションズ・アナリティクスは、今後10年間で米国内の約3億台のガソリン車が約1.6セプティリオンの有害粒子を排出すると推定した。[ 33 ]
二酸化炭素は温室効果ガスです。自動車のCO2排出量は、大気中のCO2濃度の上昇に対する人為的な寄与の一部であり、科学界の大多数によれば、これが気候変動を引き起こしています。 [ 34 ]自動車は、 欧州連合の人為的なCO2排出量の約20%を発生させると計算されており、乗用車は約12%を占めています。[ 35 ]欧州の排出基準は、新車の乗用車と軽自動車のCO2排出量を制限しています。欧州連合の新車の平均CO2排出量は、2010年第1四半期までの1年間で5.4%減少し、145.6 g/kmになりました。[ 36 ]
車両の排気ガスには多量の水蒸気が含まれている。
砂漠にいる兵士が車両の排気ガスから飲料水を回収する方法に関する研究が行われてきた。[ 37 ]
排出基準は、自動車の排気ガス、および石油精製所、天然ガス処理プラント、石油化学プラント、化学製造プラントなどのさまざまな大規模産業施設の産業用煙突やその他の大気汚染排気源からの排気ガスに含まれる汚染物質を削減することに重点を置いています。[ 38 ] [ 39 ]ただし、これらはしばしば排ガスと呼ばれます。自動車の触媒コンバーターは、触媒を使用して排気ガスの汚染を分解することを目的としています。船舶のスクラバーは、船舶の排気ガスから二酸化硫黄（ SO2 ）を除去することを目的としています。船舶の二酸化硫黄排出に関する規制は厳格化されていますが、低硫黄ディーゼル燃料の使用のみが許可されている特別な区域は世界中でごく少数しかありません。
産業、発電、輸送による化石燃料の使用による大気汚染は、毎年 500 万人以上を死に至らしめると推定されている。[ 40 ]マサチューセッツ工科大学(MIT) による 2013 年の研究では、米国だけで自動車の排気ガスが原因で毎年 53,000 人の早期死亡が発生していることが示されている。[ 41 ]同大学の別の研究によると、英国だけでも交通排気ガスだけで毎年 5,000 人が死亡している。[ 42 ] Environmental Research Letters誌に掲載された 2024 年の研究では、米国で 41,800 人の早期死亡が道路や化石燃料で動く交通機関による大気汚染に起因する可能性があると示唆されている。[ 43 ] [ 44 ]
カリフォルニア大学ロサンゼルス校公衆衛生学部の研究者らは、1998年から2007年の間にカリフォルニア州がん登録に登録された子供たちを対象とした統計調査の予備結果で、交通汚染が一部のがんの発症リスクを5%から15%増加させる可能性があることを発見したと述べている。[ 45 ] 世界保健機関の調査では、ディーゼル排気ガスが肺がんの増加を引き起こすことが判明した。[ 46 ]
カリフォルニア州大気資源局は調査で、南カリフォルニアの大気汚染（スモッグ）の50％以上が自動車の排気ガスによるものであることを発見した。内燃機関から排出される汚染物質の濃度は、アイドリングや加速のため、信号交差点付近で特に高くなる可能性がある。コンピューターモデルでは、このような詳細がしばしば見落とされる。[ 47 ]
{{cite web}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)石油燃料の燃焼は主に二酸化炭素、水、窒素を生成します...健康リスクは、小さく、目に見えない、または見えにくい粒子にあります...ディーゼル煤の炭素（EC）コア...未燃焼または不完全燃焼燃料からの有機化合物の凝縮の核として機能します...ニトロ化PAHが依然として最も優勢な細菌変異原であるようです
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