গাড়ির দূষণ: এর বিপদগুলি বুঝুন
প্রযুক্তিগত বিবর্তন সত্ত্বেও, গাড়ির দহন ইঞ্জিনগুলি এখনও শহরগুলিতে দূষণের জন্য অনেকাংশে দায়ী
ছবি: আনস্প্ল্যাশে এভজেনি চেবোতারেভ
প্রথম ইঞ্জিনগুলি 18 শতকে উপস্থিত হয়েছিল। তারা বাহ্যিক দহন দ্বারা চালিত ছিল, জ্বালানী কাঠ ব্যবহার করে - বিখ্যাত বাষ্প ইঞ্জিন। 19 শতকে, প্রথম অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনগুলি উপস্থিত হয়েছিল, যেখানে ইঞ্জিনের ভিতরেই জ্বালানী পোড়ানো হয়। অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনগুলির বহুমুখিতা, দক্ষতা এবং বিভিন্ন ধরণের মেশিনের সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়ার সম্ভাবনার কারণে বাষ্প ইঞ্জিনগুলির তুলনায় একটি সুবিধা রয়েছে। তবুও, গাড়ি থেকে দূষণের জন্য তারা অনেকাংশে দায়ী।
অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনগুলি অধ্যয়ন এবং উন্নত হতে শুরু করে, যা আজ পরিবহণের উপায়ে বৃহৎ পরিসরে ব্যবহৃত হচ্ছে - প্লেন, গাড়ি, রাস্তা এবং অন্যান্য স্বয়ংচালিত যানবাহন, জাহাজ ইত্যাদি। এর ব্যবহার বৃদ্ধির সাথে সাথে, ইঞ্জিনের অন্তর্নিহিত সমস্যাগুলির সাথে একটি উদ্বেগ ছিল, যেমন গ্যাসের নির্গমন যা বায়ু দূষণ সৃষ্টি করে এবং জনসংখ্যার স্বাস্থ্য সমস্যা সৃষ্টি করে।
বছরের পর বছর ধরে, অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনগুলির উন্নতি হয়েছে, যা তাদের পূর্বসূরীদের তুলনায় কম দূষণ করছে। এই উন্নতিগুলি মূলত ব্যবস্থাগুলির কারণে হয়েছে যেমন: কার্বুরেটরগুলির প্রতিস্থাপন, যা যান্ত্রিকভাবে ইঞ্জিনে বায়ু/জ্বালানির মিশ্রণ খাওয়ানো, ইলেকট্রনিক ইনজেকশন সিস্টেমে, যা কম জ্বালানী ব্যবহার করে এবং আরও আদর্শ মিশ্রণ তৈরি করে; অনুঘটক রূপান্তরকারী (বা অনুঘটক) তৈরি করা, যা অন্যান্য ব্যবস্থাগুলির মধ্যে গাড়ির নিষ্কাশনের মাধ্যমে নির্গত করার আগে দহনের সময় উত্পন্ন গ্যাসের অংশকে অ-বিষাক্ত গ্যাসে রূপান্তর করে। যাইহোক, গাড়ির বহরের বৃদ্ধি এবং শহুরে কেন্দ্রগুলিতে জনসংখ্যার ঘনত্ব এমন কারণ যা বাতাসে গাড়ির দূষণের সমস্যাকে আক্ষরিক অর্থে রাখে।
আপনি কি জানেন আপনার গাড়ির ইঞ্জিন কিভাবে কাজ করে?
যানবাহনে কীভাবে দূষণকারী গ্যাস তৈরি হয় তা বোঝার জন্য, ইঞ্জিন কীভাবে কাজ করে তা শিখতে হবে। বেশিরভাগ গাড়িতে তথাকথিত চার-স্ট্রোক ইঞ্জিন রয়েছে: গ্রহণ, সংকোচন, প্রসারণ-বিস্ফোরণ এবং নিষ্কাশন। ভিডিওটিতে পেট্রোল এবং ডিজেল ইঞ্জিনের অপারেশন সম্পর্কে একটি খুব ব্যাখ্যামূলক অ্যানিমেশন রয়েছে।সংক্ষেপে, একটি গাড়ির ইঞ্জিন যা করে তা হল বায়ুমণ্ডলীয় বায়ু (অক্সিজেনের উচ্চ ঘনত্ব সহ) জ্বালানীর সাথে একত্রিত করা। এই মিশ্রণটি একটি এক্সোথার্মিক রাসায়নিক বিক্রিয়া তৈরি করে (তাপ প্রকাশের সাথে) যা দহন চেম্বারে গ্যাসের প্রসারণ ঘটায়, পিস্টন টিপে, যা ইঞ্জিনে একটি ঘূর্ণায়মান আন্দোলন তৈরি করে - এইভাবে তাপকে কাজে রূপান্তরিত করে - এবং জ্বলনের ফলে গ্যাসগুলি ডিসচার্জ ভালভ খোলার মাধ্যমে নির্মূল করা হয় - এটি গাড়ি থেকে দূষণ।
দহন
জ্বলন ঘটতে, তিনটি উপাদান থাকতে হবে:- জ্বালানী: অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনগুলিতে প্রধানত হাইড্রোজেন (H) এবং কার্বন (C) দ্বারা গঠিত হাইড্রোকার্বন;
- অক্সিজেন: অক্সিডাইজার;
- তাপ: অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনগুলিতে, স্পার্ক (পেট্রোল ইঞ্জিন) বা গ্রহণের বায়ু (ডিজেল ইঞ্জিন) সংকোচনের মাধ্যমে তাপ উৎপন্ন হয়।
- জ্বালানী থেকে হাইড্রোকার্বনের দহন সম্পূর্ণ বা অসম্পূর্ণ হতে পারে।
পূর্ণতা ঘটে যখন সমস্ত জ্বালানী গ্রাস করার জন্য পর্যাপ্ত অক্সিজেন থাকে। কার্বন এবং হাইড্রোজেন (হাইড্রোকার্বন) থেকে তৈরি যৌগগুলির জন্য, সম্পূর্ণ দহনের পণ্যগুলি হল: কার্বন ডাই অক্সাইড (CO2), জল (H2O) এবং শক্তি। সম্পূর্ণ দহন আদর্শ, কারণ এটি জ্বালানির আরও ভাল ব্যবহার করে, কিন্তু প্রতিক্রিয়ার ফলে কার্বন ডাই অক্সাইড উৎপন্ন করে, যা বিষাক্ত গ্যাস না হওয়া সত্ত্বেও - শুধুমাত্র যদি বাড়ির ভিতরে প্রচুর পরিমাণে ফুটো হয়, যা এটিকে শ্বাসরোধ করে তোলে - এটি একটি পরিচিত গ্রিনহাউস। গ্যাস
অসম্পূর্ণ দহন, যখন সমস্ত জ্বালানী খাওয়ার জন্য পর্যাপ্ত অক্সিজেন থাকে না, তখন গাড়িতে দূষণ হয়। এটি একটি পণ্য হিসাবে কার্বন মনোক্সাইড (CO), মৌলিক কার্বন (C) - কাঁচ (অন্ধকার ধোঁয়া, কয়লার ক্ষুদ্র কঠিন কণা থেকে গঠিত) - অ্যালডিহাইড এবং কণা উপাদান থাকতে পারে।
জ্বালানীর সংমিশ্রণে নাইট্রোজেন এবং সালফারও উপস্থিত থাকে, তবে অল্প পরিমাণে, যেগুলি দহন প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে গেলে সালফার ডাই অক্সাইড (SO2), হাইড্রোজেন সালফাইড (H2S) এবং নাইট্রোজেন অক্সাইড (NOx) এর মতো বিষাক্ত যৌগ তৈরি করে। নাইট্রোজেন অক্সাইডের গঠন নিয়ন্ত্রণ করা একটি কঠিন প্রক্রিয়া, কারণ জ্বালানীতে উপস্থিত থাকার পাশাপাশি, নাইট্রোজেন বায়ুতেও থাকে - গ্যাসীয় নাইট্রোজেন (N2) আকারে - যা দহন চেম্বারে উচ্চ তাপমাত্রায় অক্সিজেনের সাথে একটি প্রতিক্রিয়া সহ্য করে।
জনস্বাস্থ্য এবং পরিবেশগত সমস্যা
অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনে উত্পন্ন গাড়ির দূষণ সৃষ্টিকারী গ্যাসগুলি মানব স্বাস্থ্য এবং পরিবেশের জন্য বিভিন্ন সমস্যার কারণ হতে পারে। অক্সাইড SO2 এবং NOx শ্বাসযন্ত্রকে প্রভাবিত করে এবং অ্যাসিড বৃষ্টির সৃষ্টি করে, CO রক্তের অক্সিজেন-বহন ক্ষমতা হ্রাস করে এবং কণা পদার্থ শ্বাসযন্ত্রের অ্যালার্জি সৃষ্টি করে এবং অন্যান্য দূষণকারী (ভারী ধাতু, কার্সিনোজেনিক জৈব যৌগ) এর ভেক্টর (বহনকারী)।
যখন শহরগুলিতে দূষণের দুর্দান্ত নির্গমন ঘটে, তখনও প্রাকৃতিক ঘটনা রয়েছে, যেমন তাপীয় বিপরীত, যা দূষণের পরিস্থিতিকে আরও খারাপ করে, কারণ এটি এই গ্যাসগুলির বিচ্ছুরণকে আরও কঠিন করে তোলে এবং জনসংখ্যাকে দীর্ঘ সময়ের জন্য তাদের সংস্পর্শে রাখে।
2002 সালে, ইউনাইটেড স্টেটস এনভায়রনমেন্টাল প্রোটেকশন এজেন্সি (ইপিএ) একটি প্রতিবেদন প্রকাশ করে যাতে এটি ডিজেল তেলের বাষ্পের দীর্ঘায়িত এক্সপোজারের ঝুঁকি সম্পর্কে সতর্ক করে। প্রতিবেদনে বলা হয়েছে, সালফার এবং নাইট্রোজেন অক্সাইড এই কণার দীর্ঘমেয়াদী নিঃশ্বাসে মানুষের ক্যান্সার হতে পারে। 2013 সালে, ইন্টারন্যাশনাল এজেন্সি ফর রিসার্চ অন ক্যান্সার (IARC) উপসংহারে পৌঁছেছে যে ডিজেল ইঞ্জিন থেকে নির্গমন প্রকৃতপক্ষে ফুসফুসের ক্যান্সার এবং সম্ভবত মূত্রাশয়ের ক্যান্সারও সৃষ্টি করে। লন্ডনে এমনকি গাড়ির বায়ু দূষণের কারণে মৃত্যুর ঘটনাও ঘটেছে।
অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনের মধ্যে পার্থক্য
পেট্রল এবং ডিজেল ইঞ্জিন
পেট্রল এবং ডিজেল ইঞ্জিনের অপারেশন একই রকম, যেমন উপরে ব্যাখ্যা করা হয়েছে। এই ইঞ্জিনগুলির মধ্যে প্রধান পার্থক্য হল, গ্যাসোলিন ইঞ্জিনে, যা দহন চেম্বারে প্রবেশ করে তা হল বায়ু এবং জ্বালানীর মিশ্রণ এবং এই ইঞ্জিনের ইগনিশন (দহন শুরু/দহন শুরু) স্পার্ক প্লাগ দ্বারা প্রদত্ত একটি স্পার্ক থেকে ঘটে। ইগনিশন এর অন্যদিকে, ডিজেল ইঞ্জিনে, প্রাথমিকভাবে শুধুমাত্র দহন চেম্বারে বায়ু প্রবেশ করানো হয়, যা পরে পিস্টন দ্বারা সংকুচিত হয় এবং উচ্চ চাপে এই বাতাসে ডিজেল ইনজেকশন থেকে ইগনিশন ঘটে।
পেট্রল হল একটি অত্যন্ত বিস্ফোরক জ্বালানী (যেমন ভিডিওতে দেখানো হয়েছে), যা গাড়িকে উচ্চ শক্তি এবং ঘূর্ণনে দ্রুত প্রতিক্রিয়া দেয়। ডিজেল ইঞ্জিনে একটি ধীর এবং আরও ক্রমাগত জ্বালানী পোড়া হয়, যা পিস্টনকে আরও দীর্ঘস্থায়ীভাবে নিচে "ঠেলে" দেয় এবং ধীর গতিতে বৃহত্তর টর্ক (স্পিনিং প্রচেষ্টা) প্রদান করে। এটি এটিকে শক্তিশালী করে তোলে এবং তাই বড় লোড সহ পরিবহনের মাধ্যমে ব্যবহারের জন্য আরও উপযুক্ত। এই সুবিধাটি ডিজেল ইঞ্জিনকে আরও টেকসই হওয়ার বৈশিষ্ট্যও দেয়, কারণ এটি ইঞ্জিন ক্র্যাঙ্কগুলিতে (ক্র্যাঙ্কশ্যাফ্ট) কম প্রভাব ফেলে।
ডিজেল ইঞ্জিনে, ফুয়েল ইনজেকশন প্রচলিত স্বতঃস্ফূর্ত দহন প্রক্রিয়ার সময় সঞ্চালিত হয়, যেখানে ডিজেল বাতাসে প্রবেশ করা হয় যা ভারীভাবে সংকুচিত হয়। এর ফলে তাপমাত্রায় আকস্মিক বৃদ্ধি ঘটে, এমন স্তরে পৌঁছায় যা NOx গঠনের পক্ষে এবং পাইরোলাইসিস প্রক্রিয়ায় অবদান রাখে (বিশ্লেষণ প্রতিক্রিয়া বা পচন যা উচ্চ তাপমাত্রার ক্রিয়া দ্বারা ঘটে), যেখানে কণা উপাদান তৈরি হয়। এই জ্বালানী কম উদ্বায়ী। যেহেতু এটি সরাসরি সংকুচিত বাতাসে প্রবেশ করানো হয় (যেখানে জ্বলন শুরু হয়), এর মিশ্রণটি গ্যাসোলিনের তুলনায় কম সমজাতীয় হয়। প্রতিক্রিয়াশীল মিশ্রণে অতিরিক্ত বাতাসের অভাব অসম্পূর্ণ জ্বলন, নির্গত কাঁচ, কার্বন মনোক্সাইড (CO) এবং হাইড্রোকার্বন (HC) সৃষ্টি করে। এই কারণগুলির কারণে, ডিজেল ইঞ্জিনগুলি, গ্যাসোলিন ইঞ্জিনগুলির সাথে সম্পর্কিত, কণা পদার্থ নির্গমনের ক্ষেত্রে বায়ুমণ্ডলে সাত গুণ বেশি দূষক নির্গত করে। অন্যদিকে, পেট্রল, কার্বন ডাই অক্সাইড (CO2) এর উচ্চ শতাংশ নির্গত করে।
ফ্লেক্স ইঞ্জিন
ফ্লেক্স ইঞ্জিন হল সেই ইঞ্জিন যা একাধিক ধরণের জ্বালানীতে চলে। ব্রাজিলে, সবচেয়ে সাধারণ নমনীয় জ্বালানী গাড়ি হল যেটি পেট্রল এবং ইথানল ব্যবহার করে।
এসব ফ্লেক্স গাড়ির ইঞ্জিন একটি। এটিকে পেট্রল এবং ইথানল উভয়ের সাথে কাজ করার জন্য, এর কিছু ভেরিয়েবল রয়েছে যা এর কার্যকারিতায় হস্তক্ষেপ করে। এই ভেরিয়েবলগুলির মধ্যে, আমরা ইঞ্জিনের স্টোইচিওমেট্রিক অনুপাত (বায়ু/জ্বালানী মিশ্রণ) উল্লেখ করতে পারি, যা জ্বালানী বৈশিষ্ট্যের সাথে পরিবর্তিত হয়, বেশি বা কম ক্যালোরিফিক মান সহ, যা ইঞ্জিনের জ্বালানী খরচের সাথেও পরিবর্তিত হয়। নমনীয় জ্বালানী গাড়িতে একটি সেন্সর রয়েছে যা ট্যাঙ্কে প্রবেশ করা জ্বালানীর মিশ্রণ সনাক্ত করে এবং সেই অনুযায়ী ইনজেকশন সামঞ্জস্য করে।
