Để biết được tại sao động cơ ôtô, xe máy lại gây ô nhiễm, phải xét đến quá trình cháy diễn ra trong buồng cháy của động cơ
Theo nguyên lý, quá trình cháy lý tưởng chỉ sinh ra CO2, H2O và N2. Nhưng trong thực tế, thì quá trình cháy xảy ra trong buồng cháy của động cơ không lý tưởng như vậy. Quá trình cháy thực tế sinh ra các chất độc nguy hiểm như: NOx , CO, CnHm , SO2, và bụi hữu cơ,… Chính những chất này là nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trường.
Ô nhiễm được hiểu như sau: “Không khí được coi là ô nhiễm khi thành phần của nó bị thay đổi do có sự hiện diện của các chất lạ gây ra những tác hại mà khoa học chứng minh được hay gây ra sự khó chịu đối với con người khi hít phải”.
Đa phần những chất do động cơ thải ra là những chất gây ô nhiễm. Tại TP Hồ Chí Minh, các nhà khoa học đã báo động về tình trạng ô nhiễm không khí, đặc biệt là sự gia tăng nồng độ các chất độc hại trong không khí như: benzene, nitơ oxit,… Nồng độ bụi đặc trưng PM10 có nơi đạt tới 80 microgam /m3 trong khi nồng độ cho phép nhỏ hơn con số này nhiều lần. Nồng độ SO2 lên đến 30 microgam/m3, nồng độ benzene có nơi đạt 35-40 microgam/m3. Và hàng năm, Việt Nam các phương tiện giao thông đã thải ra sáu triệu tấn CO2, sáu mươi mốt nghìn tấn CO, ba mươi lăm nghìn tấn NO2, mười hai nghìn tấn SO2 và hơn hai mươi hai nghìn tấn CmHn. nồng độ các chất có hại trong không khí ở các đô thị lớn vượt quá mức cho phép nhiều lần, riêng SO2 cao gấp 2-3 lần.
Nhìn lại quá khứ, vào năm 1946, tại thành phố Los Angeles, thuộc bang California Mỹ đã xảy ra một sự kiện làm xôn xao dư luận. Đó là sự xuất hiện của một màn sương mù dày đặc. Làn sương mù này làm cho con người cay mắt, viêm đường hô hấp. Không ít người đã tử vong, trẻ em giảm khả năng hô hấp,…. Còn cây cối thì vàng lá….
Các nhà khoa học đã nghiên cứu hiện tượng trên, và chứng minh được rằng lớp sương mù này là một dạng khói trắng, hình thành do NOx, CH thải ra từ ô tô dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, chúng phản ứng với nhau và sinh ra khí ozon (O3), các lọai anđêhit…. Những chất này rất có hại cho sức khỏe. Hiện tượng đó được đặt tên là hiện tượng “Mù quang hóa”.
Hiện tượng mù quang hóa này chỉ xuất hiện khi nồng độ NOx, CH trong không khí cao, không khí tụ đọng và nắng chiếu dữ dội mới xảy ra.Năm 1970, hiện tượng mù quang hóa cũng đã xảy ra ở Tokyo, Nhật Bản.
Ở một số nơi khác như: Aten (Hy Lạp), Mexico cũng đã từng bị hiện tượng mù quang hóa hoành hành. Khí độc trong khí hải ra từ động cơ ảnh hưởng như thế nào đối với sức khoẻ con người ?Dưới đây là bảng thống kê các chất có trong khí thải của động cơ xe:
| Chất thải | Nguyên nhân sản sinh |
| CO2 | Sản phẩm của quá trình cháy nhiên liệu. |
| N2 | Sản phẩm của quá trình cháy nhiên liệu. |
| NOx (oxyd nito) | Sinh ra do nhiệt độ của quá trình cháy quá cao. |
| CO (Carbon monoxid ) | Sinh ra do sự cháy thiếu Oxy; do quá trình cháy tiến hành không được triệt để. |
| CnHm (các hydrocarabure chưa cháy hết) | Do quá trình cháy không hoàn toàn, hoặc hiện tượng cháy không bình thường; do nguồn gốc của nhiên liệu chứa nhiều phân tử nặng. |
| SO2, SO3, H2SO4 | Do trong nhiên liệu tồn tại lưu huỳnh và bị oxy hóa trong quá trình cháy sinh ra hơi nước |
| Những hạt chì nhỏ | Do trong dầu thô có nhiễm chì . |
| Bụi hữu cơ | Là các muội than ngậm các hạt bụi dầu chưa cháy kịp. ( ở động cơ Diesel loại bụi hữu cơ này nhiều hơn ở động cơ xăng.) |
CO:Là một loại khí ngạt, không màu, vô cùng nguy hiểm. Nó tác dụng với hồng cầu trong máu thành chất hê-mô-glô-bin. Chất này ngăn cản sự hấp thụ oxy tiếp của các hồng cầu trong máu, làm cho máu không còn khả năng trở thành máu tươi, gây ngạt cho phổi. Khi nồng độ CO cao thì có thể gây tử vong; Ở mức trung bình sẽ ảnh hưởng đến não. Ở múc độ thấp thì CO gây ra những ảnh hưởng kéo dài như nhức đầu, chóng mặt, buồn nôn,…
Bảng tác hại của CO theo nồng độ:
| Nồng độ CO(ppm) | Tác hại |
| 10 | Trúng độc mãn tính, khó thở, tim đập mạnh |
| 30 | Thở khó khăn, gấp gáp, nhức đầu. |
| 500 | Có cảm giác tê dại, thần kinh tê liệt, buốt tim, hoa mắt. |
| 1000 | Tử vong sau 30 phút |
( ppm – đơn vị tính bằng một phần triệu)
Các hydrocarbure (CH): Chúng có mùi khét, rất khó chịu. Gây hại đến sức khỏe con người chủ yếu là do các hydrocarbure thơm (họ Benzen).Từ lâu nay, người ta đã xác định được vai trò của benzen trong việc gây ung thư, rối loạn hệ thần kinh và các bệnh về gan. kích thích mũi, mắt, niêm mạc đường hô hấp.
Ngoài ra nó còn là chất xúc tác tạo hiện tượng mù quang hóa.
NOx: cụ thể như NO2, NO3… là một chất có mùi khét khó chịu màu nâu. Nó đi vào cơ thể qua đường hô hấp, vào phổi, cùng với hơi nước tạo HNO3 làm sưng, viêm phổi và làm hủy hoại các tế bào của cơ quan hô hấp, nạn nhân sẽ bị mất ngủ, ho, khó thở,…
Ngòai ra nó còn cùng với CH gây kích thích giác mạc, gây hiện tượng mù quang hóa.Bảng nồng độ và tác hại của NOx:
| Nồng độ NOx (ppm) | Tác hại |
| 0.5 | Hít liên tục sau ba tháng sẽ sưng phổi |
| 1.0 | Cảm nhận mùi hôi |
| 2.5 | Sức khỏe ảnh hưởng nếu hít liên tục 7h |
| 5.0 | Mùi hôi khó chịu |
| 50 | Sau 1 phút hít phải sẽ bị ho, khó thở, nhức đầu, chóang |
| 80 | Sau 3 phút sẽ gây tức ngực, ép tim |
| 100-150 | Phù phổi sau 30-60 phút rồi tử vong |
| >150 | Tử vong nhanh nếu hít phải |
SO2: oxide lưu huỳnh là một chất háo nước, nên rất dễ hòa vào hơi nước trong sản phẩm cháy trong buồng cháy của động cơ, biến thành hơi H2SO3, H2SO4. Chúng theo đường hô hấp vào sâu trong phổi, làm tổn thương đường hô hấp. Mặt khác, SO2 còn làm giảm khả năng đề kháng của cơ thể và làm tăng cường độ ảnh hưởng tới khả năng nam tính của đàn ông.
Bụi hữu cơ : là một chất ô nhiễm đặc biệt quan trọng trong khí xả của động cơ diesel. Nó tồn tại dưới dạng những hạt rắn ngậm các hạt bụi nhiên liệu không cháy kịp. Chúng có đường kính khoảng 0.3mm nên rất dễ xâm nhập vào phổi qua đường hô hấp. Ngoài việc gây cản trở cơ quan hô hấp như bất kỳ một tạp chất hóa học nào khác, bụi hữu cơ còn là nguyên nhân gây bệnh ung thư. Ngoài ra, tổ chức y tế thế giới WHO còn cảnh báo tình trạng vô sinh ở nam giới.
Chì: có mặt trong khí xả do không được khử hết trong dầu thô trong quá trình chưng cất nhiên liệu. Chì trong khí xả tồn tại dưới dạng những hạt cực nhỏ, chúng dễ dàng xâm nhập vào cơ thể qua da hoặc đường hô hấp. Khi vào cơ thể, khoảng 30-40% lượng chì này đi vào máu. Sự hiện diện của chì gây xáo trộn sự trao đổi ion ở nó, làm cho cơ thể hưng phấn, mất ngủ, trầm uất, táo bón, gây cản trở sự hình thành enzyme để hình thành hồng cầu. Đặc biệt hơn, nó tác động lên hệ thần kinh làm trẻ em chậm phát triển trí tuệ. Chì bắt đầu gây ảnh hưởng cho cơ thể khi nồng độ của nó trong máu vượt quá 200-250mg/lít.
Ngoài những tác hại trên, CH và NOx còn xảy ra những phản ứng với nhau khi bị nắng chiếu, gây hiện tượng mù quang hóa. Sinh ra ozon (O3) và các oxy già của muối nitrat.
Ozon là một chất oxy hóa mãnh liệt, làm cây cỏ vàng lá, chết khô. Làm cao su bị lão hóa, nứt rạn. Ozon có mùi rất tanh, có thể nhận ra mùi ở nồng độ 0.02 ppm. Nếu hít phải với nồng độ 1 ppm sẽ rất khó thở, trúng độc mãn tính.
Bảng thống kê tác hại của mù quang hóa:
| Nồng độ O3 (ppm) | Tác hại |
| 0.02 | Bắt đầu cảm nhận được mùi |
| 0.20 | Hít phải sau 1 giờ sẽ gây tức ngực |
| 0.2-0.5 | Giảm thị lực khi hít phải 3-6 giờ |
| 1 | Trúng độc sau 1 giờ, thở gấp, sau 2 giờ bị đau đầu |
| 5-10 | Đau nhức tòan thân, tê dại, phù phổi |
| >10 | Tử vong sau 30 phút hít phải |
Ngoài những tác hại trên, khói xả từ động cơ còn gây ra những tác hại khác. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học châu Âu, ô nhiễm không khí không chỉ gây ảnh hưởng đến phổi, mà còn làm suy yếu chức năng tim và mạch máu, từ đó tăng nguy cơ đau tim và tử vong. Trong nghiên cứu này các nhà khoa học tập trung nghiên cứu động cơ diesel, vì hoạt động của loại động cơ này tạo ra những phần tử ô nhiễm cao hơn từ 10-100 lần so với động cơ xăng.
Cùng với lưu lượng xe ngày càng đông đúc như vậy thì cơ thể con người còn bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn. Các nhà khoa học đã chứng minh được rằng, tiếng ồn làm cho con người bị mất ngủ, làm nghiêm trọng hơn các bệnh tim và cao huyết áp. Tiếng ồn còn làm giảm thính lực, làm tăng các bệnh về thần kinh, loét dạ dày, giảm khả năng tập trung, khả năng làm việc,…
Ngoài những tác hại cho cơ thể người, khí thải từ động cơ còn gây ảnh hưởng xấu đến môi trường, cụ thể như:
Thay đổi nhiệt độ khí quyển: Với tốc độ gia tăng lượng CO2 trong không khí như hiện nay, người ta dự đoán vào khoảng giữa thế kỷ XXII, nồng độ khí CO2 trong không khí có thể tăng gấp đôi. Khi đó, theo dự định của các nhà khoa học, nhiệt độ sẽ tăng từ 2-3oC, một phần băng ở Bắc Cực và Nam Cực sẽ tan ra làm tăng chiều cao mực nước biển, làm thay đổi chế độ mưa gió, làm sa mạc hóa trái đất.
Ảnh hưởng đến sinh thái: Sự gia tăng hàm lượng NOx, đặc biệt là protoxyde nito N2O có khả năng làm tăng sự hủy hoại lớp ozone ở thượng tầng khí quyển, lớp khí cần thiết để lọc tia cực tím phát ra từ mặt trời. Tia cực tím gy ung thư da và đột biến sinh học, đặc biệt là đột biến tạo ra các vi khuẩn có khả năng làm lây lan các bệnh lạ, có khả năng dẫn tới hủy hoại sự sống của các sinh vật trên trái đất, giống như điều kiện hiện nay trên sao hỏa.
Mặt khác, các chất có tính acide như SO2, NO2, bị oxy hóa thành acide sulfuric, acide nitric hòa tan trong mưa, tuyết, sương mù,… làm hủy hoại thảm thực vật trên trái đất (mưa acide), và gây ăn mòn các công trình kim loại.
