ディーゼル排気微粒子

ディーゼル排気微粒子（DPM）について

ディーゼル排気微粒子（Diesel Particulate Matter、略称：DPM）は、ディーゼルエンジンから放出される微細な粒子で、特にその濃度が高い場合には黒煙として目に見えることがあります。この微粒子は、発がん性の物質や呼吸器疾患の原因とされる有害成分を含んでいるため、環境問題として広く注目されています。

DPMの生成メカニズム

ディーゼルエンジンの燃焼プロセスは、主に「拡散燃焼」と呼ばれる方式を用いています。ここでは、液体燃料が熱を受けて蒸発し、周囲の酸素と不均一に混ざりながら燃焼します。この過程により、低酸素状態の領域が形成され、構造体として微粒子が生成される原因となります。この微粒子は、主に次の三つの成分から構成されています：
1. 硬化した炭素の微粒子
2. 可溶性有機成分（SOF）
3. 燃料中の硫黄が酸化されてできるサルフェートの混合物

このような微粒子の直径は通常10μm以下であり、大気中で長時間浮遊することができるため、「浮遊粒子状物質（SPM）」とも呼ばれています。特に炭素の固体粒子に硫酸塩を含むSOFが付着することで、呼吸器系の疾患を引き起こすリスクが高まります。

環境への影響

DPMは、その発がん性や呼吸器への影響から、交通量が多い道路周辺の住民の健康に悪影響を及ぼすとして問題視されています。実際、2000年には尼崎公害訴訟や名古屋市南部公害訴訟などで、自動車から出るDPMの排出差し止めが訴えられ、国の責任が問われる判決が出ました。

排気浄化技術

ガソリンエンジンでは1970年代から三元触媒が一般的に使われてきたのに対し、ディーゼルエンジンは余剰酸素が常に存在するため、同じ方式では効果が限定的です。ディーゼルでは酸化触媒が使用される一方で、排気温度が低いため、十分な煤の燃焼が達成できないという課題があります。その結果、DPMが触媒表面に蓄積し、期待される排出削減効果が得られない状況が続いていました。

さらに、ディーゼルエンジンは一酸化炭素（CO）や未燃焼炭化水素（HC）の酸化に特化した触媒が必要であり、窒素酸化物（NOx）の処理には別の手法が求められるのも一つの課題です。このような背景から、ディーゼルエンジンの排ガス浄化技術の実用化には長い時間がかかってきました。

技術革新と法規制

近年、日本や欧州の自動車メーカーは、燃料噴射システムの改善に取り組み、DPM生成を低減するための技術を普及させています。具体的には、コモンレール噴射方式やディーゼル微粒子フィルター（DPF）などが実用化され、燃焼過程の効率を高め、NOxの排出を抑えることが可能となっています。また、尿素SCR（選択触媒還元）システムの導入により、ディーゼル車由来の環境負荷は顕著に改善されてきています。

とはいえ、近年の動向として、欧州の自動車業界がEV（電気自動車）シフトを強く推進している背景もあり、従来のディーゼル技術の発展が停滞する懸念も生じています。特にディーゼル車の改良に注力してきたメーカーであっても、厳しい規制にどう対応するかが今後の鍵となるでしょう。

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