इस ब्लॉग पोस्ट में डीजल वाहनों से होने वाले वायु प्रदूषण की समस्या और इसके समाधान के लिए पश्च-उपचार प्रौद्योगिकी की सीमाओं और संभावनाओं की जांच की गई है।
सियोल हमेशा एक रोमांचक जगह होती है। जब आप बुसान स्टेशन से केटीएक्स लेते हैं, ढाई घंटे की यात्रा करते हैं, और सियोल स्टेशन पर उतरते हैं, तो आप अक्सर चौंक जाते हैं। खासकर, सियोल स्टेशन पर पहुँचते ही सबसे पहले जो चीज़ आपकी नज़र खींचती है, वह है धुंधला, मटमैला आसमान। सिर्फ़ तीन घंटे पहले, बुसान में आसमान साफ़ और पारदर्शी था, लेकिन सियोल में, यह अक्सर धूसर रंग का हो जाता है। यह वायु प्रदूषण सियोल की बुसान की तुलना में कहीं ज़्यादा आबादी और वाहनों की संख्या के कारण है। हालाँकि सियोलवासी, जो रोज़ाना इस धूसर आसमान का सामना करते हैं, अब इसके आदी हो गए हैं, लेकिन यह सिर्फ़ सियोल की समस्या नहीं है। बिगड़ती वायु गुणवत्ता और धुंध लंबे समय से दुनिया भर के प्रमुख शहरों के सामने गंभीर पर्यावरणीय समस्याएँ बन गए हैं।
दरअसल, वाहनों के धुएँ से होने वाले वायु प्रदूषण की समस्या 20वीं सदी की शुरुआत से ही सामाजिक बहस का विषय रही है। उदाहरण के लिए, अलास्का के एक ऑटोमोबाइल संग्रहालय में 1900 के दशक की शुरुआत में महिलाओं द्वारा पहने जाने वाले सुरक्षात्मक उपकरण प्रदर्शित हैं, जो उनके कपड़ों या त्वचा को धुएँ से गंदा होने से बचाते थे। यह दर्शाता है कि ऑटोमोबाइल युग की शुरुआत से ही वायु प्रदूषण को एक समस्या के रूप में पहचाना जाता था। समय के साथ वाहनों से होने वाले वायु प्रदूषण की समस्या लगातार गंभीर होती गई है, जिसके कारण संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप सहित कई देशों ने आधुनिक समय में वाहनों से होने वाले उत्सर्जन पर नियमों को कड़ा किया है।
विशेष रूप से, डीजल इंजनों की बढ़ती माँग के कारण वायु प्रदूषण की चिंताएँ बढ़ रही हैं, क्योंकि डीजल इंजन गैसोलीन इंजनों की तुलना में अधिक प्रदूषक उत्सर्जित करते हैं। हालाँकि डीजल इंजन उच्च ईंधन दक्षता का दावा करते हैं, लेकिन वे अधिक प्रदूषक उत्सर्जित करने के नुकसान के साथ आते हैं। परिणामस्वरूप, डीजल इंजनों से होने वाले प्रदूषकों को कम करने के लिए विभिन्न पश्च-उपचार उपकरणों और तकनीकों का विकास किया जा रहा है, और उनके महत्व को तेज़ी से पहचाना जा रहा है।
डीजल और गैसोलीन इंजन के बीच का अंतर ईंधन के भौतिक गुणों से शुरू होता है। पेट्रोलियम के अपेक्षाकृत हल्के घटकों को गैसोलीन के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, जबकि भारी घटक डीजल बन जाते हैं। इन ईंधनों के बीच वजन का अंतर उनके क्वथनांक (जिस तापमान पर वे वाष्पित होते हैं) में अंतर लाता है, जो बदले में यह निर्धारित करता है कि उन्हें इंजन में कैसे इंजेक्ट किया जाए। इंजन में प्रवेश करने से पहले गैसोलीन को हवा के साथ पूर्व मिश्रित किया जाता है, जहां दहन एक समान रूप से मिश्रित अवस्था में होता है। यह गैसोलीन को अपेक्षाकृत पूर्ण दहन प्राप्त करने की अनुमति देता है। इसके विपरीत, डीजल ईंधन, अपने उच्च क्वथनांक के साथ, हवा से अलग इंजन में प्रवेश करता है। उच्च दबाव में हवा को जबरन अंदर डालने के बाद ईंधन को इंजेक्ट और जलाया जाता है। यह अंतर डीजल इंजन से ऐसे ईंधन कणों का उत्सर्जन करता है
डीज़ल इंजनों द्वारा उत्पन्न एक अन्य प्रदूषक नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx) है। चूँकि डीज़ल इंजन उच्च तापमान और दबाव पर चलते हैं, इसलिए वायुमंडल में स्थिर नाइट्रोजन अणु ऑक्सीजन के साथ मिलकर नाइट्रोजन ऑक्साइड बनाते हैं। नाइट्रोजन ऑक्साइड वायुमंडल में रासायनिक अभिक्रियाएँ उत्पन्न करते हैं, जिससे ओज़ोन और सूक्ष्म धूल बनती है। इससे लंबे समय में श्वसन और हृदय संबंधी रोग हो सकते हैं। वहीं, वाहनों के धुएँ में मौजूद नाइट्रोजन ऑक्साइड जैसे पदार्थ आमतौर पर अदृश्य होते हैं और इसलिए आसानी से नज़रअंदाज़ हो जाते हैं। हालाँकि, जब प्रदूषण जमा हो जाता है, तो यह वायुमंडल में धुंध पैदा कर सकता है और दीर्घकालिक पर्यावरणीय समस्याओं को जन्म दे सकता है।
डीज़ल वाहनों से होने वाले वायु प्रदूषण की समस्या को कम करने के लिए विभिन्न पश्च-उपचार उपकरण विकसित किए गए हैं। एक प्रतिनिधि उपकरण डीज़ल पार्टिकुलेट फ़िल्टर (DPF) है, जो निकास गैसों में मौजूद कणों को एक फ़िल्टर के माध्यम से फँसा लेता है, जिससे इंजन द्वारा उत्सर्जित लाखों कण घटकर हज़ारों रह जाते हैं। DPF, निकास के प्रवेश करते ही अपने बंद-छोर वाले फ़िल्टर के अंदर कणों को फँसा लेता है, जिससे केवल साफ़ निकास ही बाहर निकल पाता है। इस फ़िल्टर के कार्य को बनाए रखने के लिए, समय-समय पर एक 'पुनर्जनन' प्रक्रिया की जानी चाहिए। इसमें संचित कणों को जलाने के लिए आंतरिक तापमान बढ़ाना शामिल है। हालाँकि ऐसे उपकरण प्रभावी रूप से कणिकाओं को कम कर सकते हैं, लेकिन फ़िल्टर के रखरखाव की उपेक्षा करने से फ़िल्टर अवरुद्ध हो सकता है, जिससे संभावित रूप से प्रदूषक उत्सर्जन में वृद्धि हो सकती है। इसलिए, संपूर्ण प्रबंधन आवश्यक है।
एक अन्य पश्च-उपचार उपकरण एग्जॉस्ट गैस रीसर्क्युलेशन (EGR) प्रणाली है। EGR, दहन तापमान को कम करने के लिए एग्जॉस्ट गैस के एक भाग को इंजन के दहन कक्ष में पुनः प्रसारित करता है, जिससे नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx) का निर्माण रुक जाता है। हालाँकि EGR NOx उत्सर्जन को कम करता है, लेकिन इसका एक नुकसान यह भी है कि यह इंजन की दक्षता को प्रभावित कर सकता है। इसके अतिरिक्त, नाइट्रोजन ऑक्साइड को रासायनिक रूप से निष्क्रिय करने के लिए चयनात्मक उत्प्रेरक न्यूनीकरण (SCR) प्रणाली विकसित की गई है। SCR, एक अपचायक एजेंट युक्त पदार्थ को इंजेक्ट करके एग्जॉस्ट शुद्धिकरण दक्षता को बढ़ाता है, जो एग्जॉस्ट में नाइट्रोजन ऑक्साइड को पानी और नाइट्रोजन में विघटित कर देता है। इस तकनीक का उपयोग विशेष रूप से मर्सिडीज-बेंज और बीएमडब्ल्यू जैसी यूरोपीय वाहन निर्माता कंपनियों द्वारा व्यापक रूप से किया जाता है।
हालाँकि, इन आफ्टरट्रीटमेंट उपकरणों की मौजूदगी सभी समस्याओं का समाधान नहीं करती। ऑटोमोटिव आफ्टरट्रीटमेंट सिस्टम केवल एक निश्चित तापमान से ऊपर ही ठीक से काम करते हैं। ये छोटी यात्राओं या शहरी इलाकों में बार-बार कम गति पर गाड़ी चलाने के दौरान प्रभावी ढंग से काम नहीं कर सकते। उदाहरण के लिए, अधिकांश प्रदूषक इंजन चालू करने के लगभग 10 मिनट के भीतर ही तीव्रता से उत्सर्जित होते हैं, यह वह अवधि है जब आफ्टरट्रीटमेंट सिस्टम अक्सर प्रभावी ढंग से काम नहीं कर पाते। इसके अलावा, कुछ आफ्टरट्रीटमेंट उपकरणों में ईंधन की खपत बढ़ने या संभावित रूप से अन्य प्रदूषकों के उत्पादन जैसी समस्याएँ होती हैं, जिसका अर्थ है कि कई चुनौतियों का समाधान किया जाना बाकी है।
वायु प्रदूषण की बढ़ती चिंताओं के साथ, दुनिया भर में वाहनों से निकलने वाले उत्सर्जन पर नियम कड़े होते जा रहे हैं, जिससे प्रदूषकों को कम करने के लिए सक्रिय तकनीकी विकास को बढ़ावा मिल रहा है। विभिन्न ड्राइविंग परिस्थितियों में डीजल इंजन के आफ्टरट्रीटमेंट सिस्टम की निरंतर दक्षता और स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए तकनीक में सुधार एक गंभीर चुनौती बनी रहेगी। अगली पीढ़ी को बेहतर पर्यावरण प्रदान करने के लिए, ऑटोमोटिव उद्योग उन्नत उत्सर्जन न्यूनीकरण उपकरणों और नवीन तकनीकों के विकास की मांग करता है। यह हमारे दैनिक जीवन में स्वच्छ वायु प्रदान करने में उत्तरोत्तर योगदान देगा।
