排気ガス
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排気ガス（はいきガス）は、ガソリン・軽油などの燃料がエンジンで燃焼したり、さまざまな化学反応を起こしたりしたことで生ずる気体で、大気中に放出されるものを指す。
自動車用語では排気（英:exhaust）と言い、排ガス、排出ガス（共に 英:exhaust gas エンジン以外の燃焼に伴うものは fumes）とも言う。なお排気ガスの「気」と「ガス」は同義であるため、厳密にいえば「排気ガス」という表現は誤りであるが、一般的にはよく用いられる。
有機化合物に由来する排気ガスは大部分が無害な二酸化炭素と水蒸気であるが、微量成分として有害物質を含む。一酸化炭素 (CO)、炭化水素 (HC)、窒素酸化物 (NOx)あるいは粒子状物質などである。
下記にその成分を記す。なお、これらの成分は量を抑制することは可能だが、必ず排出されている。抜本的な解決、すなわち排出を完全に無くすことはガソリンエンジンやディーゼルエンジン等に代表される「炭化水素を燃焼させる」エンジンを用いる限り不可能である。
- 一酸化炭素 (CO)
- 有機化合物が酸化される際、酸素供給が不十分な不完全燃焼であると発生する。酸素供給が十分であれば、二酸化炭素となるため、空燃比を高くする、燃焼室を高温高圧に保つことで抑制ができる。人体に対する毒性は極めて高い。
- 炭化水素 (HC)
- ガソリン（C8H18など）が揮発したり、燃焼が不完全で燃焼できなかった混合気がそのまま排出されると発生する。太陽光の紫外線成分によって、光化学スモッグを引き起こす光化学オキシダントへと変化する。呼吸器などの粘膜への刺激、農作物への悪影響が見られる。圧縮比を高くする、燃焼時間を長く・かつ燃焼温度を高く保ち燃焼を良くする事で抑制ができる。また、ガソリンタンク等から揮発したガソリンも漏れるとこれに該当する。これは排気口から出るわけではないが、社会一般においては排気ガスの一部と見なされることが多い。
- 窒素酸化物 (NOx)
- 通常の燃焼では極微量しか発生しないが、高温·高圧状態になる燃焼室では窒素が酸化しやすくなるため発生する量が増加する。燃焼効率向上のために圧縮比が平均的に高くなっている近年では排出量も無視できないレベルに達している。ちなみに排気ガス全体で見た場合、自動車の排気ガスによるものが3割を占める。窒素酸化物には酸素の結合量によっていくつか種類があるため、通常は酸素の数をxと略して表記され、各種の窒素酸化物をまとめて示している。微量の窒素酸化物は植物の生育に役立つが、濃度が高いと大気汚染、光化学スモッグ、酸性雨の原因となる。圧縮比を低くする、燃焼温度を低くすることで抑制できる。
CO・HC・NOxの抑制方法は二律背反であるため、単一の方法では全てが低いレベルに収まることは無い。自動車用エンジンの場合、全てを低いレベルに収めるには3つが比較的低いレベルに収まる空燃比（およそ14.7くらい）で燃焼させ、その上で三元触媒で処理したものが排気されている。これらを基準値以下で成立させるにはキャブレターでは無理であり電子制御式燃料噴射装置（FI）が必須である。故にオートバイでもFI化が進んでいる。
- 浮遊粒子状物質 (SPM)
- 排気ガスではなく、排気ガス中に含まれる粒子状物質のうち、特に人体に有害な直径10μm以下のものを指す。ディーゼルエンジンの排出ガスや工場からのばいじんに含まれている。肺胞に達した浮遊粒子状物質は体外に排出できない。肺ガンの原因物質の一つであると考えられている。
- 二酸化炭素 (CO2)
- 有機化合物の燃焼や生物の代謝によって発生する。低濃度の二酸化炭素は呼吸に必須であり有害ではないが、二酸化炭素は地球温暖化の原因物質であると考えられていることから抑制が進んでいる。有害物質の抑制は二酸化炭素の増加とほぼ等しく、有害物質の抑制を前提として更に二酸化炭素を減らすにはガソリンの燃焼を減らすしかない。対応策として考えられたのが電気モーター併用のハイブリッドエンジンや動力源をガソリンに依存しないエンジン（水素や燃料電池）である。
- 硫黄酸化物 (SOx)
- 硫黄の酸化物の総称。二酸化硫黄 (SO2)と三酸化硫黄 (SO3) を主に指す。十分精製されていない石油や低品位の石炭などは硫黄を含んでおり、これらの燃焼によって発生する。大気汚染や酸性雨の原因の一つ。現在使われているガソリンにも絶対量が少なくはなっているが含まれており、微量ながらSOxも発生している。
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