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氮氧化物污染

2012-8-6 13:24:59

氮氧化物主要有氧化亞氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、亞硝酸(HNO2)、硝酸(HNO3)，還有少量三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)、三氧化氮(NO3)和五氧化二氮(N2O5)等。但N2O3、N2O4、NO3、N2O5和HNO2在大氣中很不穩(wěn)定，常溫下很易轉(zhuǎn)化成NO和NO2。通常氮氧化物系NO和NO2的總稱，用NOx表示。NOx是主要的大氣污染物之一，直接或間接與大氣環(huán)境問題相關(guān)，如光化學(xué)煙霧、酸沉降、平流層臭氧損耗和全球氣候變化。此外，氮沉降量的增加會導(dǎo)致地表水的富營養(yǎng)化和陸地、濕地、地下水系的酸化和毒化，從而對陸地和水生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，最終對人體健康和生態(tài)環(huán)境安全產(chǎn)生不利影響。

N2O是無色的惰性氣體，又稱“笑氣”，是低層大氣中含量較高的氮氧化物，含量約為0.3ppm(1％)。它主要來自天然源，由土壤中硝酸鹽NO3－經(jīng)細(xì)菌的反硝化作用或海洋海水的涌升，都會產(chǎn)生大量N2O。人為源有施肥、礦物燃燒和生物質(zhì)的燃燒，其排放量要比前者小一個數(shù)量級。但大氣中N2O濃度的年增長率為1.2％，隨著合成氮肥工業(yè)和農(nóng)業(yè)活動的發(fā)展，人為源的貢獻(xiàn)正在增大，對環(huán)境的影響亦日漸重要。N2O在大氣中可存留150年以上，是溫室氣體之一；傳輸?shù)狡搅鲗雍?，會通過光化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成NO，進而破壞臭氧層。

無色無味的NO和有刺激性的紅棕色NO2是大氣中主要的氮氧化物。NO2主要是由NO氧化而來。NOx在大氣中的存留時間為1~4天，壽命較短，其污染效應(yīng)主要為局地性和區(qū)域性的。NOx的天然源主要是生物源，人為源是由各種燃料在高溫下的燃燒以及硝酸、氮肥、炸藥和染料等生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的含NOx廢氣造成的。其中燃料燃燒排出的廢氣造成的污染最為嚴(yán)重。

燃料燃燒時生成NOx的途徑有兩個:

①空氣中的氮在高溫下氧化。溫度越高，燃燒區(qū)氮的濃度越大，NOx的生成量也越大。

②燃料中各種含氮化合物經(jīng)燃燒分解氧化而生成。

大氣中的NOx最終轉(zhuǎn)化成硝酸和硝酸鹽顆粒物，經(jīng)濕沉降和干沉降從大氣中消除；但由此也會造成環(huán)境的酸化。NOx對呼吸器官有刺激作用，能侵入呼吸道深部細(xì)支氣管和肺泡，引起肺水腫等疾患。氮氧化物污染的防治，主要是對以礦物燃料為能源的一切工業(yè)和生活活動，氮肥生產(chǎn)及使用，以及城市中機動車的排氣等，進行N2O和NOx的控制。

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