Факультет

Студентам

Посетителям

Загрязнение биосферы оксидами азота

Азот образует семь оксидов, из них только монооксид и диоксид, NO и NO2, относятся к опасным загрязняющим веществам, причем диоксид более опасен, чем монооксид.

В естественных условиях в атмосфере количество оксидов азота измеряется долями процентов. Азота на планете ежегодно мобилизуется около 140 млн т. Загрязнение оксидами азота происходит и на локальном, и на глобальном уровне.

Техногенные источники поступления оксидов азота в атмосферу: а) энергетика, сжигание топлива; б) автотранспорт; в) промышленность (цветная металлургия, коксохимическая и нефтехимическая отрасли).

Основным источником образования техногенных оксидов азота (до 80 % от всего объема) является азот топлива. При сгорании топлива в любых двигателях прежде всего появляется монооксид азота. Образуется он преимущественно при высоких температурах, присущих пламени, как следствие взаимодействия атмосферного азота с кислородом. Это так называемый термический NO. В зоне горения могут возникать относительно высокие концентрации NO2 с последующим превращением обратно в NO в послепламенной зоне. Окисление NO до NO2, так же как и сернистого ангидрида до серного, происходит в тропосфере под действием тех же факторов: фотохимическое окисление, окисление молекулярным, атомарным кислородом, озоном.

2 NO + O2 → 2NO2

Оказываясь в стратосфере под действием солнечных лучей (при X 430 нм), диоксид азота подвергается фотодиссоциации (фотолизу):

N2O + hv → N2 + O,

N2O + O → 2NO

Так попавший в тропосферу с эмиссией газов N2O становится основным источником NO в стратосфере.

Особенность цикла азота в том, что образующийся атомарный кислород способен в свою очередь окислять монооксид азота до диоксида.

Дополнительно NO быстро взаимодействует с озоном:

NO + O3 → NO2, + O2,

NO2 быстро подвергается фотолизу:

NO2 + hv → NO + О.

Молекулярный кислород взаимодействует с атомарным кислородом с образованием озона:

О + O2 → O3.

Озон в свою очередь тоже подвергается фотолизу.

Есть сведения (Фельдман, 1975), что озоном, составляющим основную часть атмосферных оксидантов, может быть обусловлен фотохимический туман в атмосфере, который вызывает токсический эффект. Пороговой (по запаху) концентрацией озона в воздухе чаще всего принимают концентрацию 0,02 мг/м3. Негативное влияние озона на живые организмы предположительно связано с возникновением свободных радикалов, вызывающих в организмах клеточные повреждения. У людей следствием этого может быть нарушение респираторной функции.

Таким образом, в атмосферном воздухе осуществляется конверсия NO и NO2, которая вовлекает во взаимодействие загрязняющие органические вещества с образованием более токсичных соединений, например нитрозосоединений, нитроПАУ и др.

В атмосфере происходит рассеяние газов и их разбавление атмосферным воздухом. Токсичность NO2 выше, чем NO. В связи с этим предельно допустимый уровень содержания оксида азота в воздухе составляет 0,6 мг/м3, а диоксида азота — почти на порядок ниже — 0,085 мг/м3.

Преобразование оксидов азота в атмосфере может сопровождаться образованием более токсичных веществ. Например, образовавшиеся при фотодиссоциации диоксида азота атомарный кислород и озон окисляют углеводороды с образованием формальдегида, ПАН и других опасных токсичных продуктов. Взаимодействие NO с толуолом ведет к образованию нитрофенолов — высокотоксичных веществ.

Есть сведения, что оксид азота действует на центральную нервную систему, при больших концентрациях переводит оксигемоглобин крови в метгемоглобин. Диоксид азота способствует развитию эмфиземы легких, астмы, нарушению легочной функции.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: