11. Tlenki azotu w atmosferze- z
ródła obecności, przemiany
Zasadniczą rolę jako pierwotne zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego odgrywają NO i
NO2. NO jest gazem bezbarwnym i bez zapachu. NO2charakteryzuje się brunatnym kolorem i
ostrym duszącym zapachem. NO jest emitowany do powietrza atmosferycznego w znacznie
większych ilościach niż NO2. NO i NO2 powstają w reakcji azotu z tlenem powietrza
atmosferycznego. W p[pierwszej kolejności powstaje NO, a następnie w nadmiarze powietrza
NO2.
N2 +� O2 2NO
2NO +� O2 2NO2
Ilość NO obecna w mieszaninie równowagowej zależy od temperatury spalania, czasu
przebywania gazu w przestrzeni reakcyjnej i stężenia tlenu w płomieniu. Przyczyną wolnego
powstawania NO2 jest szczególny wpływ temperatury i stężenia na szybkość tej reakcji.
y
ródła tlenków azotu
Naturalnym z
ródłem są procesy biologiczne, a zwłaszcza procesy przemiany materii
niektórych bakterii, w wyniku których powstaje NO. W ten sposób jest wprowadzane do
atmosfery ok. 50��107tNOX rocznie. Na skutek działalności człowieka-> 5��107tNOX . Inne
z
ródła to:spalanie węgla, olejów, gazu ziemnego, benzyny. Stosunkowo niewielka ilość
tlenków azotu emitowana jest przez z
ródła przemysłowe, np. fabryki kwasu azotowego.
Szkodliwy wpływ NOX na środowisko jest wynikiem nie tylko oddziaływania samych
tlenków, ale również ich roli w tworzeniu fotochemicznych utleniaczy stanowiących
najszkodliwsze składniki smogu
hg�
NO2 ��� NO +� O
��
Naturalne przemiany NO2 w cyklu fotolitycznym przebiegają w etapach:
- NO2 absorbuje energię pos postacią ultrafioletowego promieniowania słonecznego
- wynikiem absorpcji jest rozpad NO2 na NO i O, powstający tlen atomowy jest produktem
bardzo reaktywnym
- tlen atomowy reaguje z tlenem atmosferycznym, w wyniku czego powstaje ozon O3, wtórne
zanieczyszczenie powietrza
- ozon reaguje z NO i daje NO2 i O2
hg�
NO2 ��� NO +� O
��
O +� O2 +� M �� O3 +� M
O3 +� NO �� NO2 +� O2
Stężenie NOX
Dobowe zmiany stężenia NOx zależą od natężenia promieniowania słonecznego i ruchu
ulicznego.
-przed świtem poziom NO i NO2 pozostaje stały
-ze wzrostem aktywności człowieka poziomNO wzrasta gwałtownie (zwiększenia natężenia
ruchu sam.)
-ze wzrostem nasłonecznienia następuje wzrost NO2, związany ze wzmożoną konwersją
pierwotnego NO do wtórnego NO2
-ze wzrostem stężenia O3 następuje spadek NO do poziomu mniej niż 1 ppu
CD14
-ze zmniejszeniem nasłonecznienia i natężenia ruchu samochodowego, stężenie NO zaczyna
powoli wzrastać
-po zachodzie słońca fotochemiczny mechanizm konwersji NO do NO2 zanika, zaczyna
przeważać udział utleniania przez nagromadzony w czasie dnia ozon. Następuje spadek
stężenia ozonu w atmosferze
Przemiany NOx w atmosferze
2NO2 +� H2O �� HNO3 +� HNO2
3NO2 +� H2O �� 2HNO3 +� NO
O3 +� NO2 �� NO3 +� O2
NO3 +� NO2 �� N2O5
N2O5 +� H2O �� 2HNO3
NO +� NO2 �� N2O3
2NO2 �� N2O4
NO2 +� O3 �� NO3 +� O2
NO2 +� NO3 +� M �� N2O5 +� M ��
N2O +� O3(H2O2) �� 2NO +� O2(H2O)
N2O +� hg� �� N2 +� O , l� <� 340nm