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氮氧化物的来源及其对环境的危害

2021-05-23 20:56:41| 来源:| 编辑:| 点击:2次

氮氧化物的来源及其对环境的危害

稍微了解过一些化学知识的朋友都知道,NO, NO,N2O3,N2O4等我们统称为氮氧化物。通常以氮氧化物为代表的NO2污染大气的主要污染物是一氧化氮和二氧化氮。那么氮氧化物的来源及其对环境的危害有哪些呢?

氮氧化物的来源

全球范围内,由于闪电、森林火灾、火山爆发以及细菌分解含氮有机物质等原因,产生了多达5亿吨的含氮有机物质。

人类生产和生活活动也会产生大量的一氧化氮,而且由于人类排放的一氧化氮浓度较高,排放主要集中在人口稠密地区,如城市、工业区等,造成的危害也较大。燃料燃烧产生的二氧化氮中,90%以上是由人类活动(包括生产和生活)产生的,例如电厂锅炉和各种工业炉子。机动车和其他内燃机中的燃料在高温下燃烧时,空气中的N2和氧气在燃烧过程中生成NO2,燃料中的含氮有机物质被氧化生成NO2。另外,某些化学生产过程,如硝酸生产和硝化、对金属和非金属表面的硝酸处理、催化剂制造和金属的高温焊接、化学过程中不完全吸收含氮化合物和设备泄漏等,都可能导致一定量的NO2进入大气。

二氧化氮是自然界循环的重要组成部分,也是生命周期的重要组成部分。结果表明,污染环境NO2的平均背景浓度为100微升。但是,由于人类生产和生活活动破坏了这一平衡,NO2对环境造成了人为污染。在大城市,NO2的平均浓度为40~80ppb,有的地方甚至达到0.3~0.4ppm。

氮氧化物的性质和危害

氮在大气中含量很高。氮素分子化学性质稳定,而元素氮素活性极高。其电负性为3.07,仅次于氟,氧,氯,使氮与其它元素结合形成更强的价键和更稳定的化合物。由-3到+5的各种价态的氧化物,如NO2,N2O4,N3O4和N2O7,都是不稳定的化合物,它们会在大气中自动分解为NO2和O2。

在大气层中发现了六种氧化氮、硝酸和亚硝酸,其中只有NO2/NO/N2O的含量可以测量,而N2O在低层大气层中极不活跃,只与高层大气层中的光化学反应有关。所以这不是大气污染物,只有一氧化氮和二氧化氮是大气中的主要污染物,也就是常说的一氧化氮。

其特点是:一氧化氮是无色、无嗅、无臭的惰性气体,在大气中可缓慢氧化为一氧化氮。液化点为151.7℃,冰点为163.6℃。液体和固体一氧化氮均为绿色,在水中微溶,在稀硝酸中溶解度增大。一氧化氮与氧化剂反应生成N2,与还原剂反应生成N2。一氧化氮与人体血液中的血红蛋白有很强的亲和力,从而降低了氡的输血功能,导致中枢神经系统的报道,导致痉挛和瘫痪。急性高浓度中毒时,会迅速引起肺部充血和水肿。

NO2是一种令人窒息的红褐色气味气体。下午一点时,它才能在大气层中感觉到。液化点为21.2℃。冰点是11.2摄氏度。其液体氧化氮为黄色,固体为白色。NO2在水中溶解后,水变成酸性的。氮气与碱性、强碱性及弱酸性盐类反应生成亚硝酸盐,与氨气(NH2)反应生成亚硝酸盐铵,并根据还原原理还原为N2。硝酸亚铁严重刺激了呼吸系统,血液中含有硝酸亚铁血红蛋白,影响了人的心脏、肝、肾和造血组织。慢性NO2中毒表现为支气管和肺部的气道阻塞,胃肠道疼痛和牙痛。

此外氮氧化物的危害在于,它可以在阳光下与烃类发生一系列光化学反应,产生光化学烟雾。其次是酸雨平流层中的氧化氮对臭氧层具有破坏作用;四是对人体呼吸系统有刺激作用,引起支气管炎,从而降低作物产量,使树木枯萎,金属受损。

氮氧化物的在线监测

重点地区的水污染问题,最需要从源头上加以治理。此时,气体监测仪器的作用就显得尤为重要。氧化氮监测是污染预警、污染物监测和治理效果评估的重要手段,需要在线监测设备提供准确、实时的监测数据。随著社会对污染问题的重视,对监测工具的需求,开启了在线监测仪器的发展之路,提供了市场。利用该装置可以有效地监测氮氧化物排放,从而减少事故和污染的发生。

氮氧化物的来源及其对环境的危害

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