氮氧化物

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氮氧化物 (nitrogen oxides)包括多种化合物,如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮 (N0)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮 (N203)、四氧化二氮(N204)和五氧化二氮(N205)等。除二氧化氮以外,其他氮氧化物均极不稳定,遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮,一氧化氮又变为二氧化氮。因此,职业环境中接触的是几种气体混合物常称为硝烟 (气),主要为一氧化氮和二氧化氮,并以二氧化氮为主。氮氧化物都具有不同程度的毒性。  

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一氧化氮 (N0)为无色气体,分子量30.01,熔点-163.6℃,沸点-151.5℃,蒸气压101.3lkPa(-151.7℃)。溶于乙醇、二硫化碳,微溶于水和硫酸,水中溶解度4.7% (20℃)。性质不稳定,在空气中易氧化成二氧化氮 (2N0+02→2N02)。一氧化氮结合血红蛋白的能力比一氧化碳还强,更容易造成人体缺氧。不过,人们也发现了它在生物学方面的独特作用。一氧化氮分子作为一种传递神经信息的 信使分子 ,在使血管扩张免疫,增强记忆力等方面有着及其重要的作用。

二氧化氮 (NO2)在21.1℃温度时为红棕色刺鼻气体;在21.1℃以下时呈暗褐色液体。在-ll℃以下温度时为无色固体,加压液体为四氧化二氮。分子量46.01,熔点-11.2℃,沸点 21.2℃,蒸气压101.3lkPa(2l℃),溶于碱、二硫化碳和氯仿,微溶于水。性质较稳定。二氧化氮溶于水时生成硝酸和一氧化氮。工业上利用这一原理制取硝酸。二氧化氮能使多种织物褪色,损坏多种织物和尼龙制品,对金属和非金属材料也有腐蚀作用。

氮氧化物(NOX)种类很多,造成大气污染的主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),因此环境学中的氮氧化物一般就指这二者的总称。

就全球来看,空气中的氮氧化物主要来源于天然源,但城市大气中的氮氧化物大多来自于燃料燃烧,即人为源,如汽车等流动源,工业窑炉等固定源。

据计算,各种燃料燃烧产生的氮氧化物量为:

1吨天然气,6.35公斤

1吨石油, 9.1-12.3公斤

1吨煤, 8-9公斤

而以汽油、柴油为燃料的汽车,尾气中氮氧化物的浓度相当高。在非采暖期,北京市一半以上的氮氧化物来自机动车排放。

氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐,随着降水和降尘从空气中去除。硝酸是酸雨的原因之一;它与其它污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染。

北京市目前从防止机动车尾气污染入手,防治措施有强制安装机外净化器;严格控制新车污染;推广使用清洁燃料等等。

室内空气中的氮氧化物污染主要来自室外空气污染。  

性质

主要包括一氧化氮、二氧化氮和硝酸雾,以二氧化氮为主。一氧化氮是无色、无刺激气味的不活泼气体,可被氧化成二氧化氮。二氧化氮是棕红色有刺激性臭味的气体。  

危害

氮氧化物可刺激肺部,使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病,呼吸系统有问题的人士如哮喘病患者,会较易受二氧化氮影响。对儿童来说,氮氧化物可能会造成肺部发育受损。研究指出长期吸入氮氧化物可能会导致肺部构造改变,但目前仍未可确定导致这种后果的氮氧化物含量及吸入气体时间。

以一氧化氮和二氧化氮为主的氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因.汽车尾气中的氮氧化物与氮氢化合物经紫外线照射发生反应形成的有毒烟雾,称为光化学烟雾.光化学烟雾具有特殊气味,刺激眼睛,伤害植物,并能使大气能见度降低.另外,氮氧化物与空气中的水反应生成的硝酸和亚硝酸是酸雨的成分.大气中的氮氧化物主要源于化石燃料的燃烧和植物体的焚烧,以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化.  

处理方法

工业中主要适用氨气与氮氧化物发生化学反映中和掉氮氧化物,氨气与氮氧化物分解反应后产生氮气与水,从而达到无污染排放。现在主要应用到取暖,供电等等行业。但在轮船等行业中,还没有较好的解决办法(主要是氨气制造比较困难而携带氨气罐又比较危险)。

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