Univ. of Arizona (credits)
یک سوال رایج این است که چرا غلظت دی اکسید نیتروژن (NO 2 )، دی اکسید گوگرد (SO 2 ) و مونوکسید کربن (CO) همیشه بسیار کم است و آیا اندازه گیری آنها مفید است؟
برای برجسته کردن اهمیت نظارت بر این مواد، این مقاله قصد دارد توضیح دهد که این آلاینده ها از کجا می آیند و چگونه بر سلامت ما و محیط زیست تأثیر می گذارند.
برای کوتاه نگه داشتن مطالب، این مقاله فقط بر روی NO2 تمرکز می کند.
--
دی اکسید نیتروژن (NO 2 ) چیست؟
NO 2 یک گاز قهوه ای مایل به قرمز است که از همه موتورهای احتراقی منتشر می شود. دو ترکیب اصلی مبتنی بر نیتروژن وجود دارد که از موتورهای احتراقی ساطع می شوند: NO 2 و اکسید نیتریک (NO). در مجموع به این دو آلاینده NOx یا اکسیدهای نیتروژن گفته می شود.
به طور خلاصه:
- NO2: Nitrogen Dioxyde
- NO: Nitric Dioxyde
- NOx: Oxides of Nitrogen = {NO2+NO}
چرخه زندگی NO 2
در نقطه انتشار (یعنی لوله اگزوز)، نسبت NOx حدود 90٪ NO و 10٪ NO 2 است (1).
پس از چند ساعت در جو و در حضور ترکیبات آلی فرار (VOCs) NO به NO 2 تبدیل می شود. این واکنش می تواند طی چند ثانیه تا چند ساعت رخ دهد (2).
NO 2 بیشتر با سایر مواد موجود در هوا واکنش می دهد و اسید نیتریک، ذرات معلق و موادی به نام PAN (پراکسی سیال نیترات) را تشکیل می دهد.
همچنین با نور خورشید NO 2 می تواند دوباره به NO تبدیل شود و ازن (O 3 ) را به عنوان یک آلاینده جانبی تولید کند. به دلیل پتانسیل NO 2 برای تولید این آلاینده های "ثانویه" ، نظارت و تنظیم NO 2 مهم است.
NO 2 چگونه روی من تأثیر می گذارد؟
قرار گرفتن کوتاه مدت و طولانی مدت در معرض NO 2 با افزایش خطر مشکلات تنفسی مرتبط است. افراد مبتلا به آسم، کودکان خردسال و بزرگسالان مسن تر نسبت به اثرات آن حساسیت بیشتری دارند (1).
آلاینده های ثانویه ناشی از حضور NO 2 در جو نیز اثرات نامطلوب خاص خود را دارند. PAN ها یک محرک هستند، اسید نیتریک باعث باران اسیدی و ذرات معلق می شود و O3 باعث مشکلات تنفسی می شود.
چه کسی و چه چیزی NO x را منتشر می کند؟
همانطور که قبلا ذکر شد، انتشار NO x از موتورهای احتراقی ناشی می شود. اما آنچه در این موتورها اتفاق می افتد واکنش دمای بالای هیدروکربن های موجود در سوخت فسیلی با هوا (که 80 درصد نیتروژن است) است. همچنین منابع طبیعی انتشار NOx مانند آتش سوزی، صاعقه وجود دارد، اما اکثریت قریب به اتفاق NO 2 در جو ناشی از فعالیت های انسانی است.
صنایع مختلفی وجود دارند که NOx منتشر می کنند. شکل (2) منابع انتشار NOx را در ایالات متحده نشان می دهد که در سال 2014 اندازه گیری شده است . "منابع متحرک" ، یعنی وسایل نقلیه جاده ای، قایق ها، هواپیماها، وسایل نقلیه مزرعه و غیره، به راحتی بیشترین مشارکت را دارند. در ایالات متحده آمریکا و اروپا، وسایل نقلیه جاده ای نوع اصلی "منبع متحرک" NO x (1) (3) هستند.
در مناطقی که وسایل نقلیه جاده‌ای منبع اصلی NOx هستند، اغلب در زمان‌های اوج ترافیک، مانند حدود ساعت 5 بعد از ظهر روزهای هفته، غلظت NO 2 بالاتری وجود دارد که در AQI NO 2 در زیر نشان داده شده است. چند نکته جالب دیگر:
- غلظت ازن (O 3 ) در طول روز افزایش می یابد در حالی که غلظت NO 2 کاهش می یابد. به این دلیل که NO 2 در حضور نور خورشید به NO x تبدیل می شود.
- بعد از ساعت 6 بعد از ظهر، غلظت NO 2 افزایش می یابد زیرا نور خورشید برای تبدیل NO 2 به NO وجود ندارد.
Figure 3 Example of AQI in London
با این حال، در چین، مطالعه ای که در سال 2013 انجام شد، نشان داد که منابع صنعتی بزرگترین (34٪ از کل) منتشر کننده NOx هستند (4). به همین دلیل است که هیچ ارتباط قوی با غلظت NO 2 و ترافیک ساعت شلوغی وجود ندارد.
چرا غلظت NO 2 اینقدر کم است؟
NO 2 AQI معمولاً در محدوده "خوب" است و به رنگ سبز نشان داده می شود. اما از آنجایی که NO 2 به آلاینده های دیگری تبدیل می شود که اثرات منفی خاص خود را دارند، NO 2 موجود در جو همچنان بر سلامت و محیط زیست ما تأثیر منفی می گذارد. اگر مایل به توضیح بیشتر در مورد NO x در فضای ما هستید، به این اسناد زیر نگاهی بیندازید.
مراجع و مطالعه بیشتر
2. Cheremisinoff, Paul N and Young, Richard Alan. Air Pollution Control and Design Handbook. s.l. : M Dekker, 1977. pp. 672-673. Vol. 2.
3. Urban Air Quality in Europe. Boulter, P G, Borken-Kleefeld, J and Ntziachristos, L. [ed.] M Vianna. Berlin Heidelberg : Springer-Verlag, 2013, Handbook of Environmental Chemistry, Vol. 26, pp. 31-54.
4. NOx emissions in China: historical trends and future perspectives. Zhao, B, et al. 13, 2013, Atmospheric Chemistry and Physics, pp. 9869-9897.
