Το NO ₂ είναι ένα κοκκινοκαφέ αέριο που εκπέμπεται από όλους τους κινητήρες εσωτερικής καύσης. Υπάρχουν δύο κύριες ενώσεις με βάση το άζωτο που εκπέμπονται από κινητήρες εσωτερικής καύσης: NO ₂ και μονοξείδιο του αζώτου (NO). Συλλογικά αυτοί οι δύο ρύποι αναφέρονται ως NO _x ή οξείδια του αζώτου.

Figure 1 Simplified cycle of NO and NO₂

Να συνοψίσουμε:

• NO₂: Nitrogen Dioxyde
• NO: Nitric Dioxyde
• NO_x: Oxides of Nitrogen = {NO₂+NO}

Στο σημείο εκπομπής (δηλαδή στο σωλήνα εξάτμισης), η αναλογία NO _x είναι περίπου 90% NO και 10% NO ₂ (1).

Μετά από μερικές ώρες στην ατμόσφαιρα και παρουσία πτητικών οργανικών ενώσεων (VOCs) το ΝΟ μετατρέπεται σε NO ₂ . Αυτή η αντίδραση μπορεί να συμβεί σε διάστημα από μερικά δευτερόλεπτα έως μερικές ώρες (2).

Το NO ₂ αντιδρά περαιτέρω με άλλες ουσίες στον αέρα για να σχηματίσει νιτρικό οξύ, σωματίδια και ουσίες που ονομάζονται PAN (νιτρικά υπεροξυακυλίου).

Επίσης με το ηλιακό φως το NO ₂ μπορεί να μετατραπεί ξανά σε ΝΟ και να παράγει όζον (O ₃ ) ως πλευρικό ρύπο. Λόγω της δυνατότητας του NO ₂ να παράγει αυτούς τους "δευτερογενείς" ρύπους, είναι σημαντικό να παρακολουθείται και να ρυθμίζεται το NO ₂ .

Η βραχυπρόθεσμη και μακροχρόνια έκθεση στο NO ₂ έχει συνδεθεί με αυξημένο κίνδυνο αναπνευστικών προβλημάτων. Τα άτομα με άσθμα, τα μικρά παιδιά και οι μεγαλύτεροι ενήλικες έχουν αυξημένη ευαισθησία στις επιπτώσεις του (1).

Οι δευτερογενείς ρύποι που προκαλούνται από την παρουσία NO ₂ στην ατμόσφαιρα έχουν επίσης τις δικές τους δυσμενείς επιπτώσεις. Τα PAN είναι ερεθιστικό, το νιτρικό οξύ προκαλεί όξινη βροχή και σωματίδια και το O3 προκαλούν αναπνευστικά προβλήματα.

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οι εκπομπές NO _x προέρχονται από κινητήρες εσωτερικής καύσης. Αυτό όμως που συμβαίνει σε αυτούς τους κινητήρες είναι η αντίδραση υψηλής θερμοκρασίας των υδρογονανθράκων στα ορυκτά καύσιμα με τον αέρα (που είναι 80% άζωτο). Υπάρχουν επίσης φυσικές πηγές εκπομπών NO _x , όπως πυρκαγιές, κεραυνοί, αλλά η συντριπτική πλειοψηφία του NO ₂ στην ατμόσφαιρα προκαλείται από την ανθρώπινη δραστηριότητα.

Figure 2 Sources of NO_x emissions in the USA – 2014

Υπάρχουν πολλές διαφορετικές βιομηχανίες που εκπέμπουν NO _x . Το σχήμα (2) δείχνει τις πηγές εκπομπών NO _x στις ΗΠΑ που μετρήθηκαν το 2014. Οι «κινητές πηγές» , δηλαδή οδικά οχήματα, βάρκες, αεροπλάνα, αγροτικά οχήματα κ.λπ. Στις ΗΠΑ και την Ευρώπη, τα οδικά οχήματα είναι ο κύριος τύπος «κινητής πηγής» NO _x (1) (3).

Σε περιοχές όπου τα οδικά οχήματα είναι η κύρια πηγή NO _x , συχνά υπάρχουν υψηλότερες συγκεντρώσεις NO ₂ κατά τις ώρες αιχμής της κυκλοφορίας, όπως περίπου στις 17:00 τις καθημερινές, όπως φαίνεται στο NO ₂ AQI παρακάτω. Μερικές πρόσθετες ενδιαφέρουσες σημειώσεις:

• Η συγκέντρωση του όζοντος (O ₃ ) αυξάνεται κατά τη διάρκεια της ημέρας ενώ η συγκέντρωση του NO ₂ μειώνεται. Αυτό συμβαίνει επειδή το NO ₂ μετατρέπεται σε NO _x παρουσία ηλιακού φωτός.
• Μετά τις 6 μ.μ., η συγκέντρωση NO ₂ συσσωρεύεται καθώς δεν υπάρχει ηλιακό φως για να μετατρέψει το NO ₂ ξανά σε NO.

Figure 3 Example of AQI in London

Στην Κίνα, ωστόσο, μια μελέτη που διεξήχθη το 2013 διαπίστωσε ότι οι βιομηχανικές πηγές είναι οι μεγαλύτεροι (34% του συνόλου) εκπομπών NO _x (4). Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο δεν υπάρχει ισχυρή σύνδεση με τις συγκεντρώσεις NO ₂ και την κυκλοφορία στις ώρες αιχμής.

Το NO ₂ AQI είναι συνήθως στην περιοχή «Καλό» και εμφανίζεται με πράσινο χρώμα. Επειδή όμως το NO ₂ μετατρέπεται σε άλλους ρύπους που έχουν τις δικές τους αρνητικές επιπτώσεις, το NO ₂ στην ατμόσφαιρα εξακολουθεί να επηρεάζει αρνητικά την υγεία και το περιβάλλον μας. Εάν θέλετε μια πιο λεπτομερή εξήγηση για το NO _x στην ατμόσφαιρά μας, ρίξτε μια ματιά στα παρακάτω έγγραφα.