NO ₂ — красновато-коричневый газ, выбрасываемый всеми двигателями внутреннего сгорания. Двигатели внутреннего сгорания выделяют два основных соединения на основе азота: NO ₂ и оксид азота (NO). В совокупности эти два загрязнителя называются NO _x или оксидами азота.

Figure 1 Simplified cycle of NO and NO₂

Обобщить:

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

В месте выброса (т.е. в выхлопной трубе) доля NO _x составляет около 90 % NO и 10 % NO ₂ (1).

Через несколько часов пребывания в атмосфере и в присутствии летучих органических соединений (ЛОС) NO превращается в NO ₂ . Эта реакция может происходить в течение периода от пары секунд до нескольких часов (2).

NO ₂ далее реагирует с другими веществами в воздухе с образованием азотной кислоты, твердых частиц и веществ, называемых ПАН (пероксиацилнитраты).

Также под воздействием солнечного света NO ₂ может превращаться обратно в NO и производить озон (O ₃ ) в качестве побочного загрязнителя. Из-за способности NO ₂ производить эти «вторичные» загрязнители, важно контролировать и регулировать NO ₂ .

Кратковременное и долгосрочное воздействие NO ₂ связано с повышенным риском респираторных проблем. Люди, страдающие астмой, маленькие дети и пожилые люди имеют повышенную чувствительность к его воздействию (1).

Вторичные загрязнители, вызванные присутствием NO ₂ в атмосфере, также имеют свои собственные негативные последствия. ПАН являются раздражителями, азотная кислота вызывает кислотные дожди и твердые частицы, а O3 вызывает проблемы с дыханием.

Как упоминалось ранее, выбросы NO _x происходят от двигателей внутреннего сгорания. Но в этих двигателях происходит высокотемпературная реакция углеводородов ископаемого топлива с воздухом (который на 80% состоит из азота). Существуют также естественные источники выбросов NO _x , такие как лесные пожары, удары молний, но подавляющее большинство выбросов NO ₂ в атмосферу вызвано деятельностью человека.

Figure 2 Sources of NO_x emissions in the USA – 2014

Существует множество различных отраслей промышленности, которые выделяют NO _x . На рисунке (2) показаны источники выбросов NO _x в США, измеренные в 2014 году . «Мобильные источники» , то есть дорожные транспортные средства, лодки, самолеты, сельскохозяйственные машины и т. д., несомненно, вносят наибольший вклад. В США и Европе автотранспорт является основным типом «мобильного источника» NO _x (1) (3).

В районах, где автотранспортные средства являются основным источником NO _x, часто наблюдаются более высокие концентрации NO ₂ в периоды пиковой нагрузки, например, около 17:00 в будние дни, как показано в индикаторе NO ₂ AQI ниже. Некоторые дополнительные интересные примечания:

• Концентрация озона (O ₃ ) увеличивается в течение дня, а концентрация NO ₂ снижается. Это потому, что NO ₂ превращается в NO _x в присутствии солнечного света.
• После 18:00 концентрация NO ₂ возрастает, поскольку нет солнечного света, который мог бы преобразовать NO ₂ обратно в NO.

Figure 3 Example of AQI in London

Однако в Китае исследование, проведенное в 2013 году, показало, что промышленные источники являются крупнейшими (34% от общего числа) источниками выбросов NO _x (4). Вот почему нет сильной связи с концентрацией NO ₂ и движением транспорта в час пик.

Показатель NO ₂ AQI обычно находится в «хорошем» диапазоне и отображается зеленым цветом. Но поскольку NO ₂ превращается в другие загрязняющие вещества, которые имеют свои собственные негативные последствия, NO ₂ в атмосфере по-прежнему отрицательно влияет на наше здоровье и окружающую среду. Если вы хотите получить более подробное объяснение NO _x в нашей атмосфере, просмотрите эти документы ниже.