Влияние оксида азота на окружающую среду: AUA Group :: Оксид азота

Загрязнение воздуха оксидом азота

Оксиды азота — это группа из семи газов и соединений, состоящая из азота и кислорода, иногда совокупно известных как газы NO_x. Двумя наиболее распространенными и опасными оксидами азота являются оксид азота и диоксид азота. Оксид азота, также называемый веселящим газом, является парниковым газом, который способствует глобальному потеплению.

Оксид азота (NO) выбрасывается в составе выхлопных газов транспортных средств, а также при сжигании угля, нефти, дизельного топлива и природного газа, особенно на электростанциях. Он также выделяются фабриками, сигаретами, газовыми плитами, керосиновыми обогревателями, дровяными котлами.

Оксиды азота могут создавать опасность для окружающей среды, когда они вступают в реакцию с солнечным светом и другими химическими веществами с образованием смога. Оксиды азота и диоксид серы вступают в реакцию с веществами в атмосфере, образуя кислотные дожди.

Источники оксида азота

В выхлопных газах транспортных средств, выбросах от угольных электростанций и приборов, сжигающих ископаемое топливо, в сигаретном дыму.

Диоксид азота используется для производства ракетного топлива и взрывчатых веществ.

Оксид азота выделяется в процессе сельскохозяйственной и промышленной деятельности, а также при сжигании ископаемого топлива и твердых отходов. Кроме того, он используется в качестве анестетика.

Пути воздействия оксидов азота

Оксиды азота обычно проникают в организм через:

• Вдыхание воздуха:
  При вдыхании выбросов от источников оксида азота, таких как угольные электростанции, транспортные средства и устройства, сжигающие ископаемое топливо; при курении сигарет.
• При контакте с кожей:
  При воздействии высоких концентраций газообразных оксидов азота или диоксида жидкого азота

Влияние оксидов азота на организм

Краткосрочное воздействие:

Влияние оксидов азота на здоровье может включать в себя:

• Раздражение дыхательной системы, глаз и кожи.
• Осложнения респираторных заболеваний, в частности астмы.
• Затрудненное дыхание.
• Кашель и удушье.
• Тошноту.
• Головную боль.
• Боли в животе.
• Контакт кожи и глаз с газообразными оксидами азота или диоксидом жидкого азота может вызвать раздражение и ожоги.

Статья по теме: Как уменьшить загрязнение воздуха?

Длительное воздействие:

Долгосрочное воздействие низких уровней оксидов азота может привести к раздражению органов дыхания:

• Астму.
• Респираторные инфекции.

Долгосрочное воздействие высоких уровней оксидов азота может привести к:

• Генетическим мутациям.
• Снижению женской фертильности.
• Вреду развивающемуся плоду.
• Спазмам.
• Отёку горла.
• Учащённому пульсу.
• Проблемам с сердцем.
• Смерти.

Кто подвергается риску воздействия оксидов азота?

Каждый человек подвергается воздействию небольших количеств оксидов азота в воздухе. В некоторых отопительных и кухонных приборах используется ископаемое топливо; некоторые люди живут рядом с электростанциями, работающими на угле. Сигаретный дым и дым, вдыхаемый пассивными курильщиками — это источники оксида азота.

Если вы считаете, что воздействие оксидов азота повлияло на ваше здоровье, обратитесь к своему медицинскому работнику.

Статьи по теме

Учет отходов производства и потребления

Что такое экологический контроль?

Содержание территории предприятия: основные требования

Мнение: для чего необходимо заботиться об азоте и восстановлении экосистем?

stories_from_d8

Попадание азота в окружающую среду является причиной множества случаев загрязнения. Помимо загрязнения воздуха и изменения климата, азот оказывает огромное влияние на экосистемы.

Одну из серьезных проблем, связанных с азотом, можно охарактеризовать одной фразой «Везде и незаметно». Выбросы азота трудно увидеть, говорим ли мы о «диффузном загрязнении» в сельском хозяйстве, сточных водах или выбросах оксидов азота при сжигании ископаемого топлива. Когда дело доходит до восстановления экосистем, то об азоте можно слишком легко не вспомнить. Но мы делаем это на свой страх и риск!

Возьмем, для примера некоторые из самых уязвимых экосистем – естественные торфяники. Многие такого рода системы по своей природе «олиготрофны», т.е. содержат ограниченное количество питательных веществ. Но эти драгоценные системы могут пострадать из-за широкого загрязнения атмосферы азотом или слишком большого количества питательных веществ, содержащихся в сточных водах (включая азот и фосфор). Биоразнообразие утрачивается, поскольку любящие азот виды вытесняют естественную флору, снижая при этом способность экосистемы накапливать углерод в земле.

Мои размышления на эту тему помогли мне во время работы с Экологическим агентством Северной Ирландии по борьбе с угрозой загрязнения аммиаком. Аммиак – это форма азота, которая выбрасывается в атмосферу из навоза и азотных удобрений. Из-за высоких выбросов аммиака в сельском хозяйстве имеющие важнейшее значение для сохранения биоразнообразия Ирландии естественные торфяники находятся в зоне серьезного риска, при этом исчезают ключевые виды растений, а запасы хранящегося здесь углерода находятся под угрозой. Проблемой являются множество угроз, нависших над торфяниками, а азот лишь одна из них.

В результате появился целый параллельный мир ученых и землеустроителей, обсуждающих проблему восстановления экосистем торфяников Ирландии. Как сократить масштабную заготовку торфа? Как регулировать уровень воды для стимулирования быстрейшего восстановления торфяников? Все такие подходы являются важнейшей часть жизненно необходимых для нас природных решений.

Живые или мертвые? Из-за высокого уровня загрязнения азотом восстановление торфяников Северной Ирландии находится под угрозой. У Марка Саттона в руках здоровый сфагнум (зелено-желто-красного цвета) и мертвый (темно-коричневый), который был уничтожен аммиаком, содержащемся в загрязнителе воздуха азоте (Фото © Марк Саттон и Нетти ван Дейк, UKCEH).

Если мы не вспомним о проблеме азота, то рискуем не достичь поставленных нами целей. Аммиак незримо выбрасывается с животноводческих ферм и крестьянских полей. Он попадает в воздух, а затем приземляется на торфяных болотах.

В результате, даже если удастся избежать вырубок на торфяных болотах и идеально урегулировать водные ресурсы, торфяники окажутся под угрозой. Если мы действительно хотим защитить эти прекрасные уголки дикой природы, нам придется сократить выбросы аммиачного азота и найти оригинальные способы улучшения управления нашими землями.

Хорошая новость заключается в том, что аммиак также является тем самым дорогим товаром, который снижает ценность удобрений. Фактически каждый килограмм выбросов в атмосферу равен потере фермерами удобрений на примерно 1 доллар США. Пора уже нам понять, почему устойчивое регулирование азота отвечает интересам всех сторон. Фермеру для получения высокого урожая необходимо сохранять азот на ферме. В то же время это позволит сохранить чистоту торфяников и даст возможность природе процветать.

Несмотря на то, что существует множество способов сокращения выбросов азота в сельском хозяйстве (см. новое руководство ООН), об этой возможности восстановления экосистем слишком часто забывают.

Важно иметь хороший план управления питательными веществами, если мы хотим добиться успеха.

Эти факты должен знать весь мир. «Азотный кризис» в Нидерландах является серьезной проблемой, т.к. чрезмерные выбросы азота препятствуют восстановлению экосистем. В Балтийском море, Мексиканском и Манильском заливах избыток азота в стоках вызывает цветение водорослей, увеличивая риск образования мертвых зон. На суше или в море, в Африке или Азии, восстановление экосистем и устойчивое регулирование азота должны идти рука об руку.

Вот почему мы не только участвуем в Десятилетии ООН по восстановлению экосистем. В новом специальном выпуске «Единая Земля» (представлен 21 января 2021 года), посвященном теме азота, вместе с коллегами из МСУА мы призвали признать время до 2030 года «Десятилетием азота». Согласно резолюции ЮНЕА, посвященной вопросам использования азота (UNEP/EA.4/Res.14), и Декларации Коломбо, для достижения целей в области устойчивого развития нам придется решать эти вопросы сообща.

Марк Саттон,

руководитель проекта ГЭФ/ЮНЕП «На пути к международной системе управления азотом» (МСУА).

Британский центр экологии и гидрологии, Эдинбург.

Ключевые вопросы проблемы азота и восстановления экосистем

• Признать, что устойчивое регулирование азота и восстановление экосистем должны идти рука об руку.
• Выбросы азота как препятствие на пути восстановления экосистем включают в себя как оксиды азота (NOx), так и аммиак (Nh4) и образуются в результате сжигания ископаемого топлива и сельскохозяйственной деятельности.
• Эффект от воздействия Nh4 на уязвимые экосистемы может быть хуже, чем от воздействия NOx из-за «щелочного» свойства аммиака, наносящего ущерб чувствительному биоразнообразию, например, лишайникам и мхам.
• Воздействие загрязненного азотом воздуха на экосистемы практически не изучалось во многих частях мира, что указывает на недостаточно признанную проблему. Эти вопросы сейчас впервые изучаются в рамках работы Южноазиатского азотного центра в качестве вклада в реализацию проекта МСУА.
• Восстановление водных систем напрямую зависит от снижения уровня загрязнения как азотом, так и фосфором. Потребуются серьезные перемены в методах ведения сельского хозяйства и управления сточными водами, чтобы экосистемы получили шанс на восстановление.
• Деятельность ЮНЕП по вопросам устойчивого управления азотом вписывается в целевые рамки Декларации Коломбо по сокращению вдвое азотных отходов из всех источников в рамках национальных планов действий к 2030 году и представляет миру возможность сберечь 100 миллиардов долларов США ежегодно.
• Международная система управления азотом (МСУА) – это глобальная система поддержки науки для разработки международной политики по проблеме азота, созданная в рамках совместной работы ЮНЕП и Международной инициативы по азоту. Финансовая поддержка осуществляется через Глобальный экологический фонд (ГЭФ) и примерно 80 партнеров по проекту «На пути к МСУА» (2016-2022 гг.). МСУА вносит сквозной вклад в множество программ и межправительственных конвенций по вопросам азота.
• Через МСУА и Глобальное партнерство по управлению питательными веществами (GPNM) ЮНЕП осуществляет сотрудничество с Конвенцией ООН о биологическом разнообразии, следуя целям, принятым в Айти, и предстоящим задачам на 2030 год в рамках программы по сохранению биоразнообразия на период после 2020 года (для принятия КБО на КС15 в Куньмине), работает над распространением целей Декларации Коломбо на все формы загрязнения питательными веществами.

Наверх

Оксиды азота | Окружающая среда, земля и вода

Печать

Молекулы оксидов азота

Термин оксиды азота (NOx) описывает смесь оксида азота (NO) и диоксида азота (NO ₂ ), которые представляют собой газы, образующиеся из природных источников, в автомобилях и в других процессах сжигания топлива.

Оксид азота бесцветен и окисляется в атмосфере с образованием диоксида азота. Двуокись азота имеет запах и является кислым и очень агрессивным газом, который может повлиять на наше здоровье и окружающую среду.

Оксиды азота являются важными компонентами фотохимического смога. Они придают желтовато-коричневый цвет смогу.

В условиях плохой вентиляции внутренние бытовые приборы, такие как газовые плиты и газовые или дровяные обогреватели, могут быть значительными источниками оксидов азота.

Воздействие оксидов азота на окружающую среду и здоровье человека

Повышенные уровни диоксида азота могут вызвать повреждение дыхательных путей человека и повысить его уязвимость и тяжесть респираторных инфекций и астмы.

Длительное воздействие высоких уровней диоксида азота может вызвать хроническое заболевание легких.

Может также воздействовать на органы чувств, например, снижая способность человека ощущать запах.

Высокие уровни двуокиси азота также вредны для растительности, повреждая листву, замедляя рост или снижая урожайность.

Двуокись азота может выцветать и обесцвечивать мебель и ткани, ухудшать видимость и реагировать с поверхностями.

Стандарт качества воздуха

Рекомендуемые стандарты качества воздуха для двуокиси азота:

• 0,12 частей на миллион (частей на миллион) в течение 1-часового периода воздействия
• 0,03 частей на миллион в течение годового периода воздействия.

Эти стандарты предназначены для защиты чувствительных людей, таких как дети и астматики.

Типичные уровни диоксида азота на открытом воздухе значительно ниже 1-часового стандарта, и воздействие на этих уровнях обычно не усиливает респираторные симптомы.

Измерение оксидов азота

Оксиды азота измеряются с помощью метода, известного как «хемилюминесценция», который представляет собой химическую реакцию, при которой выделяется энергия в виде света.

Эта конкретная реакция представляет собой окисление оксида азота (NO) в диоксид азота (NO ₂ ) под действием озона (O ₃ ), как показано ниже:

NO + O ₃ > NO ₂ ^* + O ₂

Это экзотермическая (выделяющая тепло) реакция, в результате которой образуется активированная молекула NO ₂ ^* . Когда эти молекулы NO ₂ ^* возвращаются из активированного состояния в нормальное состояние, излучается некоторая энергия в виде небольшого количества света. Фотоумножитель измеряет интенсивность излучаемого света.

Поскольку для образования 1 молекулы NO ₂ требуется 1 молекула NO, интенсивность хемилюминесцентной реакции прямо пропорциональна концентрации NO в образце. Анализатор измеряет количество излучаемого света и преобразует его в концентрацию.

Посмотреть увеличенное изображение Анализатор оксидов азота.

Анализатор оксидов азота

На анимированной иллюстрации показано, как работает анализатор.

Вакуумный насос всасывает в анализатор воздух, подаваемый для генератора озона, и пробы окружающего воздуха. Зеленая точка показывает путь отбора проб окружающего воздуха. Высоковольтный коронный разряд генерирует озон в сухом воздухе, показанном на диаграмме путем красной точки.

Хемилюминесцентная реакция происходит только между O ₃ и НЕТ.

Для измерения компонента NO ₂ прибор попеременно отводит поток окружающего воздуха через преобразователь, содержащий катализатор (молибден), поддерживаемый при температуре 315°C, который преобразует любой присутствующий NO ₂ в NO перед вступлением в реакцию клетка.

Синяя точка показывает пройденный путь. Разница между уровнями NO в неотведенном и отведенном потоках газа составляет величину NO ₂ .

Инструменты прочие

Приборы дифференциальной оптической абсорбционной спектроскопии (DOAS) также измеряют оксиды азота.

Дополнительная информация

Перейдите к службе данных в реальном времени, чтобы проверить текущие уровни оксидов азота в сети мониторинга.

Скачать плакат об оксидах азота (PDF, 540 КБ) .

Последнее обновление:

29 августа 2013 г.

Последнее рассмотрение:

7 июня 2022 г.

Оксид азота играет ключевую роль в формировании мощного парникового газа

Blaine Friedlander/Cornell Chronicle

Джонатан Каранто (на переднем плане) и Кайл Ланкастер объясняют свою работу, поскольку они определили ключевой этап процесса нитрификации.

Химики из Корнелла открыли новую роль оксида азота, которая может отправить учебники по биохимии на доработку.

Они определили критический этап в процессе нитрификации, который частично отвечает за сельскохозяйственные выбросы вредной закиси азота и ее химических кузенов в атмосферу, способствуя глобальному изменению климата.

Текущие биохимические модели предполагают, что неорганический гидроксиламин является единственным посредником, образующимся, когда бактерии превращают аммиак, используемый в коммерческих сельскохозяйственных удобрениях, в спящий нитрит. В этом новом исследовании химики обнаружили, что гидроксиламин превращается в другой посредник — оксид азота, который в нормальных почвенных условиях действует как химическая прелюдия к нитриту. Но в несовершенных почвенных условиях оксид азота превращается в закись азота, являющуюся мощным парниковым газом. Работа была опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences 17 июля.0003

«Мы обнаружили дыру в трубопроводе азотного цикла. Поскольку закись азота выходит из почвы в атмосферу, мы теперь знаем, где находятся дыры», — сказал соавтор Джонатан Каранто, научный сотрудник в области химии. «Закись азота производится из оксида азота — это непосредственный предшественник. Если вы знаете, откуда берется оксид азота, вы можете сделать хорошее предположение о выбросе оксида азота».

Понимание того, как работает модель, является ключом к поиску решений по выбросам парниковых газов. «Это то, что дает исследование: обнаружение новых дыр, которые нужно заткнуть. Отверстия в трубопроводе могут быть загерметизированы. Если вы не полностью понимаете биохимический путь, вы не можете знать, откуда берутся загрязняющие вещества», — сказал соавтор Кайл Ланкастер, доцент кафедры химии. «Иначе вы стреляете в темноте».

По данным Агентства по охране окружающей среды США, в 2015 году закись азота составляла около 5 процентов выбросов парниковых газов в атмосферу, по сравнению с 82 процентами выбросов углекислого газа. Закись азота, однако, является озоноразрушающим газом с потенциалом глобального потепления более чем в 300 раз большим, чем у углекислого газа, сказал Каранто. Оксид азота также способствует образованию приземного озона и вызывает кислотные дожди.

Оксид азота играет важную роль в медицине. Журнал Science назвал ее молекулой года в 1992 за его универсальность в отношении здоровья сердца. Ученый Роберт Ф. Фурчготт, работавший в Корнельском медицинском колледже (ныне Weill Cornell Medicine) с 1941 по 1949 год, получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1998 года за свою роль в нашем понимании оксида азота.

Новое исследование показывает, что оксид азота образуется на пути от гидроксиламина к нитриту, когда почвенные бактерии используют аммиак в качестве химического топлива.