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氮氧化物的形成及危害

本站 2017-07-03 09:57:23

      凡是由氮和氧元素构成的化合物都可称作氮氧化物,根据科学研究显示,几乎所有的氮氧化物对人都有毒害作用。直接吸入会引发呼吸道疾病,氮氧化物与紫外线结合产生光化学污染对人的眼睛会造成灼伤,另外由氮氧化物和水形成的酸雨会对植物、土壤等造成不同程度的破坏。锅炉烟气中所排放的氮氧化物绝大部分是源于煤炭的燃烧,主要由是一氧化氮和二氧化一氮构成,其中一氧化氮占了近九成,而且近年来锅炉产生的氮氧化物的排放量呈不断上升趋势,并有可能取代二氧化硫成为排放量最大的酸性气体,对社会的危害性不言而喻。

      随着社会的发展,工业发展速度加快,大气的污染状况也越来越严重。近几年,由于生产和发展的需要,我国在石油化工、机动车辆的生产上突飞猛进,虽然在一定程度上推动了社会的发展,但对大气环境却造成了比较严重的污染。目前,国际上对大气环境保护越来越重视,声音越来越强烈,我国也出台了一些相关的法律法规以保护大气环境。由于氮氧化合物对大气污染影响特别严重,并且来源广泛,因此,对大气污染过程中氮氧化物的研究越发迫切。

      经调查,大气的污染主要包括一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅、二氧化硫、二氧化碳、微粒、醛类、粉尘、电辐射、噪声等。目前,在工农业生产、开发过程中,氮氧化物的无序排放对环境的影响极大。

      大气污染过程中氮氧化合物主要来自三方面:工业污染、生活污染、交通污染

①工业污染主要是由于在工业生产过程中(特别是在石油化工企业)

燃烧化石燃料而产生的,它主要包括二部分:

一是在工艺生产过程中排放的泄漏的气体污染物,如化工厂及煤制气厂;

二是在工业生产用的各种锅炉、窑炉排放的污染物;

②生活污染主要是指城镇居民、机关和服务性行业,因做饭、取暖、沐浴等生活需要,燃烧矿物质燃料而向大气排放的氮氧化合物等污染物质,是大气污染的有害气体产生的主要来源之一。

③交通污染主要来自两个方面:

一是汽车、火车、轮船和飞机等交通工具在运动过程中排放的一氧化碳、氮氧化合物等;

二是在原料运输过程中,由于某些原料的泄漏及直接向空排放而造成的污染。

对于燃烧汽油的车辆(指汽油机和摩托车)来说,危害最大的排放物有三类:CO、HC、NOX;对于柴油机来说,除排放CO、HC、NOX外,还排放其它有害物质。

      通常所说的氮氧化物(NOx)主要包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5 等几种。这些氮氧化物的危害主要包括:

①NOX 对人体及动物的致毒作用:

对动物和人体的危害  N0对血红蛋白的亲和力非常强,是氧的数十万倍。一旦NO进入血液中,就从氧化血红蛋白中将氧驱赶出来,与血红蛋白牢固地结合在一起。长时间暴露在1~1.5mg/l 的NO。环境中较易引起支气管炎和肺气肿等病变.这些毒害作用还会促使早衰、支气管上皮细胞发生淋巴组织增生,甚至是肺癌等症状的产生。


②对植物的损害作用:

氮氧化物对植物有较大的危害,据有关资料介绍,体积百分比浓度为2.5×10-6的氮氧化物7小时就会使豆类、西红柿等作物叶子变成白色,许多植物会因伤害死亡,此外,氮氧化物能使醋酸纤维、棉纱和人造丝等褪色。


③NOX是形成酸雨、酸雾的主要原因之一:

高温燃烧生成的NO排人大气后大部分转化成NO,遇水生成HNO3、HNO2,并随雨水到达地面,形成酸雨或者酸雾。


④NOX 与碳氢化合物形成光化学烟雾:

N0排放到大气后有助于形成O3,导致光化学烟雾的形成。NO2+O3(光化学烟雾)这是一系列反应的总反应。其中HC为碳氢化合物,一般指VOC。VOC的作用则使从NO转变为NO2时不利用03,从而使03富集。光化学烟雾对生物有严重的危害,如1952年发生在美国洛杉矶的光化学烟雾事件致使大批居民发生眼睛红肿、咳嗽、喉痛、皮肤潮红等症状,严重者心肺衰竭,有几百名老人因此死亡。该事件被列为世界十大环境污染事故之一。


⑤NOX 亦参与臭氧层的破坏:

N2O能转化为NO,破坏臭氧层,其过程可以用以下几个反应表示:N2O+O→N2+O2,N2+O2→2NO;NO+O3→NO2+O2,NO2+O→NO+O2 O3+0→202;上述反应不断循环,使O3分解,臭氧层遭到较大的破坏。

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