Ossidi di azoto (NOx)
Fonti
Gli ossidi di azoto sono prodotti nei processi di combustione, in parte da composti azotati nel combustibile, ma principalmente dalla combinazione diretta di ossigeno atmosferico e azoto in fiamme. Gli ossidi di azoto sono prodotti naturalmente dai fulmini e anche, in piccola misura, dai processi microbici nei terreni.
Fonti e tendenze di emissione
Le emissioni artificiali di ossidi di azoto dominano le emissioni totali in Europa, con il Regno Unito che emette circa 2,2 milioni di tonnellate di NO2 ogni anno., Di questo, circa un quarto proviene da centrali elettriche, la metà da autoveicoli e il resto da altri processi di combustione industriali e domestici. A differenza delle emissioni di anidride solforosa, le emissioni di ossidi di azoto diminuiscono solo lentamente nel Regno Unito, poiché le strategie di controllo delle emissioni per le fonti fisse e mobili sono compensate da un numero crescente di veicoli stradali.
Emissioni derivanti dalla produzione di elettricità – Le emissioni di NOx derivanti dalla produzione di elettricità sono abbastanza costanti dal 1970 fino al 1990., Durante i primi anni 1990 l’aumento dell’uso del gas nella produzione di elettricità ha spostato carbone e petrolio (DECC, 2009). Il combustibile più pulito e le centrali elettriche più moderne hanno portato a una significativa riduzione delle emissioni di NOx dal settore fino al 2000. A partire dal 2000, il livello assoluto di gas utilizzato per la produzione di elettricità è rimasto abbastanza costante e l’aumento della domanda è stato soddisfatto dalle centrali elettriche a carbone. Dal 2006, l’uso del carbone (e la quantità totale di combustibile utilizzato nella produzione di elettricità) è notevolmente diminuito (DECC, 2009).,
Emissioni di NOx da trasporto su strada – il settore del trasporto su strada ha fornito un contributo significativo alla tendenza al ribasso delle emissioni nel Regno Unito. Le emissioni derivanti dal trasporto su strada attualmente apportano il maggior contributo al totale del Regno Unito, pari a circa il 33% nel 2010 (Defra, 2011). Le prime auto a benzina con catalizzatori a tre vie sono state introdotte nel 1992 e ciò ha comportato una significativa riduzione delle emissioni di NOx. I limiti di emissione per le autovetture diesel e i veicoli commerciali leggeri sono entrati in vigore nel 1993/94., I limiti sulle emissioni dei veicoli pesanti sono entrati in vigore per la prima volta nel 1988, determinando una graduale riduzione dei tassi di emissione man mano che nuovi veicoli pesanti entravano nella flotta. L’introduzione di questi standard ha avuto un impatto sostanziale sulle emissioni di NOx dal settore del trasporto su strada rispetto agli 1990 (RoTAP, 2012).
Ulteriori informazioni e dati sulle emissioni sono disponibili all’indirizzo:http://naei.defra.gov.uk/overview/pollutants?pollutant_id=6
Chimica e trasporto atmosferico
L’inquinante primario, emesso direttamente, è l’ossido nitrico (NO), insieme a una piccola percentuale di biossido di azoto (NO2)., NO è ossidato dall’ozono nell’atmosfera, su una scala temporale di decine di minuti, per dare NO2. Nell’aria rurale, lontano da fonti di NO, la maggior parte degli ossidi di azoto nell’atmosfera sono sotto forma di NO2. NO e NO2 sono noti collettivamente come NOx perché sono rapidamente interconvertiti durante il giorno. NO2 è diviso dalla luce UV per dare NO e un atomo O, che si combina con ossigeno molecolare (O2) per dare ozono (O3). Pertanto, durante il giorno NO, NO2 e ozono esistono in un quasi-equilibrio che dipende dalla quantità di luce solare., Alla fine, NO2 viene ossidato in acido nitrico (HNO3, vapore) che viene assorbito direttamente al suolo, viene convertito in particelle contenenti nitrati o si dissolve in goccioline di nuvole. Di notte, diversi processi di ossidazione convertono NO2 in nitrati.
Sebbene l’acido nitrico sia rapidamente assorbito a contatto con le superfici (goccioline di nuvole, suolo o vegetazione), gli altri ossidi di azoto vengono rimossi solo piuttosto lentamente e possono percorrere molte centinaia di km prima della loro eventuale conversione in acido nitrico o nitrati. Di conseguenza, le emissioni in un paese saranno depositate in altri., Il Regno Unito esporta circa tre quarti delle sue emissioni di NOX (RoTAP, 2012).
Le concentrazioni misurate di NO2 mostrano la predominanza del traffico e delle fonti urbane, con le concentrazioni più elevate nei grandi agglomerati urbani e adiacenti alla rete autostradale, con concentrazioni medie annue superiori a 10 ppb in queste aree.
Impatti sull’ecosistema
È probabile che l’effetto più forte delle emissioni di ossidi di azoto in tutto il Regno Unito sia attraverso il loro contributo alla deposizione totale di azoto., Tuttavia, gli effetti diretti degli ossidi di azoto gassosi possono anche essere importanti, specialmente nelle aree vicine alle fonti (ad esempio i bordi delle strade). Il livello critico per tutti i tipi di vegetazione derivante dagli effetti degli NOx è stato fissato a 30 µg/m3. Prove sperimentali suggeriscono che concentrazioni moderate di NOx possono produrre risposte di crescita sia positive che negative, con il potenziale di interazioni sinergiche con l’anidride solforosa (SO2) molto importante., Vi sono prove sostanziali che suggeriscono che gli effetti dell’NO2 sono molto più probabili essere negativi in presenza di concentrazioni equivalenti di SO2. Allo stesso tempo, il rapporto tra SO2 e NO2 è diminuito notevolmente nelle aree urbane del Regno Unito negli ultimi 30 anni.
Un importante effetto degli NOx può essere la sua influenza sulle popolazioni di insetti; ci sono prove di miglioramento delle prestazioni degli insetti nocivi sulle piante coltivate in concentrazioni moderate di NO2 e SO2 (Dohmen et al.,, 1984)
Gli ossidi di azoto sono anche uno dei precursori per la formazione fotochimica dell’ozono (vedi ozone overview per informazioni sugli impatti dell’ozono).