stikstofoxiden (NOx)
bronnen
stikstofoxiden worden geproduceerd bij verbrandingsprocessen, gedeeltelijk uit stikstofverbindingen in de brandstof, maar meestal door directe combinatie van atmosferische zuurstof en in vlammen opgegaan stikstof. Stikstofoxiden worden op natuurlijke wijze geproduceerd door bliksem, en ook, in geringe mate, door microbiële processen in de bodem.
emissiebronnen en Trends
door de mens veroorzaakte emissies van stikstofoxiden domineren de totale emissies in Europa, waarbij het Verenigd Koninkrijk ongeveer 2,2 miljoen ton NO2 per jaar uitstoot., Ongeveer een kwart daarvan is afkomstig van elektriciteitscentrales, de helft van motorvoertuigen en de rest van andere industriële en huishoudelijke verbrandingsprocessen. In tegenstelling tot de uitstoot van zwaveldioxide daalt de uitstoot van stikstofoxiden in het Verenigd Koninkrijk slechts langzaam, aangezien de emissiebeheersingsstrategieën voor stationaire en mobiele bronnen worden gecompenseerd door een toenemend aantal wegvoertuigen.
emissies van elektriciteitsproductie-NOx-emissies van elektriciteitsproductie zijn van 1970 tot 1990 vrij constant., In het begin van de jaren negentig heeft het toegenomen gebruik van gas bij de elektriciteitsopwekking steenkool en olie verdrongen (DECC, 2009). De schonere brandstof en modernere elektriciteitscentrales hebben tot 2000 geleid tot een aanzienlijke vermindering van de NOx-uitstoot van de sector. Vanaf 2000 is het absolute gasverbruik voor de opwekking van elektriciteit vrij constant gebleven en werd aan de toegenomen vraag voldaan door kolengestookte elektriciteitscentrales. Sinds 2006 is het gebruik van steenkool (en de totale hoeveelheid brandstof die wordt gebruikt voor de opwekking van elektriciteit) aanzienlijk gedaald (DECC, 2009).,
NOx-emissies van het wegvervoer – de sector wegvervoer heeft een belangrijke bijdrage geleverd aan de neerwaartse trend van de Britse emissies. De emissies van het wegvervoer leveren momenteel de grootste bijdrage aan het totaal van het Verenigd Koninkrijk, met ongeveer 33% in 2010 (Defra, 2011). De eerste benzineauto ‘ s met driewegkatalysatoren werden in 1992 geïntroduceerd, wat resulteerde in een aanzienlijke vermindering van de NOx-uitstoot. De emissiegrenswaarden voor dieselauto ’s en lichte vrachtauto’ s zijn in 1993/94 van kracht geworden., De emissiegrenswaarden voor zware vrachtvoertuigen (HGV ‘s) zijn in 1988 voor het eerst van kracht geworden, wat geleid heeft tot een geleidelijke verlaging van de emissiewaarden naarmate nieuwe HGV’ s het wagenpark binnendringen. De invoering van deze normen heeft in vergelijking met de jaren negentig aanzienlijke gevolgen gehad voor de NOx-emissies van het wegvervoer (RoTAP, 2012).
nadere informatie en gegevens over emissies zijn te vinden op: http://naei.defra.gov.uk/overview/pollutants?pollutant_id=6
atmosferische chemie en transport
de primaire verontreinigende stof die rechtstreeks wordt uitgestoten, is stikstofmonoxide (NO), samen met een kleine hoeveelheid stikstofdioxide (NO2)., NO wordt geoxideerd door ozon in de atmosfeer, op een tijdsschaal van tientallen minuten, om NO2 te geven. In landelijke lucht, weg van bronnen van NO, zijn de meeste stikstofoxiden in de atmosfeer in de vorm van NO2. NO en NO2 worden gezamenlijk NOx genoemd omdat zij gedurende de dag snel onderling worden geconverteerd. NO2 wordt opgesplitst door UV-licht om NO te geven en een O-atoom, dat combineert met moleculaire zuurstof (O2) om ozon (O3) te geven. Daarom bestaan NO, NO2 en ozon gedurende de dag in een quasi-evenwicht dat afhankelijk is van de hoeveelheid zonlicht., Uiteindelijk wordt NO2 geoxideerd tot salpeterzuur (HNO3, damp) dat direct aan de grond wordt geabsorbeerd, wordt omgezet in nitraathoudende deeltjes of oplost in wolkendruppels. ‘S nachts zetten verschillende oxidatieprocessen NO2 om in nitraten.
hoewel salpeterzuur snel wordt geabsorbeerd bij contact met oppervlakken (wolkendruppels, bodem of vegetatie), worden de andere stikstofoxiden slechts vrij langzaam verwijderd en kunnen ze vele honderden kilometers afleggen voordat ze uiteindelijk in salpeterzuur of nitraten worden omgezet. Bijgevolg zullen de emissies in het ene land in andere landen worden afgezet., Het Verenigd Koninkrijk exporteert ongeveer driekwart van zijn NOX-emissies (RoTAP, 2012).
gemeten NO2-concentraties laten het overwicht zien van verkeer en stedelijke bronnen, met de grootste concentraties in de grote agglomeraties en grenzend aan het snelwegennet, met jaarlijkse gemiddelde concentraties van meer dan 10 ppb in deze gebieden.
effecten op het ecosysteem
Het is waarschijnlijk dat het grootste effect van de emissies van stikstofoxiden in het Verenigd Koninkrijk bestaat uit hun bijdrage aan de totale stikstofdepositie., Directe effecten van gasvormige stikstofoxiden kunnen echter ook van belang zijn, vooral in gebieden dicht bij bronnen (bv. bermen). Het kritische niveau voor alle vegetatietypes als gevolg van de effecten van NOx is vastgesteld op 30 µg/m3. Uit experimenteel onderzoek blijkt dat matige NOx-concentraties zowel positieve als negatieve groeireacties kunnen veroorzaken, waarbij het potentieel voor synergistische interacties met zwaveldioxide (SO2) zeer belangrijk is., Er zijn aanzienlijke aanwijzingen dat de effecten van NO2 veel waarschijnlijker negatief zijn in de aanwezigheid van equivalente concentraties SO2. Tegelijkertijd is de verhouding SO2 / NO2 in stedelijke gebieden van het Verenigd Koninkrijk de afgelopen 30 jaar sterk gedaald.
een belangrijk effect van NOx kan de invloed ervan op insectenpopulaties zijn; er zijn aanwijzingen voor verbeterde prestaties van insectenplagen op planten geteeld in matige concentraties van NO2 en SO2 (Dohmen et al.,, 1984)
stikstofoxiden zijn ook een van de precursoren voor fotochemische ozonvorming (zie ozon overzicht voor informatie over ozoneffecten).