kväveoxider (NOx)
källor
kväveoxider produceras i förbränningsprocesser, delvis från kväveföreningar i bränslet, men främst genom direkt kombination av atmosfäriskt syre och kväve i lågor. Kväveoxider produceras naturligt av blixtnedslag, och även i liten utsträckning genom mikrobiella processer i jordar.
utsläppskällor och trender
konstgjorda utsläpp av kväveoxider dominerar de totala utsläppen i Europa, där Storbritannien släpper ut cirka 2,2 miljoner ton NO2 varje år., Av detta är ungefär en fjärdedel från kraftverk, hälften från motorfordon och resten från andra industriella och inhemska förbränningsprocesser. Till skillnad från utsläppen av svaveldioxid faller utsläppen av kväveoxider bara långsamt i Förenade kungariket, eftersom strategier för utsläppskontroll för stationära och mobila källor kompenseras av ett ökande antal vägfordon.
utsläpp från elproduktion – NOx-utsläpp från elproduktion är ganska konstanta från 1970 och framåt till 1990., Under början av 1990-talet ökade användningen av gas i elproduktion fördrivna kol och olja (DECC, 2009). Renare bränsle och modernare kraftverk ledde till en betydande minskning av NOx-utsläppen från sektorn fram till 2000. Från och med år 2000 var den absoluta nivån av gas som användes för elproduktion relativt konstant, och den ökade efterfrågan uppfylldes av koleldade kraftverk. Sedan 2006 har kolanvändningen (och den totala mängden bränsle som används vid elproduktion) minskat avsevärt (DECC, 2009).,
utsläpp av kväveoxider från vägtransporter – vägtransportsektorn har gett ett betydande bidrag till den nedåtgående trenden för utsläpp från Förenade Kungariket. Utsläppen från vägtransporter utgör för närvarande det största bidraget till Förenade kungarikets totala utsläpp, vilket motsvarar cirka 33% 2010 (Defra, 2011). De första bensinbilarna med trevägskatalysatorer introducerades 1992, vilket resulterade i en betydande minskning av NOx-utsläppen. Utsläppsgränser för dieselbilar och lätta godsfordon trädde i kraft 1993/94., Gränsvärden för utsläpp från tunga lastbilar trädde först i kraft 1988, vilket ledde till en gradvis minskning av utsläppstakten i takt med att nya tunga lastbilar trängde in i flottan. Införandet av dessa standarder har haft en betydande inverkan på kväveoxidutsläppen från vägtransportsektorn jämfört med 1990-talet (RoTAP, 2012).
ytterligare information och uppgifter om utsläpp finns på:http://naei.defra.gov.uk/overview/pollutants?pollutant_id=6
atmosfärisk Kemi och transport
den primära föroreningen, som släpps ut direkt, är kväveoxid (NO), tillsammans med en liten andel kvävedioxid (NO2)., NO oxideras av ozon i atmosfären, i en tidsskala på tiotals minuter, för att ge NO2. I landsbygdsluft, bort från källor till NEJ, är de flesta kväveoxiderna i atmosfären i form av NO2. NO och NO2 är kollektivt kända som NOx eftersom de snabbt konverteras under dagen. NO2 delas upp av UV-ljus för att ge NO och en o-atom, som kombinerar med molekylärt syre (O2) för att ge Ozon (O3). Därför, under dagen Nej, NO2 och ozon finns i en kvasijämvikt som beror på mängden solljus., Så småningom oxideras NO2 till salpetersyra (HNO3, ånga) som absorberas direkt vid marken, omvandlas till nitrathaltiga partiklar eller löses upp i molndroppar. På natten omvandlar olika oxidationsprocesser NO2 till nitrater.
även om salpetersyra absorberas snabbt vid kontakt med ytor (molndroppar, jord eller vegetation), avlägsnas de andra kväveoxiderna endast ganska långsamt och kan resa många hundratals km innan de eventuellt omvandlas till salpetersyra eller nitrater. Följaktligen kommer utsläpp i ett land att deponeras i andra., Storbritannien exporterar cirka tre fjärdedelar av sina utsläpp av NOX (RoTAP, 2012).
uppmätta NO2-koncentrationer visar dominansen av trafik-och stadskällor, med de största koncentrationerna i de stora tätorterna och intill motorvägsnätet, med årliga genomsnittliga koncentrationer över 10 ppb i dessa områden.
Ekosystemeffekter
det är troligt att den starkaste effekten av utsläpp av kväveoxider i Storbritannien är genom deras bidrag till den totala kväveavsättningen., Direkta effekter av gasformiga kväveoxider kan emellertid också vara viktiga, särskilt i områden nära källor (t.ex. vägkanten). Den kritiska nivån för alla vegetationstyper från effekterna av NOx har fastställts till 30 µg / m3. Experimentella bevis tyder på att måttliga koncentrationer av NOx kan ge både positiva och negativa tillväxtsvar, och potentialen för synergistiska interaktioner med svaveldioxid (SO2) är mycket viktig., Det finns betydande bevis som tyder på att effekterna av NO2 är mycket mer benägna att vara negativa i närvaro av ekvivalenta koncentrationer av SO2. Samtidigt har förhållandet mellan SO2 och NO2 minskat kraftigt i tätorter i Förenade kungariket under de senaste 30 åren.
en viktig effekt av NOx kan vara dess inflytande på insektspopulationer; det finns tecken på förbättrad prestanda av skadeinsekter på växter som odlas i måttliga koncentrationer av NO2 och SO2 (Dohmen et al.,, 1984)
kväveoxider är också en av föregångarna till fotokemisk ozonbildning (se ozonöversikt för information om ozonpåverkan).