NĒx piesārņojums rodas, kad fosilā kurināmā sadedzināšanas laikā augstā temperatūrā slāpekļa oksīdi kā gāze nonāk atmosfērā. Šie slāpekļa oksīdi galvenokārt sastāv no divām molekulām, slāpekļa oksīda (NO) un slāpekļa dioksīda (NO2); ir arī citas molekulas, kuru pamatā ir slāpeklis, un kuras uzskata par NOx, bet tie notiek daudz zemākā koncentrācijā. Cieši saistīta molekula, slāpekļa oksīds (N2O), ir ievērojams siltumnīcefekta gāze kas spēlē lomu globālās klimata izmaiņas.
Kur rodas NOx piesārņojums?
Slāpekļa oksīdi veidojas, kad skābeklis un slāpeklis no gaisa mijiedarbojas augstas temperatūras degšanas gadījumā. Šie apstākļi rodas automašīnu motoros un ar fosilo kurināmo darbināmajās elektrostacijās.
It īpaši dīzeļdzinēji rada lielu daudzumu slāpekļa oksīdu. Tas ir saistīts ar šāda veida motoriem raksturīgajām degšanas īpašībām, ieskaitot to augsto darba spiedienu un temperatūru, īpaši salīdzinot ar benzīna motoriem. Turklāt dīzeļdzinēji ļauj no cilindriem izvadīt lieko skābekli, samazinot katalītisko neitralizatoru efektivitāti, kas novērš lielāko daļu NOx gāzes benzīna motoros.
Kādas ir vides problēmas, kas saistītas ar NOx?
NĒx gāzēm ir liela nozīme smoga veidošanā, veidojot brūno nokrāsu, ko bieži novēro lielpilsētās, it īpaši vasarā. Ja tiek pakļauts UV stariem saules gaismā, NĒx molekulas sadalās un veido ozonu (O3). Problēmu vēl vairāk pasliktina gaistošo organisko savienojumu (GOS) klātbūtne atmosfērā, kas arī mijiedarbojas ar NOx lai izveidotu bīstamas molekulas. Atšķirībā no zemes līmeņa ozons ir nopietns piesārņotājs aizsargājošais ozona slānis daudz augstāk stratosfērā.
Lietus klātbūtnē slāpekļa oksīdi veido slāpekļskābi, veicinot skābā lietus problēmu. Turklāt NOx nogulsnēšanās okeānos nodrošina fitoplanktonu ar barības vielām, pasliktinot jautājumu par sarkano plūdmaiņu un citu kaitīgu aļģu ziedēšana.
Kādas ir veselības problēmas, kas saistītas ar NOx?
Slāpekļa oksīdi, slāpekļskābe un ozons var viegli iekļūt plaušās, kur tie nopietni kaitē delikātajiem plaušu audiem. Pat īslaicīga iedarbība var kairināt veselīgu cilvēku plaušas. Tiem, kam ir tādi veselības traucējumi kā astma, ir pierādīts, ka īss šo piesārņotāju elpošana palielina neatliekamās palīdzības telpas apmeklējuma vai slimnīcas uzturēšanās risku.
Aptuveni 16% māju un dzīvokļu Amerikas Savienotajās Valstīs atrodas 300 pēdu attālumā no galvenā ceļa, palielinot bīstamo NO iedarbībux un to atvasinājumi. Šiem iedzīvotājiem - īpaši ļoti jauniem un veciem cilvēkiem - šis gaisa piesārņojums var izraisīt elpošanas ceļu slimības, piemēram, emfizēmu un bronhītu. NĒx piesārņojums var arī pasliktināt astmu un sirds slimības, un tas ir saistīts ar paaugstinātu priekšlaicīgas nāves risku.
Kādu lomu NOx piesārņojums spēlē Volkswagen dīzeļa skandālā?
Ilgu laiku Volkswagen tirgo dīzeļdzinējus lielākajai daļai viņu autoparka transportlīdzekļu. Šie mazie dīzeļdzinēji nodrošina lielu jaudu un iespaidīgu degvielas ekonomiju. Bija bažas par automašīnu slāpekļa oksīda izmešiem, bet tie tika uzskatīti par mazu Volkswagen dīzeļdegvielu dzinēji atbilda stingrajām prasībām, kuras ievēro ASV Vides aizsardzības aģentūra un Kalifornijas gaisa resursi Valde.
Kaut kā šķita, ka tikai nedaudzi citi automašīnu uzņēmumi var projektēt un ražot savus jaudīgos, bet taupīgos un tīros dīzeļdzinējus. Kļuva skaidrs, kāpēc 2015. gada septembrī, kad EPA atklāja, ka VW ir apkrāpis emisijas testus. Autoražotājs bija ieprogrammējis savus motorus atpazīt testēšanas apstākļus un reaģēt, automātiski darbojoties parametros, kas rada ļoti mazu slāpekļa oksīdu daudzumu. Parasti braucot, šīs automašīnas rada 10 līdz 40 reizes lielāku pieļaujamo robežu.
Avoti
- EPA. Slāpekļa dioksīds - veselība
- EPA. Slāpekļa dioksīds (NOx) - kāpēc un kā tos kontrolē
Šis raksts tika uzrakstīts ar Geoffrey Bowers, Alfrēda universitātes ķīmijas profesors un grāmatas autors Izpratne par ķīmiju caur automašīnām (CRC Press).