氮氧化物的大气污染
氮氧化物(主要是NO、NO2、以NOx表示)在近年来所以变得臭名昭著,是由于引起空气污染。空气中NOx的主要来源是内燃机和发电厂,汽车和飞机排出的废气。由于NO是吸热化合物ΔfH=90kJ·mol-1,当空气进入内燃机气缸后,在燃烧过程中经受高温高压时生成NO,它极易被空气中氧氧化为NO2。另外,硝酸及其盐、亚硝酸盐的生产中排出废气“黄龙”和雪茄烟烟雾排出NO2。
大气中含有过多的氮氧化物对环境造成严重的威胁:
①使大气低于20km的臭氧层遭到破坏,其破坏性反应主要是:
NO+O3→NO2+O2
NO2+O3→NO3+O2
NO3+hγ→NO+O2
上几式反应综合为2O3→3O2
②产生光化学烟雾(光、氮氧化物和碳氢化合物是光化学烟雾的主要成分),由于NO2吸收波长430nm的光进行光化学解离:
NO2+hγ→NO+O
形成原子氧非常活泼,进一步形成O3,O3氧化碳氢化合物生成醛及过氧酰硝酸酯及其游离基,它们一起构成烟雾。它刺激粘膜、眼睛、伤害中枢神经等。
NO2本身是有刺激的剧毒气体,吸入人体中,破坏组织,导致肺中脂肪氧化酶变为酯类过氧化物,同时它又能氧化巯基(-SH)为二硫化物,硫坏了与巯基有关的酶的作用,造成中毒死亡。它在空气中的含量不得超过5mg·L-1。
目前处理NOx方法:限制NOx的排放量,在某些汽车等中安装了第二个转换装置,使氮氧化物分解成N2和O2气。
化学处理法:用苛性碱吸收;或用尿素还原生成无毒氮气。
2NO2+2NaOH→NaNO3+NaNO2+H2O
6NO2+4CO(NH2)2→7N2+8H2O+4CO2
或用多级还原,使生成氮气。
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
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