大氣中氮氧化合物主要有N2 O、 NO和NO2等,通常大氣污染化學中所說的氮氧化物主要是指NO和NO2,可用NOx表示。
N2O是無色氣體,是清潔空氣的組分,是低層大氣中含量最高的含氮化合物,主要是由環(huán)境中的含氮化合物在微生物作用下分解而產(chǎn)生的。N2O在對流層中十分穩(wěn)定,幾乎不
參與任何化學反應(yīng)。進入平流層后,由于吸收來自太陽的紫外光而光解產(chǎn)生NO,對臭氧層起破壞作用。土壤中的含氮化肥經(jīng)微生物分解可產(chǎn)生N2O,這是人為產(chǎn)生N2O的原因之一。
細菌
NO3-一一一→N2O↑
細菌與O2
(NH4)2SO4一一一一一→2 HNO3+ H2SO4+H2O
丨反硝化
一一一→ N2O↑
NOx的天然來源主要是生物有機體腐敗過程中微生物將有機氮轉(zhuǎn)化為NO, NO繼續(xù)被氧化成NO2。其人為來源主要是礦物燃料的燃燒。燃燒過程中,空氣中的氮和氧在高溫條
件下化合生成NOx。
O2一→O·+ O·
O·+N2一→NO+N,
N·+O2一→NO十O·
2NO+O2一→2NO2
上述反應(yīng)中,前3個反應(yīng)進行得很快,第4個反應(yīng)進行得很慢,因而燃燒過程中產(chǎn)生的NO2含量較少。
在陽光照射下,NO和NO2發(fā)生下列光化學反應(yīng):
NO2一(hv)→NO+O·
O·十O2 + M一→O3十M
O3 +NO一→NO2 +O2
由上述反應(yīng)可見,NO2經(jīng)光解離而產(chǎn)生活潑的氧原子,它與空氣中的O2結(jié)合生成O3。
O3又把NO氧化成NO2,因而產(chǎn)生了NO, NO2與O3之間的光化學反應(yīng)循環(huán)。