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NOx (Español)

fuentes Naturaleseditar

el óxido nítrico se produce durante las tormentas eléctricas debido al calentamiento y enfriamiento extremos dentro de un rayo. Esto hace que moléculas estables como N2 y O2 se conviertan en cantidades significativas de NO similares al proceso que ocurre durante la combustión de combustible a alta temperatura. Los NOx de los rayos pueden oxidarse para producir ácido nítrico (HNO3), esto puede precipitarse como lluvia ácida o depositarse en partículas en el aire. La elevada producción de NOx de los rayos depende de la estación y la ubicación geográfica., La ocurrencia de rayos es más común sobre la tierra cerca del ecuador en la zona de convergencia inter-tropical (ITCZ) durante los meses de verano. Esta área migra ligeramente a medida que cambian las estaciones. La producción de NOx a partir de rayos puede observarse mediante observaciones satelitales.

científicos Ott et al. se estima que cada destello de relámpago en promedio en las varias tormentas de latitud media y subtropical estudiadas convirtió 7 kg (15 lb) de nitrógeno en NO químicamente reactivo
x . Con 1.,4 mil millones de relámpagos por año, multiplicado por 7 kilogramos por rayo, estimaron que la cantidad total de NO
X producido por rayos por año es de 8,6 millones de toneladas. Sin embargo, las emisiones de NO
x resultantes de la quema de combustibles fósiles se estiman en 28,5 millones de toneladas.

un descubrimiento reciente indicó que los rayos cósmicos y las llamaradas solares pueden influir significativamente en el número de rayos que ocurren en la Tierra. Por lo tanto, el clima espacial puede ser una fuerza impulsora importante del no atmosférico producido por rayos., Los constituyentes atmosféricos, como los óxidos de nitrógeno, pueden estratificarse verticalmente en la atmósfera. Ott señaló que el NO
X producido por rayos se encuentra típicamente a altitudes mayores de 5 km, mientras que la combustión y el no
X biogénico (suelo) se encuentran típicamente cerca de las fuentes a una elevación cercana a la superficie (donde puede causar los efectos más significativos para la salud).

fuentes Biogénicaseditar

la fertilización agrícola y el uso de plantas fijadoras de nitrógeno también contribuyen al NO atmosférico , al promover la fijación de nitrógeno por microorganismos., El proceso de nitrificación transforma el amoníaco en nitrato. Y la desnitrificación es básicamente el proceso inverso de la nitrificación. Durante la desnitrificación, el nitrato se reduce a nitrito, luego NO, luego N2O y finalmente nitrógeno. A través de estos procesos, se emite NOx a la atmósfera.

un estudio reciente realizado por la Universidad de California Davis, encontró que la adición de fertilizante nitrogenado al suelo en California está contribuyendo con un 25 por ciento o más a los niveles de contaminación de NOx en todo el estado., Cuando se agrega fertilizante nitrogenado al suelo, el exceso de amonio y nitrato no utilizado por las plantas se puede convertir en no por microorganismos en el suelo, que se escapa al aire. El NOx es un precursor de la formación de smog que ya es un problema conocido para el estado de California. Además de contribuir al smog, cuando se agrega fertilizante nitrogenado al suelo y el exceso se libera en forma de NO, o se lixivia como nitrato, esto puede ser un proceso costoso para la industria agrícola.,

un estudio de 2018 de la Universidad de Indiana determinó que los bosques en el este de los Estados Unidos pueden esperar ver aumentos en los NOx, como resultado de cambios en los tipos de árboles que predominan. Debido a la actividad humana y el cambio climático, los arces, sasafrás y álamos tulipanes están expulsando los beneficiosos robles, hayas y nogales. El equipo determinó que las tres primeras especies de árboles, arces, sasafrás y álamo tulipán, están asociadas con bacterias oxidantes de amoníaco conocidas por «emitir nitrógeno reactivo del suelo.,»Por el contrario, las segundas tres especies de árboles, roble, haya y nogal americano, están asociadas con microbios que «absorben óxidos de nitrógeno reactivos», y por lo tanto pueden tener un impacto positivo en el componente de óxido de nitrógeno de la calidad del aire. Se espera que la liberación de óxido de nitrógeno de los suelos forestales sea mayor en Indiana, Illinois, Michigan, Kentucky y Ohio.,

Fuentes industriales (fuentes antropogénicas)editar

Las tres fuentes primarias de NO
x en procesos de combustión:

  • No térmico
    x
  • No combustible
    x
  • No prompt
    x

No térmico
la formación de x, que es altamente dependiente de la temperatura, se reconoce como la fuente más relevante cuando se quema gas natural. El NO
x de combustible tiende a dominar durante la combustión de combustibles, como el carbón, que tienen un contenido significativo de nitrógeno, particularmente cuando se quema en quemadores diseñados para minimizar el NO
X térmico ., La contribución del prompt NO
x se considera normalmente insignificante. Una cuarta fuente, llamada feed NO
x se asocia con la combustión de nitrógeno presente en la materia prima de alimentación de hornos rotatorios de cemento, entre 300 °C y 800 °C, donde se considera un contribuyente menor.

ThermalEdit

Thermal NO
x se refiere a NO
X formado a través de la oxidación a alta temperatura del nitrógeno diatómico que se encuentra en el aire de combustión. La tasa de formación es principalmente una función de la temperatura y el tiempo de residencia del nitrógeno a esa temperatura., A altas temperaturas, generalmente por encima de 1600 °C (2900 °F), el nitrógeno molecular (N2) y el oxígeno (O2) en el aire de combustión se disocian en sus estados atómicos y participan en una serie de reacciones.

Las tres reacciones principales (el mecanismo extendido de Zel’dovich) que producen no térmico
x son:

N2+ O NO NO + N N + O2 NO NO + O N + OH ⋅ {\displaystyle {\ce {{.}}}} NO NO + H ⋅ {\displaystyle {\ce {{.}}}}

Las tres reacciones son reversibles. Zeldovich fue el PRIMERO en sugerir la importancia de las dos primeras reacciones., La última reacción del nitrógeno atómico con el radical hidroxilo, •HO, fue añadida por Lavoie, Heywood y Keck al mecanismo y hace una contribución significativa a la formación de no térmico
x .

FuelEdit

Se estima que los combustibles para el transporte causan el 54% del no antropogénico (es decir, causado por el hombre). La principal fuente de producción de NO
x a partir de combustibles que contienen nitrógeno, como ciertos carbones y petróleo, es la conversión del nitrógeno unido al combustible a NO
x durante la combustión., Durante la combustión, el nitrógeno Unido en el combustible se libera como un radical libre y en última instancia forma N2 libre, o NO. Fuel NO
x puede contribuir hasta un 50% de las emisiones totales a través del aceite de combustión y hasta un 80% a través de la combustión de carbón.

aunque el mecanismo completo no se entiende completamente, hay dos vías primarias de formación. La primera consiste en la oxidación de especies de nitrógeno volátiles durante las etapas iniciales de la combustión., Durante la liberación y antes de la oxidación de los volátiles, el nitrógeno reacciona para formar varios intermediarios que luego se oxidan en NO. Si los volátiles evolucionan en una atmósfera reductora, el nitrógeno evolucionado puede hacerse fácilmente para formar gas nitrógeno, en lugar de NO
x . La segunda vía implica la combustión del nitrógeno contenido en la matriz de carbón durante la combustión de la porción de carbón de los combustibles. Esta reacción ocurre mucho más lentamente que la fase Volátil., Solo alrededor del 20% del nitrógeno carbonizado se emite en última instancia como NO
x , ya que gran parte del NO
x que se forma durante este proceso se reduce a nitrógeno por el carbón, que es casi carbono puro.

PromptEdit

Los óxidos de nitrógeno se liberan durante la fabricación de fertilizantes nitrogenados. Aunque el óxido nitroso se emite durante su aplicación, luego se reacciona en la atmósfera para formar óxidos de nitrógeno. Esta tercera fuente se atribuye a la reacción del nitrógeno atmosférico, N2, con radicales como fragmentos de C, CH y CH2 derivados del combustible, en lugar de procesos térmicos o combustibles., Ocurriendo en la etapa más temprana de la combustión, esto resulta en la formación de especies fijas de nitrógeno como NH (monohidruro de nitrógeno), NCN (cianonitreno diradical), HCN (cianuro de hidrógeno), •H2CN (cianuro de dihidrógeno) y •CN (Ciano radical) que pueden oxidarse a NO. En los combustibles que contienen nitrógeno, la incidencia de NO
x rápido es comparativamente pequeña y generalmente solo es de interés para los objetivos de emisión más exigentes.