Fonti naturalimodifica

L’ossido nitrico viene prodotto durante i temporali a causa dell’estremo riscaldamento e raffreddamento all’interno di un fulmine. Ciò fa sì che molecole stabili come N2 e O2 si convertano in quantità significative di NO simili al processo che si verifica durante la combustione di carburante ad alta temperatura. NOx da fulmine può diventare ossidato per produrre acido nitrico (HNO3), questo può essere precipitato come pioggia acida o depositato su particelle nell’aria. L’elevata produzione di NOx da fulmini dipende dalla stagione e dalla posizione geografica., Il verificarsi di fulmini è più comune sulla terra vicino all’equatore nella zona di convergenza inter-tropicale (ITCZ) durante i mesi estivi. Questa zona migra leggermente al cambiare delle stagioni. La produzione di NOx da fulmini può essere osservata attraverso osservazioni satellitari.

Scienziati Ott et al. ha stimato che ogni lampo di fulmine in media nei diversi temporali a media latitudine e subtropicali studiati ha trasformato 7 kg (15 lb) di azoto in NO chimicamente reattivo
x . Con 1.,4 miliardi di lampi all’anno, moltiplicato per 7 chilogrammi per fulmine, hanno stimato che la quantità totale di NO
x prodotta da un fulmine all’anno è di 8,6 milioni di tonnellate. Tuttavia, NESSUNA emissione derivante dalla combustione di combustibili fossili è stimata a 28,5 milioni di tonnellate.

Una recente scoperta ha indicato che i raggi cosmici e i brillamenti solari possono influenzare significativamente il numero di fulmini che si verificano sulla Terra. Pertanto, il tempo spaziale può essere una delle principali forze trainanti dell’atmosfera prodotta dai fulmini NO
x ., I costituenti atmosferici come gli ossidi di azoto possono essere stratificati verticalmente nell’atmosfera. Ott ha osservato che il NO
x prodotto dai fulmini si trova in genere ad altitudini superiori a 5 km, mentre la combustione e il NO
x biogenico (suolo) si trovano in genere vicino alle sorgenti a un’altitudine vicina alla superficie (dove può causare gli effetti più significativi sulla salute).

Fonti biogenichemodifica

La fertilizzazione agricola e l’uso di piante di fissaggio dell’azoto contribuiscono anche al NO atmosferico
x , promuovendo la fissazione dell’azoto da parte di microrganismi., Il processo di nitrificazione trasforma l’ammoniaca in nitrato. E la denitrificazione è fondamentalmente il processo inverso della nitrificazione. Durante la denitrificazione, il nitrato viene ridotto a nitrito, quindi NO, quindi N2O e infine azoto. Attraverso questi processi, NOx viene emesso nell’atmosfera.

Un recente studio condotto dall’Università della California Davis, ha scoperto che l’aggiunta di fertilizzanti azotati al suolo in California sta contribuendo al 25% o più ai livelli di inquinamento da NOx a livello statale., Quando il fertilizzante azotato viene aggiunto al terreno, l’ammonio e il nitrato in eccesso non utilizzati dalle piante possono essere convertiti in NO dal microrganismo nel terreno, che fuoriesce nell’aria. NOx è un precursore per la formazione di smog che è già un problema noto per lo stato della California. Oltre a contribuire allo smog, quando il fertilizzante azotato viene aggiunto al terreno e l’eccesso viene rilasciato sotto forma di NO, o lisciviato come nitrato, questo può essere un processo costoso per l’industria agricola.,

Uno studio del 2018 dell’Università dell’Indiana ha stabilito che le foreste negli Stati Uniti orientali possono aspettarsi di vedere aumenti di NOx, a seguito di cambiamenti nei tipi di alberi che predominano. A causa dell’attività umana e dei cambiamenti climatici, gli aceri, il sassafras e il pioppo tulipano stanno spingendo fuori la benefica quercia, faggio e hickory. Il team ha determinato che le prime tre specie di alberi, aceri, sassafras, e tulipano pioppo, sono associati con batteri ammoniaca-ossidanti noti per “emettere azoto reattivo dal suolo.,”Al contrario, le seconde tre specie arboree, quercia, faggio e hickory, sono associate a microbi che “assorbono gli ossidi di azoto reattivi” e quindi possono avere un impatto positivo sulla componente dell’ossido di azoto della qualità dell’aria. Il rilascio di ossido di azoto dai terreni forestali dovrebbe essere il più alto in Indiana, Illinois, Michigan, Kentucky e Ohio.,

sorgenti Industriali (fonti antropiche)Modifica

Le tre principali fonti di NO
x nei processi di combustione:

• termica NO
  x
• alimentazione carburante NO
  x
• prompt NO
  x

Termica NO
x formazione, che è altamente dipendente dalla temperatura, è riconosciuto come la più rilevante fonte quando la combustione di gas naturale. NO combustibile
x tende a dominare durante la combustione di combustibili, come il carbone, che hanno un contenuto di azoto significativo, in particolare se bruciati in combustori progettati per ridurre al minimo NO termico
x ., Il contributo del prompt NO
x è normalmente considerato trascurabile. Una quarta fonte, chiamata feed NO
x, è associata alla combustione dell’azoto presente nella materia prima dei forni rotanti per cemento, a una temperatura compresa tra 300 °C e 800 °C, dove è considerata un contributore minore.

ThermalEdit

NO termico
x si riferisce a NO
x formata attraverso l’ossidazione ad alta temperatura dell’azoto biatomico trovato nell’aria di combustione. Il tasso di formazione è principalmente una funzione della temperatura e del tempo di permanenza dell’azoto a quella temperatura., A temperature elevate, solitamente superiori a 1600 °C (2900 °F), l’azoto molecolare (N2) e l’ossigeno (O2) nell’aria di combustione si dissociano nei loro stati atomici e partecipano a una serie di reazioni.

Le tre reazioni principali (il meccanismo esteso di Zel’dovich) che producono NO termico
x sono:

N2+ O NO NO + N N + O2 NO NO + O N + OH {{\displaystyle {\ce {{.}}} Non c’e ‘ bisogno di fare qualcosa.}}}}

Tutte e tre le reazioni sono reversibili. Zeldovich fu il primo a suggerire l’importanza delle prime due reazioni., L’ultima reazione dell’azoto atomico con il radicale idrossile • * HO, è stata aggiunta da Lavoie, Heywood e Keck al meccanismo e fornisce un contributo significativo alla formazione di NO termico
x .

FuelEdit

Si stima che i combustibili per il trasporto causino il 54% del NO antropogenico (cioè causato dall’uomo)
x . La principale fonte di produzione di NO
x da combustibili contenenti azoto come alcuni carboni e olio, è la conversione dell’azoto legato al combustibile in NO
x durante la combustione., Durante la combustione, l’azoto legato nel combustibile viene rilasciato come radicale libero e alla fine forma N2 libero, o NO. Il combustibile NO
x può contribuire fino al 50% delle emissioni totali attraverso la combustione dell’olio e fino all ‘ 80% attraverso la combustione del carbone.

Sebbene il meccanismo completo non sia completamente compreso, ci sono due percorsi primari di formazione. Il primo riguarda l’ossidazione delle specie di azoto volatile durante le fasi iniziali della combustione., Durante il rilascio e prima dell’ossidazione dei volatili, l’azoto reagisce per formare diversi intermediari che vengono poi ossidati in NO. Se i volatili si evolvono in un’atmosfera riducente, l’azoto evoluto può essere facilmente fatto per formare gas azoto, piuttosto che NO
x . La seconda via prevede la combustione dell’azoto contenuto nella matrice di carbone durante la combustione della porzione di carbone dei combustibili. Questa reazione si verifica molto più lentamente della fase volatile., Solo circa il 20% dell’azoto char viene infine emesso come NO
x , poiché gran parte del NO
x che si forma durante questo processo viene ridotto in azoto dal char, che è carbonio quasi puro.

ProntoEdit

Gli ossidi di azoto vengono rilasciati durante la produzione di fertilizzanti azotati. Sebbene il protossido di azoto venga emesso durante la sua applicazione, viene quindi fatto reagire in atmosfera per formare ossidi di azoto. Questa terza fonte è attribuita alla reazione dell’azoto atmosferico, N2, con radicali come C, CH e CH2 frammenti derivati dal combustibile, piuttosto che processi termici o combustibili., Si verifica nella prima fase della combustione, questo si traduce nella formazione di specie fisse di azoto come NH (azoto monoidride), NCN (cianonitrene diradico), HCN (cianuro di idrogeno), •H2CN (cianuro di diidrogeno) e •CN (ciano radicale) che può ossidare a NO. Nei combustibili che contengono azoto, l’incidenza di prompt NO
x è relativamente piccola ed è generalmente di interesse solo per gli obiettivi di emissione più esigenti.