闡述氮氧化物(NOX)轉(zhuǎn)化的環(huán)境學(xué)意義

闡述氮氧化物（NO）轉(zhuǎn)化的環(huán)境學(xué)意義解：（一） 氮氧化物的源：氮氧化物包括多種化合物，如氧化亞氮（N2O）、一氧化氮（NO）、二氧化氮（no2）、三氧化氮（no3）、三氧化二氮（N2O3）、四氧化二氮（N2O4）和五氧化二氮（n2o5）等。其中no3、n2o3、n2o4、n2o5、hno2等在大氣中很不穩(wěn)定，常溫下極易轉(zhuǎn)化形成和。因此通常所說的氮氧化物NOx就是指一氧化氮和二氧化氮。大氣中NOX主要來源包括：閃電過程、平流層光化學(xué)過程、NH3氧化、生態(tài)系統(tǒng)中的微生物過程、土壤和海洋中no2的光解、生物質(zhì)燃燒、石化燃料燃燒等。這些排放源又可分為自然源和人為源兩部分。天然源天然源主要為生物源，包括由生物機(jī)體腐爛形成的硝酸鹽，經(jīng)細(xì)菌作用產(chǎn)生的NO及隨后緩慢氧化形成得NO2；生物源產(chǎn)生的N2O氧化形成NOx；有機(jī)體中氨基酸分解產(chǎn)生的氨經(jīng)OH自由基氧化形成的NOx。此外還有閃電過程、土壤排放。人為源人為源主要是礦物燃料的燃燒。燃燒源可分為流動燃燒源和固定燃燒源。城市大氣中NOx—般來自汽車等機(jī)動交通工具流動源的排放，來自電廠、工業(yè)生產(chǎn)等固定源的排放。人為源排放還包括化肥施用、生物物質(zhì)嫩燒、礦物燃料燃燒和土地利用方式轉(zhuǎn)換等。在muller統(tǒng)計(jì)的全球主要污染物排放強(qiáng)度中，約有75%的NO是人為源的排放，而且這一比例在逐漸升高中。Zhang等統(tǒng)計(jì)了中國的NOx人為排放源清單，和交通是氮氧化物的主要源，分別占了44%和26%。（二） 氮氧化物的匯：通過土壤表面和海洋的吸收而去除，但更主要的方式是在平流層中光解或與原子氧反應(yīng)而消失。（三）氮氧化物的危害1．導(dǎo)致臭氧層的破環(huán)NO是臭氧形成重要的前體物，在對流層中，O3是作為NO2光解產(chǎn)物而生成的。在波長小于424nm的日光照射下，NO2分子可發(fā)生光解反應(yīng)生成NO和基態(tài)原子氧O,而0隨即與02發(fā)生反應(yīng)生成03。生成的可以與NO反應(yīng)重新生成NO2。（）（）大氣中的CO以及VOCs會與大氣中的OH自由基或O3發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生過氧自由基，包括H02化和R02。這些NO會與過氧自由基產(chǎn)生反應(yīng)生成N02，而不消耗臭氧，生成的no2則又可以光解通過上述反應(yīng)形成03。因此在污染大氣中，O3的形成是在NOx和VOCs的共同作用形成。雖然03形成的反應(yīng)已經(jīng)確定，卻仍然很難判斷03的形成是V0Cs控制還是N0x控制。因?yàn)槌粞醯男纬膳cN0x控制和V0Cs的濃度是呈非線性的關(guān)系，臭氧的形成與V0Cs/N0x的比例有關(guān)，同時也與V0Cs的組成成分有關(guān)，氣象條件如光照強(qiáng)度也會影響臭氧生成速率。N02在形成臭氧的過程中還會與其他氧化物反應(yīng)形成各種氮氧化物，主要包括HN03、H0N0、N03、N205、PAN以及硝酸鹽等。在靠近污染源的城市站點(diǎn)，氮氧化物通常以N0x為主；在V0Cs含量量較豐富且經(jīng)歷了充分光化學(xué)反應(yīng)的區(qū)域性氣團(tuán)中，PAN的比重通常較高：而在較少受到人為污染影響的背景地區(qū)，無機(jī)硝酸的比重通常最大。2?導(dǎo)致大氣光化學(xué)污染的重要污染物質(zhì)氮氧化物在灰霾的形成以及光化學(xué)煙霧的形成中都起著重要的作用。N02可以直接影響人體健康，不僅如此，它可以通過大氣化學(xué)反應(yīng)形成臭氧改變大氣氧化性，導(dǎo)致光化學(xué)煙霧；還可以形成硝酸鹽顆粒物從而影響太陽輻射，降低大氣能見度并酸化降水?？諝庵械牡趸锉晃牒粑郎畈康募?xì)支氣管和肺泡，并緩慢地溶于肺泡表面的水分中，形成亞硝酸和硝酸，對肺組織產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用，引起肺水腫；二是亞硝酸通過消化系統(tǒng)進(jìn)入血液，與血紅蛋白結(jié)合生成高鐵血紅蛋白，引起組織缺氧。NO2與VOCs在大氣光照的條件下可以形成臭氧，同時no2還可以與大氣中的某些VOCs形成過氧乙酰硝酸酯（PAN）,它與臭氧均是光化學(xué)煙霧的主要組成成分。由于PAN對于人體健康和生態(tài)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的危害作用，所PAN在發(fā)現(xiàn)之初便受到了廣泛的關(guān)注。高濃度的PAN直接對農(nóng)作物產(chǎn)生肉眼可見的傷害；在lOOppm時可以使得暴露兩小時的小白鼠死亡；在ppbv級到ppm級的濃度范圍，PAN可以刺激人的眼睛，并造成傷害。有些研究表明PAN不僅是致癌物，甚至可以改變DNA序列?？傮w而言，PAN得毒性表現(xiàn)在它的高氧化性、硝化性以及它的乙?；奶匦?。與此同時，no2還會與大氣中的OH-自由基反應(yīng)，形成硝酸氣，硝酸氣可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸鹽顆粒；同時NO2也會與某些VOCs形成二次有機(jī)氣溶膠，它們都是PM2.5的重要組成部分。氮氧化物作為城市大氣主要污染物之一，其參與的化學(xué)反應(yīng)直接或間接影響大氣化學(xué)循環(huán)、顆粒物酸度及大氣氧化能力。圖1大氣中氮氧化物的主要化學(xué)行為參考文獻(xiàn)：LeightonPA.Photochemistryofairpollution[M].NewYork:AcademicPress,1961LenschowDH,DelanyAC(1987)AnanalyticformulationofNOandNO2fluxprofilesintheatmosphericsurfacelayer.JAtmosChem5:301—309KristensenL,KirkegaardP(2006)Fluxesandconce