ΟΧΙΧ η ρύπανση συμβαίνει όταν απελευθερώνονται οξείδια του αζώτου ως αέριο στην ατμόσφαιρα κατά την καύση ορυκτών καυσίμων σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτά τα οξείδια του αζώτου αποτελούνται κυρίως από δύο μόρια, οξείδιο του αζώτου (NO) και διοξείδιο του αζώτου (NO2); υπάρχουν άλλα μόρια με βάση το άζωτο που θεωρούνται ΝΟΧ, αλλά εμφανίζονται σε πολύ χαμηλότερες συγκεντρώσεις. Ένα στενά συγγενές μόριο, νιτρώδες οξείδιο (Ν2O), είναι σημαντική αέρια θερμοκηπίου που παίζει ρόλο παγκόσμια κλιματική αλλαγή.
Από πού προέρχεται η ρύπανση από NOx;
Τα οξείδια του αζώτου σχηματίζονται όταν το οξυγόνο και το άζωτο από τον αέρα αλληλεπιδρούν κατά τη διάρκεια ενός συμβάντος καύσης σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτές οι συνθήκες συμβαίνουν σε κινητήρες αυτοκινήτων και σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με ορυκτά καύσιμα.
Οι πετρελαιοκινητήρες, ειδικότερα, παράγουν μεγάλες ποσότητες οξειδίων του αζώτου. Αυτό οφείλεται στα χαρακτηριστικά καύσης που χαρακτηρίζουν αυτόν τον τύπο κινητήρα, συμπεριλαμβανομένων των υψηλών λειτουργικών πιέσεων και θερμοκρασιών τους, ιδιαίτερα σε σύγκριση με τους κινητήρες βενζίνης. Επιπλέον, οι πετρελαιοκινητήρες επιτρέπουν την έξοδο οξυγόνου από τους κυλίνδρους, μειώνοντας την αποτελεσματικότητα των καταλυτικών μετατροπέων που εμποδίζουν την απελευθέρωση των περισσότερων NO
Χ αερίων σε βενζινοκινητήρες.Ποιες είναι οι περιβαλλοντικές ανησυχίες που σχετίζονται με NOx;
ΟΧΙΧ τα αέρια παίζουν σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό του νέφους, παράγοντας την καστανή ομίχλη που παρατηρείται συχνά στις πόλεις, ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Όταν εκτίθεται στις ακτίνες UV στο ηλιακό φως, ΟΧΙΧ τα μόρια διαχωρίζονται και σχηματίζουν όζον (Ο3). Το πρόβλημα επιδεινώνεται από την παρουσία πτητικών οργανικών ενώσεων (VOC) στην ατμόσφαιρα, οι οποίες επίσης αλληλεπιδρούν με το ΝΟΧ για να σχηματίσουν επικίνδυνα μόρια. Το όζον στο επίπεδο του εδάφους είναι ένας σοβαρός ρύπος, αντίθετα το προστατευτικό στρώμα όζοντος πολύ ψηλότερα στη στρατόσφαιρα.
Με την παρουσία βροχής, τα οξείδια του αζώτου σχηματίζουν νιτρικό οξύ, συμβάλλοντας στο πρόβλημα της όξινης βροχής. Επιπλέον, η εναπόθεση NOx στους ωκεανούς παρέχει φυτοπλαγκτόν με θρεπτικά συστατικά, επιδεινώνοντας το ζήτημα κόκκινες παλίρροιες και άλλες βλαβερές ανθοφόρες φυλές.
Ποιες είναι οι ανησυχίες για την υγεία που σχετίζονται με NOx;
Τα οξείδια του αζώτου, το νιτρικό οξύ και το όζον μπορούν εύκολα να εισέλθουν στους πνεύμονες, όπου δημιουργούν σοβαρές βλάβες στον λεπτό πνευμονικό ιστό. Ακόμη και η βραχυχρόνια έκθεση μπορεί να ερεθίσει τους πνεύμονες υγιούς ανθρώπου. Για όσους έχουν ιατρικές παθήσεις όπως το άσθμα, έχει αποδειχθεί ότι ο μικρός χρόνος που καταναλώνεται για την αναπνοή αυτών των ρύπων αυξάνει τους κινδύνους μιας επίσκεψης στο δωμάτιο έκτακτης ανάγκης ή της παραμονής στο νοσοκομείο.
Περίπου το 16% των σπιτιών και διαμερισμάτων στις Ηνωμένες Πολιτείες βρίσκονται σε απόσταση 300 ποδιών από τον κύριο δρόμο, αυξάνοντας την έκθεση σε επικίνδυνα NOΧ και τα παράγωγά τους. Για αυτούς τους κατοίκους -ιδίως τους πολύ νέους και τους ηλικιωμένους- αυτή η ατμοσφαιρική ρύπανση μπορεί να οδηγήσει σε αναπνευστικές νόσους όπως εμφύσημα και βρογχίτιδα. ΟΧΙΧ η ρύπανση μπορεί επίσης να επιδεινώσει το άσθμα και τις καρδιακές παθήσεις και συνδέεται με αυξημένους κινδύνους πρόωρου θανάτου.
Ποιος είναι ο ρόλος που προκαλεί η ρύπανση NOx στο σκάνδαλο Volkswagen Diesel;
Για μεγάλο χρονικό διάστημα, η Volkswagen έχει διαθέσει στο εμπόριο κινητήρες ντίζελ για τα περισσότερα οχήματα στο στόλο τους. Αυτοί οι μικροί πετρελαιοκινητήρες παρέχουν άφθονη ισχύ και εντυπωσιακή οικονομία καυσίμου. Υπήρχαν ανησυχίες σχετικά με τις εκπομπές οξειδίων του αζώτου των αυτοκινήτων, αλλά αυτές ήταν κατευνασμένες ως το μικρό ντίζελ Volkswagen οι κινητήρες πληρούσαν τις αυστηρές προδιαγραφές που ελέγχονταν από την Υπηρεσία Περιβαλλοντικής Προστασίας των ΗΠΑ και τις Αεροπορικές Πόλεις της Καλιφόρνια Σανίδα.
Κάπως, λίγες άλλες εταιρείες αυτοκινήτων φάνηκαν να είναι σε θέση να σχεδιάσουν και να παράγουν δικές τους ισχυρές αλλά οικονομικές και καθαρές μηχανές ντίζελ. Γίνεται σαφές γιατί τον Σεπτέμβριο του 2015, όταν η EPA αποκάλυψε ότι η VW είχε εξαπατήσει τις δοκιμές εκπομπών. Η αυτοκινητοβιομηχανία είχε προγραμματίσει τους κινητήρες της για να αναγνωρίσει τις συνθήκες δοκιμής και να αντιδράσει λειτουργώντας αυτόματα κάτω από παραμέτρους που παράγουν πολύ μικρές ποσότητες οξειδίων του αζώτου. Ωστόσο, όταν οδηγούνται κανονικά, αυτά τα αυτοκίνητα παράγουν 10 έως 40 φορές το μέγιστο επιτρεπόμενο όριο.
Πηγές
- EPA. Διοξείδιο του αζώτου - Υγεία
- EPA. Διοξείδιο του αζώτου (NOx) - Γιατί και πώς ελέγχονται
Αυτό το άρθρο γράφτηκε με τη βοήθεια του Τζέφρεϋ Μπόουερς, Καθηγητής Χημείας στο Πανεπιστήμιο Alfred και συγγραφέας του βιβλίου Κατανόηση της χημείας μέσω των αυτοκινήτων (CRC Press).