دی اکسید نیتروژن معمولاً به صورت مستقیم در هوا آزاد نمیشود. دی اکسید نیتروژن زمانی تشکیل میشود که اکسید نیتروژن (NO) و سایر اکسیدهای نیتروژن (NOx) با سایر مواد شیمیایی موجود در هوا واکنش و دی اکسید نیتروژن را تشکیل میدهند. منبع اصلی دی اکسید نیتروژن فعالیتهای انسانی، احتراق سوختهای فسیلی (زغال سنگ، گاز و نفت) به ویژه سوخت مورد استفاده در خودروها است. همچنین از ساخت اسید نیتریک، جوشکاری و استفاده از مواد منفجره، پالایش بنزین و فلزات، تولید تجاری و تولید مواد غذایی دی اکسید نیتروژن تولید میشود. منابع طبیعی دیگری که موجب تولید اکسیدهای نیتروژن میشوند شامل آتشفشانها و باکتریها هستند. جوکول در این مقاله به تاثیرات این ماده در هوا و سلامت انسانها میپردازد. با ما همراه باشید.
مضرات دی اکسید نیتروژن بر سلامت انسان
اثر اصلی دی اکسید نیتروژن بر سلامت دستگاه تنفسی است. استنشاق دی اکسید نیتروژن توسط کودکان خطر ابتلا به عفونت تنفسی را افزایش میدهد و ممکن است منجر به عملکرد ضعیف ریه شود. همچنین ارتباطی بین غلظت دی اکسید نیتروژن در هوا و افزایش مرگ و میر و بستری شدن در بیمارستان برای بیماریهای تنفسی وجود دارد. دی اکسید نیتروژن میتواند مقاومت ریهها را در برابر باکتریها کاهش دهد و آنها را مستعد ابتلا به عفونتها کند. همچنین این ماده میتواند آسم را تشدید کند.
گروه های حساس به دی اکسید نیتروژن شامل موارد زیر است:
- کودکان و جوانان
- مبتلایان به آسم در تمام سنین (به ویژه کودکان)
- بزرگسالان مبتلا به اختلالات قلبی و تنفسی
تنفس هوا با غلظت بالای NO2 میتواند راههای هوایی در سیستم تنفسی انسان را تحریک کند. قرار گرفتن در معرض دی اکسید نیتروژن در دورههای کوتاه باعث ایجاد بیماریهای تنفسی، به ویژه آسم را تشدید است و منجر به علائم تنفسی (مانند سرفه، خس خس سینه یا مشکل در تنفس)، بستری شدن در بیمارستان و مراجعه به اورژانس میشود. قرار گرفتن طولانیتر در معرض غلظتهای بالای NO2 ممکن است باعث ایجاد آسم شود و به طور بالقوه حساسیت به عفونتهای تنفسی را افزایش دهد. افراد مبتلا به آسم و همچنین کودکان و افراد مسن معمولاً در معرض خطر بیشتری برای اثرات سلامتی NO2 هستند.
NO2 همراه با سایر NOx و مواد شیمیایی موجود در هوا واکنش میدهد و ذرات معلق و ازن را تشکیل میدهد. هر دوی اینها به دلیل تاثیر روی سیستم تنفسی هنگام استنشاق نیز مضر هستند.
استانداردها و ارزشهای راهنما برای محافظت از سلامت
استاندارد ملی زیست محیطی برای دی اکسید نیتروژن 200 میکروگرم بر متر مکعب به عنوان میانگین 1 ساعته است. دستورالعمل ملی کیفیت هوای محیط برای دی اکسید نیتروژن 100 میکروگرم بر متر مکعب به عنوان میانگین 24 ساعته است.
دی اکسید نیتروژن و تاثیر آن بر اکوسیستمها
دی اکسید نیتروژن در غلظتهای کوتاه مدت 120 میکروگرم بر متر مکعب برای گیاهان سمی است و باعث کاهش رشد گیاه میشود. هنگامی که دی اکسید گوگرد و ازن نیز وجود داشته باشد، اثرات این ماده روی پوشش گیاهی بدتر میشود. همراه با دی اکسید گوگرد، دی اکسید نیتروژن میتواند موجب تولید باران اسیدی شود.
- NO2 و سایر NOx با آب، اکسیژن و سایر مواد شیمیایی موجود در جو واکنش میدهند و باران اسیدی را تشکیل میدهند. باران اسیدی به اکوسیستمهای حساس مانند دریاچهها و جنگلها آسیب میرساند.
- ذرات نیترات که از NOx به وجود میآیند، هوا را مهآلود و دید را مختل میکنند. این موضوع روی پارکهای ملی زیادی تأثیر میگذارد.
- NOx موجود در جو به آلودگی مواد مغذی در آبهای ساحلی کمک میکند.
اثرات دی اکسید نیتروژن بر ساختمانها
دی اکسید نیتروژن در مجاورت رطوبت اسیدها را تشکیل میدهد و اینها میتوانند در غلظتهای بالا برای مصالح ساختمانی خورنده باشند.
اثرات دی اکسید نیتروژن بر روی بینایی
دی اکسید نیتروژن میتواند ذرات ثانویهای به نام نیترات ایجاد کند که باعث ایجاد تیرگی و کاهش دید میشود. دی اکسید نیتروژن گازی است که باعث مشود دود تابستانی به رنگ قهوهای به نظر برسد.
برای کاهش آلودگی NO2 چه اقداماتی انجام میشود؟
قوانین ملی و منطقهای EPA برای کاهش انتشار NO2 و NOx به دولتهای ایالتی و محلی کمک میکند تا استاندارد ملی کیفیت هوای محیط (NAAQS) را رعایت کنند.
EPA هم مناطقی را که کیفیت هوای آن با استانداردهای ملی NO2 مطابقت ندارد را شناسایی میکند. برای این مناطق، دولتهای ایالتی، محلی و قبیلهای برنامههایی را برای کاهش میزان NO2 در هوا ایجاد میکنند.
احتراق سوخت فسیلی منبع اصلی آلودگی هوای جهانی و CO2
در سطح جهانی، بیشتر آلودگی هوا از احتراق سوختهای فسیلی (زغال سنگ، سوخت دیزل، بنزین، نفت و گاز طبیعی) برای تولید برق، گرمایش، حمل و نقل و صنعت ایجاد میشود. در سراسر جهان، در سال 2011، سوختهای فسیلی 82 درصد از کل انرژی اولیه را تشکیل میدادند. در ایالات متحده، نفت، گاز طبیعی و زغال سنگ 81 درصد از سوخت فعلی را تشکیل میدهند. احتراق سوختهای فسیلی مرتبط با انرژی در کشورهای با درآمد بالا و متوسط و سوزاندن زیست توده در کشورهای با درآمد پایین بیشترین آلودگی هوای جهانی را به خود اختصاص میدهد و 85 درصد از آلودگی ذرات قابل تنفس در هوا و تقریباً تمام انتشار دی اکسید گوگرد و اکسید نیتروژن را به وجود میآورد.
همچنین کربن سیاه، هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقه ای (PAH)، نیتروژن و دی اکسید گوگرد، جیوه و مواد شیمیایی فرار که ازن سطح زمین (O3) را تشکیل میدهند، منتشر میشوند. همه آنها با چندین اثر نامطلوب سلامتی در کودکان مرتبط هستند.
آلودگی هوا عملاً همه کشورهای جهان و همه بخشهای جامعه را تحت تأثیر قرار میدهد. از هر 10 نفر فقط یک نفر در شهری زندگی می کند که با دستورالعملهای کیفیت هوای سازمان جهانی بهداشت مطابقت دارد. آلودگی هوای خانگی یک عامل خطر مهم برای حدود 2.9 میلیارد نفر در سراسر جهان است، به ویژه کشورهایی با درآمد کم و متوسط که در آن سوختهای زیست توده و زغال سنگ معمولاً برای پخت و پز و گرمایش سوزانده میشوند. در مجموع، حدود 2 میلیارد کودک در این کشورها زندگی میکنند.
حدود 300 میلیون کودک در حال حاضر در مناطقی زندگی میکنند که آلودگی هوای بیرون حداقل شش برابر دستورالعملهای بین المللی است. این دستورالعملها احتمالاً نادیده گرفته میشوند، زیرا مطالعات اپیدمیولوژیک اخیر اثرات زیر این سطوح را گزارش کردهاند.
در سطح جهانی، اگرچه این موضوع همچنان یک خطر بسیار مهم است، آلودگی هوای داخلی در سالهای اخیر کاهش یافته است که عمدتاً به دلیل کاهش استفاده از سوخت جامد برای پخت و پز از حدود 60 درصد خانهها در سال 1980 به 42 درصد در سال 2012 بوده است. در مقابل، آلودگی هوای محیط افزایش چشمگیری را نشان داده است. آلودگی هوای محیط شهری بین سالهای 2008 و 2013 حدود 8 درصد افزایش یافته است. و روند صعودی پیش بینی میشود که ادامه یابد.
احتراق سوخت فسیلی همچنین منبع اصلی گازهای گلخانهای و آلایندههای آب و هوایی کوتاه مدت است که باعث تغییرات آب و هوایی میشود. فعالیتهای انسانی سالانه حدود 35 میلیارد تن دیاکسید کربن را به جو منتشر میکند که عمدتاً از مصرف انرژی است.
منابع:
https://environment.govt.nz/facts-and-science/air/air-pollutants/nitrogen-dioxide-effects-health/
https://www.epa.gov/no2-pollution/basic-information-about-no2#What%20is%20NO2
