氮氧化物是指只由氮,氧這兩種元素組成的化合物,例如:一氧化二氮,一氧化氮,二氧化氮,三氧化二氮,四氧化二氮,五氧化二氮等等。在這些氣體中,除去一氧化二氮和二氧化氮以外,其他氮氧化物均是不穩(wěn)定的。作為空氣中的污染物,我們所說的氮氧化物(NOx)一般指的是一氧化氮(NO)與二氧化氮(NO2)。
現(xiàn)代工業(yè)急速發(fā)展的同時,伴隨的環(huán)境問題也愈演愈烈。而由于氮氧化物(NOx)的排放量的增加,對人類環(huán)境和生態(tài)造成了嚴(yán)重污染。因此,氮氧化物的控制是我國大氣污染控制領(lǐng)域當(dāng)下最緊迫與必須完成的任務(wù)之一。因我國NOx的控制技術(shù)發(fā)展較晚,且不夠全面,使大氣污染問題依舊成為焦點與未解決難題。因此,國家近幾年在節(jié)能減排要求中增加了“脫硝”的指標(biāo),工業(yè)煙氣中嚴(yán)格控制NOx的產(chǎn)生,并進行強制脫硝。所以,發(fā)展與研究脫硝的技術(shù)及其方法刻不容緩。受我國國情影響,在未來一段時間內(nèi),煤炭依然會占據(jù)我國能源結(jié)構(gòu)中的主要位置。然而,煤炭的燃燒是造成NOx污染的最主要原因。其中燃煤電廠是NOx的主要污染源之一,占到總NOx排放量約80%。2008年我國NOx的排放量達(dá)到2000萬噸左右,為全世界NOx排放量第一的國家,到2012年已增長至2400萬噸,如果不及時采取強有力的脫硝措施,則2020年NOx的排放量預(yù)計將會突破3000萬噸。同時,我國大部分火電廠的NOx排放量較高,約3.19g·kW-1。
氮氧化物的來源
大氣中的NOx主要來源有兩個方面,自然產(chǎn)生與人為制造。自然原因主要是火山爆發(fā),雷擊或細(xì)菌的活動造成的,以此方式產(chǎn)生的NOx在大氣中只占到5%左右。而人為的排放根據(jù)氮氧化物的排放方式不同可分為,固定源排放(如工業(yè)鍋爐,燃煤鍋爐等)與移動源排放(如車輛排放)。其中95%的NOx的排放來自于車輛交通尾氣排放與火電廠的煙氣排放。
氮氧化物帶來的危害
NOx是一種具有刺激性氣味且毒性很強的氣體,當(dāng)做為一次污染物時,NO作為NOx的主要成分,會危害人體的健康。而NO2是棕色帶有惡臭氣味的氣體,對于人體有較大的毒性,NO2吸入人體后,與呼吸系統(tǒng)發(fā)生接觸,NO2會與人體內(nèi)的水反應(yīng)生成硝酸及亞硝酸,從而對整個呼吸系統(tǒng)甚至肺部造成一定的腐蝕與損傷。而當(dāng)其作為二次污染物時,NO2能發(fā)生一系列光化學(xué)連鎖反應(yīng),生成的O3與光化學(xué)煙霧會對人體的中樞神經(jīng)產(chǎn)生極大的危害。NOx可以與環(huán)境中的其它物質(zhì)相互作用,可形成酸雨。當(dāng)NOx與大氣中的水成分進行接觸后,發(fā)生反應(yīng)可以形成硝酸與亞硝酸,與降水接觸形成酸雨,對建筑物,農(nóng)作物及土壤有嚴(yán)重的危害。如酸雨可以腐蝕大理石與金屬,對一些建筑,文物古跡有所破壞。同時,酸雨溶解后的金屬,會被農(nóng)作物吸收,間接對人體與動物的健康產(chǎn)生影響。當(dāng)煙氣中的NOx在大氣中接觸碳?xì)浠衔锖螅谔柟馀c紫外線的條件下會生成臭氧與光化學(xué)煙霧。同時NOx會造成溫室效應(yīng)的加劇,N2O對造成溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)僅次于CO2與CH4。且NOx會對臭氧進行消耗,使臭氧流失,間接導(dǎo)致溫室效應(yīng),使其更加嚴(yán)重。
氮氧化物的檢測
隨著人們生活水平的不斷提高和對環(huán)保的日益重視,人們越來越關(guān)注人類健康與環(huán)境污染的密切關(guān)系,開始對各種有毒有害氣體進行探測。而監(jiān)測大氣污染,工業(yè)廢氣以及監(jiān)測居住環(huán)境質(zhì)量都對氣體傳感器提出了更高的要求。為了滿足日益增長和嚴(yán)苛的市場需求,Alphasense的B4系列電化學(xué)傳感器應(yīng)運而生。
不同于常規(guī)三電極電化學(xué)傳感器,B4系列多了一個電極,即:輔助電極,用于補償零點電流,使得傳感器再具備更穩(wěn)定的零點電流的同時,更具有響應(yīng)速度快,抗干擾,分辨率高,線性度好,工作范圍廣等優(yōu)勢。
B4系列除了針對氮氧化物的監(jiān)測,也提供了其他的幾種常見的大氣中有毒氣體的監(jiān)測:
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