EIx pilaantuminen tapahtuu, kun typen oksideja vapautuu kaasuna ilmakehään fossiilisten polttoaineiden palaessa korkeassa lämpötilassa. Nämä typen oksidit koostuvat pääasiassa kahdesta molekyylistä, typpioksidista (NO) ja typpidioksidista (NO)2); on muita typpipohjaisia molekyylejä, joiden katsotaan olevan NOx, mutta niitä esiintyy paljon pienemmissä pitoisuuksissa. Läheisesti sukua oleva molekyyli, typpioksidi (N2O), on merkittävä kasvihuonekaasu jolla on rooli globaali ilmastomuutos.
Mistä NOx-pilaantuminen tulee?
Typpioksideja muodostuu, kun ilmasta tuleva happi ja typpi ovat vuorovaikutuksessa korkean lämpötilan palamistapahtuman aikana. Nämä olosuhteet esiintyvät autojen moottoreissa ja fossiilisilla polttoaineilla toimivissa sähkölaitoksissa.
Erityisesti dieselmoottorit tuottavat suuria määriä typen oksideja. Tämä johtuu tämän tyyppiselle moottorille ominaisista palamisominaisuuksista, mukaan lukien niiden korkeat käyttöpaineet ja lämpötilat, etenkin verrattuna bensiinimoottoreihin. Lisäksi dieselmoottorit antavat ylimääräisen hapen poistua sylintereistä, mikä vähentää katalysaattorien tehokkuutta, jotka estävät suurimman osan NO
x kaasut bensiinimoottoreissa.Mitkä NOx: ään liittyvät ympäristöongelmat?
EIx kaasuilla on tärkeä rooli savusumujen muodostumisessa, ja ne tuottavat kaupunkien alueella usein havaittua ruskeaa sameutta, etenkin kesällä. Kun altistus UV-säteille auringonvalossa, EIx molekyylit hajoavat ja muodostavat otsonia (O3). Ongelmaa pahentaa haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) esiintyminen ilmakehässä, jotka ovat myös vuorovaikutuksessa NO: n kanssax muodostaa vaarallisia molekyylejä. Pohjakerroksen otsoni on toisin kuin vakava pilaava aine suojaava otsonikerros paljon korkeammalle stratosfäärissä.
Sateen läsnä ollessa typen oksidit muodostavat typpihappoa, mikä myötävaikuttaa happosateen ongelmaan. Lisäksi typen oksidien laskeumia valtamereihin tarjoaa kasviplanktonille ravintoaineita, pahentaen punaiset vuorovedet ja muut haitalliset levät kukkivat.
Mitä NOx: hen liittyvät terveysongelmat?
Typen oksidit, typpihappo ja otsoni voivat kaikki helposti päästä keuhkoihin, missä ne aiheuttavat vakavia vaurioita herkkään keuhkokudokseen. Jopa lyhytaikainen altistuminen voi ärsyttää terveiden ihmisten keuhkoja. Niille, joilla on sairaus, kuten astma, vain lyhyen ajan kuluttua näiden epäpuhtauksien hengittämiseen on osoitettu lisäävän päivystyspoliklinikan tai sairaalassa oleskelun riskiä.
Noin 16% Yhdysvaltojen taloista ja huoneistoista on 300 metrin päässä päätieltä, mikä lisää altistumista vaarallisille NO-yhdisteillex ja niiden johdannaiset. Näille asukkaille - etenkin hyvin nuorille ja vanhuksille - tämä ilman saastuminen voi johtaa hengityselinsairauksiin, kuten keuhkolaajentuma ja keuhkoputkentulehdus. EIx pilaantuminen voi myös pahentaa astmaa ja sydänsairauksia, ja se on sidoksissa kohonneisiin ennenaikaisen kuoleman riskeihin.
Mikä on NOx-pilaantumisen merkitys Volkswagen Diesel -skandaalissa?
Volkswagen on jo pitkään markkinoinut dieselmoottoreita suurimmalle osalle ajoneuvojensa ajoneuvoja. Nämä pienet dieselmoottorit tarjoavat runsaasti tehoa ja vaikuttavan polttoainetalouden. Auton typenoksidipäästöistä oli huolta, mutta ne pidettiin pienenä Volkswagen-dieselinä moottorit täyttivät tiukat vaatimukset, joita Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto ja Kalifornian ilmaresurssit säätelevät Aluksella.
Jotenkin muutama muu autoyritys näytti pystyvän suunnittelemaan ja tuottamaan omia voimakkaita, mutta säästäviä ja puhtaita dieselmoottoreita. Kävi selväksi, miksi syyskuussa 2015, kun EPA paljasti, että VW oli pettänyt päästötestejä. Autonvalmistaja oli ohjelmoinut moottorit tunnistamaan testausolosuhteet ja reagoimaan toimimalla automaattisesti parametreilla, jotka tuottavat erittäin pieniä määriä typen oksideja. Normaalisti ajettaessa nämä autot tuottavat kuitenkin 10–40-kertaisen sallitun enimmäisrajan.
Lähteet
- EPA. Typpidioksidi - terveys
- EPA. Typpidioksidi (NOx) - miksi ja miten niitä hallitaan
Tämä artikkeli on kirjoitettu avuksi Geoffrey Bowers, Alfredin yliopiston kemian professori ja kirjan kirjoittaja Kemian ymmärtäminen autojen kautta (CRC Press).