بسم الله الرحمن الرحيم
يكوّن النيتروجين ثمانية مركبات مع الأكسجين ولكن لا يوجد في الهواء
منها غير ثلاثة مركبات فقط هي : أكسيد النيتروز N2O ، أكسيد
النيتريك NO ، ثاني أكسيد النيتروجين
NO2
أكسيد النيتروز
غاز لا لون له ولا يحترق وغير سام وله طعم ورائحة يميلان إلى الحلاوة
وقد استخدم كمخدر ويسمى الغاز المضحك ويستخدم أحياناً كغاز دفع
في المرشات spray ..
أكسيد النيتريك
غاز عديم اللون وغير قابل للاحتراق أيضاً ولكن لا رائحة له وهو سام .
ثاني أكسيد النيتروجين
غاز بني محمر غير قابل للاحتراق سام وله رائحة قوية خانقة ...
وعادة يستخدم الرمز NOx للدلالة على أكاسيد النيتروجين NO و NO2
وهما اللذان يشار لهما في تلوث الهواء لأنهما سامان ويشاركان في
التفاعلات الضوئية التي تحدث في الهواء والتي تؤدي إلى تكون الضباب
أما N2O فعلى الرغم من أنه يوجد في الهواء بكميات معتبرة إلا انه غير
سام ولا يشارك في التفاعلات الضوئية ..
% * مصادر أكاسيد النيتروجين * % *
تنبعث هذه الأكاسيد إلى الجو إما من مصادر طبيعية مثل : " تحلل
المركبات المحتوية على النيتروجين في التربة بفعل البكتريا ، البرق " ،
وأما بفعل النشاطات البشرية المختلفة مثل : " احتراق الوقود في
السيارات ومحطات توليد الطاقة " ، وتوجد بنسبة ( 2 ,0 – 3 , 0) جزء
في المليون في الجو الطبيعي .
غاز ( N2O ) الموجود في الجو مصادره طبيعية. أما غاز ( NO ) فينتج
من مصادر طبيعية بنسبة 80% ، في حين تعدّ النشاطات البشرية
هي مصدر نسبة الـ ( 20 % ) الباقية . ولكن بالنسبة لغاز (NO2 ) فإن
مصادره الرئيسية هي النشاطات البشرية المختلفة ..
وعلى الرغم من أن كميات غازات أكاسيد النيتروجين NOx التي تنتج
من المصادر الطبيعية تعادل ثلاثة أضعاف ما تنتجه النشاطات البشرية ،
إلا أنه لا توجد تأثيرات مباشرة لهذه الغازات . ويرجع ذلك إلى بطء
إنتاجها وانبعاثها ، مما يجعل عملية الانتشار الطبيعي كفيلة بتخفيف
تركيزها ، وبالتالي تقليل تأثيراتها الضارة على البيئة ..
في حين أن الأنشطة البشرية تنتج كميات من تلك الغازات وفي حيز
ضيق ، مما يؤدي إلى تركيزات محلية عالية ، وهذا ما يجعلها ذات
تأثيرات ملوثة وضارة بالبيئة ..
وعلى الرغم من أن الكمية الكلية لغازات ( NOx ) المنبعثة إلى الهواء
الجوي حوالي 1/6 كمية غاز ( CO ) المنبعثة في الجو ، إلا أن مضار
غازات ( NOx ) تبلغ 22 ضعف مضار غاز ( CO ) .
% * أكاسيد النيتروجين وطبقة الأوزون * % *
يتكون الأوزون من جزيئات الأكسجين ، وذلك عندما تمر فيها الأشعة
الفوق بنفسجية الواردة من الشمس ، فتنحل بعض جزيئات الأكسجين
بتأثير هذه الأشعة إلى ذرات أكسجين نشطة ، لا تستطيع البقاء منفردة
بل تتحد سريعاً مع بعضها ببعض مكونة جزيئات ثلاثية الذرة هي جزيئات
الأوزون ( O3 ) ..
وتلعب طبقة الأوزون التي تكون دوراً مهماً بالنسبة للحياة على سطح
الأرض .وتمثل طبقة الأوزون درعاً واقياً يحمي الكائنات الحية التي تعيش
على سطح الأرض من أخطار وأضرار الأشعة الفوق بنفسجية .. حيث
يؤدي النقص في تركيز طبقة الأوزون إلى وصول شدة أكبر من هذه
الأشعة ، مما قد يسبب للكائنات الحية حروقاً شمسية وبعض سرطانات
الجلد . وقد يؤدي إلى تغيير في بعض العوامل الوراثية للكائنات ، وقد يؤثر
أيضاً في عمليات التمثيل الضوئي ، وقد تسبب أخيراً الدمار البيولوجي ..
وبمجرد دخول كل من NO و NO2 إلى الجو فإنهما يشتركان في
تفاعلات ضوئية طبيعية ينتج عنها زيادة في تركيز NO2 وانخفاض في
تركيز NO وتعرف هذه التفاعلات بالدورة الضوئية لـ NO2 وهي ناتجة عن
تفاعل مباشر بين NO2 وضوء الشمس .
ثم يتفاعل الأكسجين الذري الناتج في هذا التفاعل مع الأكسجين
الجوي لينتج عن هذا التفاعل الأوزون وهو ملوث ثانوي ..
ثم يتفاعل الأوزون مع NO لينتج NO2 وبهذا تكتمل الدورة ..
* % * التأثيرات البيئية لغازات ( NOx ) * % *
يعدّ غاز ثاني أكسيد النيتروجين أكثر سمية ، لأنه يتحول بواسطة
الرطوبة إلى حمض النيتريك الذي يؤدي استنشاقه إلى أضرار كبيرة للرئة
والجهاز التنفسي ، كما أن وجود هذا الحمض يساعد إلى جانب ثاني
وثالث أكسيد الكبريت على زيادة أضرار الأمطار الحمضية ..
وكذلك تتفكك أكاسيد النيتروجين في وجود الأكسجين والضوء وينتج عن
ذلك تكوّن غاز الأوزون " كما تم توضيحه سابقاً " ولهذا الغاز أضرار بالغة
على الجهاز التنفسي ، كما يؤدي إلى تلف أنسجة الرئة .. ولهذا فإن
الحد الأقصى المسموح به من ذلك الغاز لا يتجاوز نسبة " 1, " جزء في
المليون .. كذلك يسبب التهاب الأنف والعينين ..
وثاني أكسيد النيتروجين ماص للأشعة فوق البنفسجية القادمة من
الشمس ، وحافز للتفاعلات الكيميائية الضوئية المكونة للضباب المحمل
بالدخان في الأجواء الملوثة .. كذلك يمكن للغاز أن يتحد مع بخار الماء
مكوناً حمض النيتريك الذي يتفاعل بدوره مع الأمونيا أو الجسيمات
الموجودة في الهواء مكوناً أملاح النترات .. ولا تتفاعل كل أكاسيد
النيتروجين كيميائياَ ضوئياً ولكن ثاني أكسيد النيتروجين الذي لا يتفاعل
يتحول في النهاية إلى " أيروسول " وهي تترسب من الهواء أو تزول مع
المطر ...
* % * إزالة أكاسيد النيتروجين من الجو * % *
إن أهم عملية لإزالة أكاسيد النيتروجين من الجو هي ذوبانها في مياه
الأمطار وتحولها إلى حمض النيتريك لتكوين ما يدعى الأمطار الحمضية ..
ولقد وجد تحت ظروف المختبر أن التربة لها المقدرة على إزالة أكاسيد
النيتروجين من الجو وتثبيتها على هيئة نترات ولذا يمكن اعتبار التربة
مزيل طبيعي لأكاسيد النيتروجين من الجو .. كما يتم إزالتها في الجو
أثناء تكون الضباب وذلك بتحولها إلى مركبات النيتروجين العضوية ..
* % * تأثير أكاسيد النيتروجين على النبات * % *
تتأثر العديد من النباتات عند تعرضها لتركيز عال " حوالي 25 جزء من
المليون " من أكاسيد النيتروجين ولكن هذا التركيز العالي لا يحدث إلا
بالقرب من مصانع تحضير حمض النيتريك ..
وعلى الرغم من أن أكاسيد النيتروجين تؤخر نمو النبات وتدمر أنسجة
أوراقه إلا أنها عندما تمتص من قبل التربة وتتحول إلى نترات فإنها تزيد
من نمو النباتات بتخصيب التربة ..
* % * تأثير أكاسيد النيتروجين على الإنسان والحيوان * % *
كلا من NO و NO2 يمثلان خطراً على الصحة وبدراسة أثر NOx على
موت الحيوان وجد أن سمية NO2 أربعة أضعاف سمية NO ولكن لم
تسجل حالات وفاة للإنسان عند مستوى NO في الجو ..
وعلى الرغم من أن NO يسبب الحساسية فإنه لا يعتبر مصدر خطورة
لصحة الإنسان عند المستوى الموجود في الهواء ولكنه قد يتحول إلى
NO2 الأكثر سمية كما إنه قد يلتصق بالهيموجلوبين مثله مثل أول
أكسيد الكربون ولذلك عند التراكيز العالية قد يتسبب في نقص
الأكسجين في الدم .. إن NO2 مهيج للعيون والجهاز التنفسي ولكن
عند التراكيز الأعلى مما هو موجود في الهواء الآن .. ويمكن معالجة
التسمم بثاني أكسيد النيتروجين بواسطة فيتامين E الذي يخفف آثار
التسمم ..
* % * تأثير أكاسيد النيتروجين على المواد * % *
لقد تم بشكل أكيد ربط أثر أكاسيد النيتروجين NOx ونواتجها على
صبغات النسيج وعلى النسيج نفسه وعلى سبائك النحاس و*****ل وقد
وجد بعض الصبغات تبهت بمجرد تعرضها لـ NOx 6, - 2 جزء من
المليون . وهناك احتمال بأن أكاسيد النيتروجين المنبعثة من الطائرات قد
تحفز بعض التفاعلات المدمرة لطبقة الأوزون ..
يكوّن النيتروجين ثمانية مركبات مع الأكسجين ولكن لا يوجد في الهواء
منها غير ثلاثة مركبات فقط هي : أكسيد النيتروز N2O ، أكسيد
النيتريك NO ، ثاني أكسيد النيتروجين
NO2
أكسيد النيتروز
غاز لا لون له ولا يحترق وغير سام وله طعم ورائحة يميلان إلى الحلاوة
وقد استخدم كمخدر ويسمى الغاز المضحك ويستخدم أحياناً كغاز دفع
في المرشات spray ..
أكسيد النيتريك
غاز عديم اللون وغير قابل للاحتراق أيضاً ولكن لا رائحة له وهو سام .
ثاني أكسيد النيتروجين
غاز بني محمر غير قابل للاحتراق سام وله رائحة قوية خانقة ...
وعادة يستخدم الرمز NOx للدلالة على أكاسيد النيتروجين NO و NO2
وهما اللذان يشار لهما في تلوث الهواء لأنهما سامان ويشاركان في
التفاعلات الضوئية التي تحدث في الهواء والتي تؤدي إلى تكون الضباب
أما N2O فعلى الرغم من أنه يوجد في الهواء بكميات معتبرة إلا انه غير
سام ولا يشارك في التفاعلات الضوئية ..
% * مصادر أكاسيد النيتروجين * % *
تنبعث هذه الأكاسيد إلى الجو إما من مصادر طبيعية مثل : " تحلل
المركبات المحتوية على النيتروجين في التربة بفعل البكتريا ، البرق " ،
وأما بفعل النشاطات البشرية المختلفة مثل : " احتراق الوقود في
السيارات ومحطات توليد الطاقة " ، وتوجد بنسبة ( 2 ,0 – 3 , 0) جزء
في المليون في الجو الطبيعي .
غاز ( N2O ) الموجود في الجو مصادره طبيعية. أما غاز ( NO ) فينتج
من مصادر طبيعية بنسبة 80% ، في حين تعدّ النشاطات البشرية
هي مصدر نسبة الـ ( 20 % ) الباقية . ولكن بالنسبة لغاز (NO2 ) فإن
مصادره الرئيسية هي النشاطات البشرية المختلفة ..
وعلى الرغم من أن كميات غازات أكاسيد النيتروجين NOx التي تنتج
من المصادر الطبيعية تعادل ثلاثة أضعاف ما تنتجه النشاطات البشرية ،
إلا أنه لا توجد تأثيرات مباشرة لهذه الغازات . ويرجع ذلك إلى بطء
إنتاجها وانبعاثها ، مما يجعل عملية الانتشار الطبيعي كفيلة بتخفيف
تركيزها ، وبالتالي تقليل تأثيراتها الضارة على البيئة ..
في حين أن الأنشطة البشرية تنتج كميات من تلك الغازات وفي حيز
ضيق ، مما يؤدي إلى تركيزات محلية عالية ، وهذا ما يجعلها ذات
تأثيرات ملوثة وضارة بالبيئة ..
وعلى الرغم من أن الكمية الكلية لغازات ( NOx ) المنبعثة إلى الهواء
الجوي حوالي 1/6 كمية غاز ( CO ) المنبعثة في الجو ، إلا أن مضار
غازات ( NOx ) تبلغ 22 ضعف مضار غاز ( CO ) .
% * أكاسيد النيتروجين وطبقة الأوزون * % *
يتكون الأوزون من جزيئات الأكسجين ، وذلك عندما تمر فيها الأشعة
الفوق بنفسجية الواردة من الشمس ، فتنحل بعض جزيئات الأكسجين
بتأثير هذه الأشعة إلى ذرات أكسجين نشطة ، لا تستطيع البقاء منفردة
بل تتحد سريعاً مع بعضها ببعض مكونة جزيئات ثلاثية الذرة هي جزيئات
الأوزون ( O3 ) ..
وتلعب طبقة الأوزون التي تكون دوراً مهماً بالنسبة للحياة على سطح
الأرض .وتمثل طبقة الأوزون درعاً واقياً يحمي الكائنات الحية التي تعيش
على سطح الأرض من أخطار وأضرار الأشعة الفوق بنفسجية .. حيث
يؤدي النقص في تركيز طبقة الأوزون إلى وصول شدة أكبر من هذه
الأشعة ، مما قد يسبب للكائنات الحية حروقاً شمسية وبعض سرطانات
الجلد . وقد يؤدي إلى تغيير في بعض العوامل الوراثية للكائنات ، وقد يؤثر
أيضاً في عمليات التمثيل الضوئي ، وقد تسبب أخيراً الدمار البيولوجي ..
وبمجرد دخول كل من NO و NO2 إلى الجو فإنهما يشتركان في
تفاعلات ضوئية طبيعية ينتج عنها زيادة في تركيز NO2 وانخفاض في
تركيز NO وتعرف هذه التفاعلات بالدورة الضوئية لـ NO2 وهي ناتجة عن
تفاعل مباشر بين NO2 وضوء الشمس .
ثم يتفاعل الأكسجين الذري الناتج في هذا التفاعل مع الأكسجين
الجوي لينتج عن هذا التفاعل الأوزون وهو ملوث ثانوي ..
ثم يتفاعل الأوزون مع NO لينتج NO2 وبهذا تكتمل الدورة ..
* % * التأثيرات البيئية لغازات ( NOx ) * % *
يعدّ غاز ثاني أكسيد النيتروجين أكثر سمية ، لأنه يتحول بواسطة
الرطوبة إلى حمض النيتريك الذي يؤدي استنشاقه إلى أضرار كبيرة للرئة
والجهاز التنفسي ، كما أن وجود هذا الحمض يساعد إلى جانب ثاني
وثالث أكسيد الكبريت على زيادة أضرار الأمطار الحمضية ..
وكذلك تتفكك أكاسيد النيتروجين في وجود الأكسجين والضوء وينتج عن
ذلك تكوّن غاز الأوزون " كما تم توضيحه سابقاً " ولهذا الغاز أضرار بالغة
على الجهاز التنفسي ، كما يؤدي إلى تلف أنسجة الرئة .. ولهذا فإن
الحد الأقصى المسموح به من ذلك الغاز لا يتجاوز نسبة " 1, " جزء في
المليون .. كذلك يسبب التهاب الأنف والعينين ..
وثاني أكسيد النيتروجين ماص للأشعة فوق البنفسجية القادمة من
الشمس ، وحافز للتفاعلات الكيميائية الضوئية المكونة للضباب المحمل
بالدخان في الأجواء الملوثة .. كذلك يمكن للغاز أن يتحد مع بخار الماء
مكوناً حمض النيتريك الذي يتفاعل بدوره مع الأمونيا أو الجسيمات
الموجودة في الهواء مكوناً أملاح النترات .. ولا تتفاعل كل أكاسيد
النيتروجين كيميائياَ ضوئياً ولكن ثاني أكسيد النيتروجين الذي لا يتفاعل
يتحول في النهاية إلى " أيروسول " وهي تترسب من الهواء أو تزول مع
المطر ...
* % * إزالة أكاسيد النيتروجين من الجو * % *
إن أهم عملية لإزالة أكاسيد النيتروجين من الجو هي ذوبانها في مياه
الأمطار وتحولها إلى حمض النيتريك لتكوين ما يدعى الأمطار الحمضية ..
ولقد وجد تحت ظروف المختبر أن التربة لها المقدرة على إزالة أكاسيد
النيتروجين من الجو وتثبيتها على هيئة نترات ولذا يمكن اعتبار التربة
مزيل طبيعي لأكاسيد النيتروجين من الجو .. كما يتم إزالتها في الجو
أثناء تكون الضباب وذلك بتحولها إلى مركبات النيتروجين العضوية ..
* % * تأثير أكاسيد النيتروجين على النبات * % *
تتأثر العديد من النباتات عند تعرضها لتركيز عال " حوالي 25 جزء من
المليون " من أكاسيد النيتروجين ولكن هذا التركيز العالي لا يحدث إلا
بالقرب من مصانع تحضير حمض النيتريك ..
وعلى الرغم من أن أكاسيد النيتروجين تؤخر نمو النبات وتدمر أنسجة
أوراقه إلا أنها عندما تمتص من قبل التربة وتتحول إلى نترات فإنها تزيد
من نمو النباتات بتخصيب التربة ..
* % * تأثير أكاسيد النيتروجين على الإنسان والحيوان * % *
كلا من NO و NO2 يمثلان خطراً على الصحة وبدراسة أثر NOx على
موت الحيوان وجد أن سمية NO2 أربعة أضعاف سمية NO ولكن لم
تسجل حالات وفاة للإنسان عند مستوى NO في الجو ..
وعلى الرغم من أن NO يسبب الحساسية فإنه لا يعتبر مصدر خطورة
لصحة الإنسان عند المستوى الموجود في الهواء ولكنه قد يتحول إلى
NO2 الأكثر سمية كما إنه قد يلتصق بالهيموجلوبين مثله مثل أول
أكسيد الكربون ولذلك عند التراكيز العالية قد يتسبب في نقص
الأكسجين في الدم .. إن NO2 مهيج للعيون والجهاز التنفسي ولكن
عند التراكيز الأعلى مما هو موجود في الهواء الآن .. ويمكن معالجة
التسمم بثاني أكسيد النيتروجين بواسطة فيتامين E الذي يخفف آثار
التسمم ..
* % * تأثير أكاسيد النيتروجين على المواد * % *
لقد تم بشكل أكيد ربط أثر أكاسيد النيتروجين NOx ونواتجها على
صبغات النسيج وعلى النسيج نفسه وعلى سبائك النحاس و*****ل وقد
وجد بعض الصبغات تبهت بمجرد تعرضها لـ NOx 6, - 2 جزء من
المليون . وهناك احتمال بأن أكاسيد النيتروجين المنبعثة من الطائرات قد
تحفز بعض التفاعلات المدمرة لطبقة الأوزون ..
