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氮化物的产生、危害及负氧离子对它的降解作用

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  氮氧化物是被联合国环境规划署宣布为危害全球的六种化学品之一。由于生物有机体含有氮,因此直接燃烧生物质(如柴草)或者是由生物质衍生而成的化石能源(如媒、石油)燃烧时都会产生氮氧化物。一些化工厂、冶炼厂生产也会产生氮氧化物。所以,在生话、工业生产和交通运输中都会产生很多的氮氧化物。

  氮氧化物污染大气后会直接伤害人体的呼吸系统,有害于人体健康,它也能导致对动植物的伤害,还能腐蚀建筑物、文化古迹和各种生产设备。氮氧化物能吸收地面的辐射热,因而和二氧化碳一样成为产生“温室效应”的气体之一;当它们跑到平流层后也会和臭氧起反应,因此也是破坏臭氧层的气体之一;它们还会导致产生酸雨和光化学烟雾,对环境和人体健康产生进一步的危害,特别是光化学烟雾,是目前聚居在城市里的约占一半的人口经常受到的一种威胁与伤害。当生物质或矿物质燃料燃烧时所排放的碳氢化物、氮氧化物等初生污染物在阳光中紫外线的照射下便发生光化学反应,产生醛、酮、酸等次生污染物。这些初生污染物和次生污染物的混合物,在大气压偏低、干燥和没有风的环境中形成的烟雾弥漫并使能见度降低的污染物叫光化学烟雾。光化学烟雾会直接刺激人的眼睛,使眼睛的结膜发炎(即结膜炎),从而产生红眼病,并导致眼睛不适,流泪等现象。光化学烟雾也会直接刺激人的呼吸道,从而产生咳嗽、哮喘、失声等支气管、咽炎、肺气肿等呼吸道疾病。由于光化学烟雾使能见度降低,易于发生交通事故,导致车毁人亡的惨剧发生。光化学烟雾产生后还可能随气流飘移,殃及邻近的城镇和农村。
  一、一氧化氮(NO)
  一氧化氮是一种奇分子(具有奇数价电子的分子称为奇分子,通常奇分子都有颜色),但是一氧化氮为无色气体,微溶于水,但不与水反应,不助燃,在常温下极易与氧反应。
  从历年的统计数据来看,一氧化氮的产生主要是来源于天然的物质排放(主要是细菌的作用);20世纪60、70年代人类活动排放的一氧化氮只占排放总量的 1/10左右。近来一氧化氮的人为因素排放量呈逐年增加的趋势。从整个地球的范围来看,氮氧化物的产生人为来源也是相当重要的。一氧化氮对人体的健康影响很大,科学实验发现,一氧化氮对血红蛋白的亲和能力为一氧化碳的1400倍,是氧气的3.0×105倍。正因为如此,一氧化氮在体内与血红蛋白结合后,就会使血红蛋白失去输送氧的能力,而导致体内氧的不足,其危险性比一氧化碳更强。正如环境标准专门委员会的报告中指出,“随着研究的深入,比起二氧化氮来,也许更要重视一氧化氮。”另一方面,如上面已经提到过的,氮氧化物同时也是光化学烟雾的重要组成成分和主要贡献者。
  大气环境对氮氧化物有很强的消除作用。如一氧化氮在空气中很容易就和氧反应而生成了二氧化氮。然后,空气中的二氧化氮再碰到水蒸气就转变成了硝酸而重新回到环境中来。另外,氯氧化物也能被空气中的活性氧光解而消除等。除此之外,在大气的电离层中,也存在着负氧离子和一氧化氮的反应:
  如前一部分所述,在电离层的D层中存在有大量的负氧离子[反应(5-1)和(5-2)生成]。一般来说,负氧离子与大气中的一氧化氮存在着如下四种一氧化氮同负氧离子反应的途径:
O2- + O3 →02 + 03-
03- + NO →N03- + 0 (5-6)
02- + 02 + M→ O4-+ M
04- + NO →N02- + O2 NO NO2+ + NO2 (5-7)
02- + 03 →O2 + 03-
03- + C02 →CO3- + O2
C03- + NO →NO2-+ C02 (5-8)
02- + C02 +M → CO4-+ M
C04-+ NO →N03- + CO2 (5-9)
  通过以上四种途径,一氧化氮在负氧离子的作用下可以转变成硝酸根(NO3-)、亚硝酸根(NO2-)或二氧化氮(N02)。另外,也可以用电子束照射来处理电厂及工业烟囱中所排放的气体。可清除其中的二氧化硫与氮氧化物,使之转化含氮的化学肥料。其中负氧离子是氮氧化物(包括一氧化氮)降解过程中重要的活性中间体。以电子形式射入废气中使氮氧化物变成悬浮颗粒,再用静电集尘器加以收集。从而实现对工厂所排放废气的处理。
  二、二氧化氮(NO2)
  由于天然来源和人类的活动,大气中也存在着一定量的二氧化氮。从统计的数据看出,大于70%的人为因素排放的二氧化氮都来源于机动车的排放。其次是煤和石油的燃烧。
  二氧化氮对材料、动植物和人类都有有害的影响。业已证明,某些纺织品褪色就是由于二氧化氮的存在。它也可使棉纤维失掉强度。二氧化氮与水反应后得到的硝酸气溶胶可以破坏尼龙,并在尼龙袜上引起抽丝现象。当空气浮尘中含有大量的有二氧化氮转变的硝酸盐时,会引起继电器中的镍铜电线弹簧过早裂化。在通常的情况下二氧化氮对植物没有损伤。但是当二氧化氮的浓度很高的时候,会引起植物损伤,使植物开始慢性病害。二氧化氮还影响人的气管,气味的阈限是 0.12g/L。与l0~40g/L二氧化氮接触就开始形成慢性的气管炎症。和二氧化硫相比,二氧化氮很少停留在上呼吸道,而是从下呼吸道侵入肺深部(狗、兔子)。由此可见,二氧化氮对呼吸器官的损害,一直累及到末梢气道。而具有代表性的大气污染物质——二氧化硫在低浓度时并不损害末梢气道,但二氧化氮的危害作用则具有这种重要的特征。二氧化氮还能引起肺脂质过氧化,使具有维持肺弹性功能的肺表面活性物质中的全磷脂质的饱和脂肪酸比例下降,肺磷脂质组发生变化及肺卵磷脂的生物合成下降。
  在空气中,大多数的二氧化氮都和水蒸气反应转化成硝酸而回到地面。另一方面,正如科学家研究发现的那样,用电子束照射由电厂及工业烟囱中所排放的气体。可清除其中的氮氧化物(其中包括二氧化氮),使之转化为含氮的化学肥料。其中负氧离子充当了一种重要的活性中间体。此项技术已应用于日本钢铁工业的废气处理研究。


1楼2014-12-24 10:36回复
    阳光、空气和水是地球上所有生物赖以生存的重要因素,而空气则是其中最重要的,因为离开了空气,一切生命现象将比离开阳光和水更快地终结。人们很早就知道空气里的氧和二氧化碳是人类气体代谢所必需的成分。后来又进一步了解到空气里所带的电荷对生物界也有十分重要的影响。经过近70~80年的研究,终于逐步探明,在大气中的各气体成分不完全是以分子的方式存在,其中还有一部分是以离子状态存在的,离子所带的电荷有正有负,其数量在不同的气象及地理条件下可有很大的变化。经过观察证明,空气中离子的数量和不同的极性对人体生理功能有明显的影响。离子化空气的发现,解释了某些气候生理学方面的问题,并提供了制造人工的局部范围电离空气是防治疾病的理论基础。空气离子生理作用和治疗作用的奠基人AJI.COKOДOB(1903年)首先将离子化空气用于预防保健与临床治疗。经过临床应用,证明具有一定的治疗效果,因而便形成了空气离子疗法(aero-ionotherapy)。
    空气离子疗法是指应用自然界中大气离子或人工产生的空气离子预防和治疗疾病的方法,又称离子化空气疗法。医用方面有重要作用的是空气负离子,又可称为空气负离子疗法。目前,环境污染严重威胁着人类的健康,迫切需要净化生存空间,改善环境卫生,空气负离子疗法日益受到重视,并已成为公共场所、学校、工矿的物理预防措施。


    5楼2015-01-05 09:31
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      目前空气负离子(负氧离子)发生器逐渐成为百姓日常生活的新宠。一时间,购买和馈赠负氧离子发生器成为一种新时尚。但最近,有部分北方地区使用空气负离子发生器的消费者致电我机构咨询,反映说在近距离使用空气负离子发生器时,如果触摸墙壁或其他物品,有时会出现静电现象。消费者担心:这种静电现象会对人体产生静电辐射危害。那么这种静电现象究竟会不会危害人体?
      要想说明这个问题,我们首先要弄明白:什么是静电?所谓静电,就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷(流动的电荷就形成了电流)。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电,而电荷分为正电荷和负电荷两种,也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电,当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电,但无论是正静电还是负静电,当带静电物体接触零电位物体(接地物体)或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移,就是我们日常见到火花放电现象。例如北方冬天天气干燥,人体容易带上静电,当接触他人或金属导电体时就会出现放电现象。人会有触电的针刺感,夜间能看到火花,这是化纤衣物与人体摩擦人体带上正静电的原因。(有基本物理知识我们就知道橡胶棒与毛皮摩擦,橡胶棒带负电,毛皮带正电)。
      这些正静电对人体健康是有一定影响,但我们不能笼统的认为所有的静电辐射都是对人体有害的,对人体有危害是正静电辐射,而负静电辐射则对人体没有危害。
      例如说起辐射,我们都知道核辐射。那么核辐射主要是α粒子、β粒子、γ粒子的辐射,其中α离子主要是质子或质子聚合物,众所周知质子就是是带正电荷。因此,谈起核辐射我们都很害怕。但笼统的说静电危害人体健康是不对的,其中经过国家食品药品监督管理局批准,并在市场和临床上大量销售和使用的静电治疗仪就是利用负静电对疾病进行治疗。
      而另一方面,人体健康细胞均呈现负荷,血液中健康的红细胞、白细胞、胶体质点所带电荷也均为负电荷,这样细胞与细胞之间负负相互排斥,使得人体血液中的细胞始终处于悬浮相离状态正常流动。负电荷(负离子)不但对人体没有危害,反而对人体的正常生理活动有着重要的意义。
      那么明白了以上道理,我们就会明白在现实生活中如果使用空气负离子生成机优化环境,当人体皮肤干燥或着化纤衣物活动在空气负离子发生器附近时,由于负离子浓度较高,一部分负离子(负电荷)会暂时聚集在人体或衣物表面,此时触摸别人、墙壁或导电体时就会出现类似于针刺感的静电放电现象。这是由于聚集在衣物上的负离子(负电荷)发生转移而引起的,此现象属于正常,对人体无害,使用者无须有任何担心。通过室内摆放植物或用加湿器对空气适当加湿就能轻松消除此现象,另外建议应用空气负离子进行疗养保健,近距离吸入时请尽量着棉质衣物或者使用结束后用清水洗脸都可有效避免此现象。当然并不是所有的负氧离子生成机都会有这种现象,只有负氧离子浓度能达到医疗保健级的高端负氧离子发生器才会偶然出现这种现象,低端的低浓度空气负离子发生器一般不会出现这种现象。另外负氧离子生成机作为生活电器或医疗器械必须符合国家的相关安全标准才能出厂,只要是正规厂家的产品都有技术监督部门产品标准审批备案,就是安全的,消费者无需有过多担心。
      还有笔者也借本文给大家做一个推荐,空气负离子发生器不仅不会对人体产生静电辐射危害,反而可以有效中和家用电器产生的正静电。(消息来源:自然医学201202期作者:陶名章中国空气负离子研究学会工程师、生态负离子生成技术研究中心专家)


      6楼2015-01-06 10:42
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        这什么产品啊


        7楼2015-09-24 10:09
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          总觉得不安全


          8楼2015-10-14 09:32
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