ไนโตรเจนออกไซด์

ไนโตรเจนออกไซด์ หรือ กลุ่มก๊าซที่มีความไว (Highly reactive gases) เป็นก๊าซซึ่งมีองค์ประกอบทางเคมีของไนโตรเจนและออกซิเจน ในอัตราส่วนแตกต่างกัน ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ยกเว้นก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ เมื่อรวมตัวกับอนุภาคอื่น ๆ ในอากาศ จะเห็นเป็นชั้นสีน้ำตาลแดง

สาเหตุการเกิด

ก๊าซจำพวกไนโตรเจนออกไซด์ เกิดขึ้นได้เองตามธรรมชาติแต่เกิดในปริมาณไม่มากนัก ส่วนสาเหตุหลักมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงชนิดต่าง ๆ ในอุณหภูมิสูง เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิงเครื่องยนต์ของรถยนต์ โรงไฟฟ้า อุตสาหกรรมต่าง ๆ การเผาไหม้เชื้อเพลิงในครัวเรือน โดยสัดส่วนการเกิดจากรถยนต์มีสูงถึงร้อยละ 55 ของการเกิดทั้งหมด

ก๊าซในกลุ่มไนโตรเจนออกไซด์ ไนตริกออกไซด์ (Nitric oxide) หรือ ไนโตรเจนมอนอกไซด์

ไนโตรเจนไดออกไซด์

ไนโตรซิลาไซด์ (Nitrosylazide, N₄O)

ไนเตรทเรดิคัล (Nitrate radical, NO₃)

ไดไนโตรเจนไตรออกไซด์ (Dinitrogen trioxide, N₂O₃)

ไดไนโตรเจนเตตรอกไซด์ (Dinitrogen tetroxide, N₂O₄)

ไดไนโตรเจนเพนตอกไซด์ (Dinitrogen pentoxide, N₂O₅)

ไตรไนเตรไมด์ (Trinitramide, N(NO₂)₃)  

นอกเหนือไปจากนี้แล้ว ไนโตรเจนไดออกไซด์ ยังเป็นสาเหตุทำให้เกิด Peroxyacetylnitrate (PAN) ซึ่งเป็นสารมลพิษทางอากาศอีกตัวหนึ่งที่ทำให้เกิดการระคายเคืองและเป็นพิษต่อพืชด้วย โดยไนโตรเจนไดออกไซด์ จะทำปฏิกิริยากับสารไฮโดรคาร์บอน ( hydrocarbons) โดยเฉพาะสารในกลุ่มของสารอินทรีย์ที่ระเหยง่าย ( volatile organic compounds, VOCs) ซึ่งมาจากแหล่งต่างๆ เช่นน้ำมัน รถยนต์ และกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม สารประกอบที่มีออกซิเจนในโมเลกุลมีสูตรเคมี ROx จะเข้าทำปฏิกิริยากับสารไนตริคออกไซด์ เกิดเป็นก๊าซ ไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อมอีกทำให้เกิด photochemical smog reaction วนเวียนกันไปเรื่อยๆ และส่งผลให้มีสารมลพิษทางอากาศในปริมาณสูงด้วย

ผลกระทบต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

• ด้วยอัตราส่วนผสมที่แตกต่างในแต่ละตัวของไนโตรเจน จึงส่งผลต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกัน และก๊าซในกลุ่มนี้สามารถเคลื่อนที่ไปจากแหล่งกำเนิดได้เป็นระยะทางไกลกว่าร้อยกิโลเมตร
• โอโซน เมื่อไนโตรเจนออกไซด์ทำปฏิกิริยากับสารระเหยอินทรีย์ (Volatile Organic Compound) และมีพลังงานจากแสงอาทิตย์ช่วยเร่งปฏิกิริยา จะทำให้เกิดหมอกควัน (Smog) ในระดับภาคพื้นดิน เมื่อมนุษย์สูดดมก๊าซนี้เข้าไปเป็นเวลานาน เนื้อปอดจะถูกทำลาย ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของปอดลดลงโดยเฉพาะผู้ที่อยู่ในกลุ่มเสี่ยง เช่น เด็ก ผู้สูงอายุ ผู้ป่วยโรคปอดหรือระบบทางเดินหายใจ แม้พื้นที่ไกลจากจุดกำเนิดก๊าซก็ได้รับผลกระทบได้เนื่องจากก๊าซสามารถเคลื่อนที่ไปสู่ที่ต่าง ๆ ได้ด้วยการพัดพาของกระแสลม
• ฝนกรด เมื่อไนโตรเจนออกไซด์ หรือ ก๊าซในกลุ่มซัลเฟอร์ออกไซด์ ทำปฏิกิริยากับสารตัวอื่นที่อยู่ในชั้นบรรยากาศของโลก หากตกลงสู่พื้นดินในรูปแบบ ฝน หมอก หิมะ หรืออนุภาคอื่น ๆ ที่ไม่มีองค์ประกอบของน้ำ หากวัตถุใดสัมผัสจะทำให้เกิดภาวะการกัดกร่อน หากตกลงในแหล่งน้ำจะทำให้เกิดภาวะความเป็นกรด ส่งผลต่อสภาพแวดล้อมเหล่านั้นทำให้ไม่เหมาะสำหรับการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์
• กรดไนตริก เกิดจากก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ ทำปฏิกิริยากับสารประกอบตัวอื่น ๆ เช่น แอมโมเนีย หรือ ไอน้ำ ทำให้เกิดฝุ่นละอองที่มีอนุภาคเล็ก หากสูดดมเข้าไปจะส่งผลต่อระบบทางเดินหายใจ ทำลายปอด ส่วนผู้ที่มีภาวะโรคเกี่ยวกับระบบทางเดินหายใจอยู่แล้วจะส่งผลกระทบรุนแรงขึ้น หรือกลุ่มผู้ป่วยโรคหัวใจ
• ไนเตรท หากอยู่ในแหล่งน้ำมากเกินไปจะทำพืชน้ำเจริญเติบโตมากจนทำลายระบบนิเวศในแหล่งน้ำนั้น
• ภาวะเรือนกระจก (Greenhouse effect) เกิดจากก๊าซไนตรัสออกไซด์ ทำให้อุณหภูมิของโลกสูงขึ้น
• สารประกอบทางเคมีเป็นพิษอื่น ๆ เช่น ไนเตรทเรดิคัล ไนโตรเรนส์ ไนโตรซาไมด์ ซึ่งอาจส่งผลต่อการกลายพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต
• บดบังทัศนวิสัยการมองเห็น ไนเตรท และ ไนโตรเจนไดออกไซด์ บดบังหรือขัดขวางการเดินทางของแสงอาทิตย์ ส่งผลให้ทัศนวิสัยการมองเห็นสั้นลง

ที่มา วิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี และ สถาบันนวัตกรรมการเรียนรู้ ม.มหิดล