Khí NO2 là gì? Tính chất hóa học của NO2 Nito Đioxit

Khí NO₂ là gì? Nó được sinh ra từ đâu và có tính chất lý hóa như thế nào? Khí NO₂ có gây ảnh hưởng đến con người và môi trường không? Khí NO₂ có tác động ra sao đến ngành nuôi tôm? Cùng tìm câu trả lời cho các câu hỏi trên qua bài viết sau của Degrasan.

Sơ lược về khí NO2 Nito Dioxit

1. Khí NO₂ là gì?

Khí NO₂ là một hợp chất được cấu tạo từ nguyên tử nitơ và oxy tồn tại trong đất và nước với công thức NO₂. NO₂ là một chất trung gian của phản ứng oxy hóa dưới tác động của các vi khuẩn từ amoniac biến đổi thành nitrite và sản phẩm cuối cùng thu được là nitrat.

NO₂ còn có các tên gọi khác như: nitrit, khí nitơ đioxit hay điôxít nitơ

Khí NO₂ là gì?

2. Khí NO₂ sinh ra từ đâu?

• Trong môi trường khí tự nhiên hiện nay, NO và NO2 là hai loại oxit nitơ thường gặp nhất. Khí NO₂ được sinh ra do sự kết hợp giữa khí nitơ với oxy trong không khí khi ở nhiệt độ cao như do sét đánh, khí núi lửa, quá trình quá trình phân hủy vi sinh vật.
• Trong khí quyển: khí NO₂ khi kết hợp với gốc OH có trong không khí sẽ tạo ra HNO₃. Vì vậy, khi trời mưa, NO₂ cùng với các phân tử HNO₃ sẽ hòa lẫn vào nước mưa và là giảm độ pH trong nước. Có thể nói, NO₂ là một trong những tác nhân gây ra ô nhiễm không khí.
• Trong tầng Ozon: khí NO₂ có thể sinh ra theo phản ứng oxi hóa NO

NO + O₃ → O₂ + NO₂

• Khí NO2 nitơ đioxit còn là chất trung gian được sinh ra từ quá trình tổng hợp công nghiệp axit nitric.

3. Tính chất vật lý của NO₂

• Là chất khí màu nâu đỏ với mùi gắt đặc trưng.
• Khối lượng mol: 46.0055 g mol^-1
• Khối lượng riêng: 1.88 g dm^-3
• Điểm nóng chảy: -11.2 ^oC (261.9 K và 11.8 ^oF)
• Điểm sôi: 21.2 ^oC (294.3 K và 70.2 ^oF)

Khí NO₂ là gì? Cấu tạo phân tử của Nito dioxit NO₂

4. Tính chất hóa học của NO₂

• Tham gia vào phản ứng oxy hóa khử

3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO

(Trong phản ứng trên, NO2 vừa đóng vai trò là chất oxy hóa vừa là chất khử)

• Tham gia phản ứng quang hóa trong điều chế NO

NO₂ + hv (λ < 430 nm) → NO + O

Tác hại của khí NO₂

1. Ảnh hưởng của khí NO2 đến sức khỏe con người

- NO₂ là một loại khí rất độc gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của con người. Hít thở không khí với nồng độ NO₂ cao có thể gây ra hiện tượng kích ứng đường thở trong hệ hô hấp của con người.

• Nồng độ khí NO₂ đạt mức khoảng 50 – 100ppm dưới 1h rất có thể sẽ gây ra viêm phổi trong 6 – 8 tuần
• Nồng độ khí NO₂ đạt mức khoảng 150 – 200ppm dưới 1h có thể phá hủy dây khí quản và thậm chí tử vong nếu thời gian nhiễm độc kéo dài từ 3 – 5 tuần.
• Nồng độ khí NO₂ ở mức 500ppm hay lớn hơn trong 2 – 10 ngày có thể gây tử vong.

- Phơi nhiễm NO₂ trong thời gian ngắn có thể làm nặng thêm tình trạng của các bệnh về đường hô hấp đặc biệt là bệnh hen suyễn, dẫn đến các triệu chứng hô hấp,…

- Phơi nhiễm nồng độ NO₂ tăng cao trong thời gian lâu hơn có thể góp phần vào sự phát triển của bệnh hen suyễn và có thể làm tăng khả năng bị nhiễm trùng đường hô hấp.

- Ảnh hưởng của NO₂ cao hơn ở người già, trẻ em và người mắc bệnh hen suyễn

- NO₂ cùng với Nox khác khi phản ứng với các hóa chất khác trong không khí tạo thành bụi mịn và ozone. Việc hít hai chất này cũng gây ảnh hưởng đến hệ hô hấp.

- Khí NO₂ còn được khuyến cáo là chất có thể gây ung thư do khi kết hợp với các axit amin có trong thực phẩm hằng ngày tạo nên hợp chất tiền ung thư là nitrosamine-1.

2. Đối với môi trường

• NO₂ và NO_x tương tác với nước cùng oxy và các hóa chất khác có trong khí quyển tạo thành mưa axit. Mưa axit gây hại đến các hệ sinh thái nhạy cảm.
• NO_x trong khí quyển là tác nhân góp phần gây ô nhiễm chất dinh dưỡng ở vùng nước ven biển

NO₂ là một trong những tác nhân gây mưa axit

Ngộ độc khí NO₂ Nito Dioxit

• Khi bị ngộ độc NO₂ sẽ xuất hiện các triệu chứng liên quan đến đường hô hấp như khó thở, thấy nhói ở phần hầu,… Tuy nhiên, do các dấu hiệu trên gần giống với triệu chứng của các bệnh đường hô hấp nên mọi người sẽ ít để ý đến.
• Nếu hàm lượng nitrit trong cơ thể quá cao sẽ gây ức chế oxy dẫn đến hiện tượng thiếu oxy trong máu và cơ thể, làm người ngộ độc khí NO₂ bị choáng váng và có thể bị ngất đi.
• Trong các trường hợp ngộ độc trầm trọng, không đực cứu chữa kịp thời rất dễ dẫn đến tử vong với tỷ lệ cao.

Khí CO2 Cacbon Dioxit là gì? Tính chất, điều chế & ứng dụng của CO2

Phương pháp xử lý khí NO₂

Có 3 phương pháp xử lý khí NO₂ phổ biến: phương pháp hóa học, phương pháp vật lý và phương pháp sinh học.

1. Phương pháp hóa học

• Khử khí độc NO₂ xúc tác chọn lọc với chất khử là ammoniac (SCR)
• Sử dụng vữa vôi Ca(OH)₂ làm chất lọc xử lý khí NO₂. Nó có thể làm giảm nồng độ của khí NOx lên đến 200ppm.
• Sử dụng axit sunfuric biến đổi canxi nitrit trong dung dịch tạo ra canxi nitrat có giá trị cao hơn. Khí NO được tạo ra có thể được quay trở lại nhà máy để ứng dụng trong sản xuất nitrit và Ca(NO₃)₂ được dùng như một loại phân bón.
• Ngoài ra, có thể sử dụng thiết bị hấp thụ khí với chức năng tạo ra trên bề mặt tiếp xúc càng lớn thì sẽ càng tốt giữa 2 pha là pha khí và pha lỏng.

2. Phương pháp vật lý

• Xử lý khí NO₂ ở nhiệt độ cao có chất xúc tác. Bản chất của quá trình xúc tác này là giúp khử khí độc NO₂, làm sạch khí và thực hiện các hoạt động tương tác hóa học, nhằm chuyển hóa chất độc thành sản phẩm khác dưới sự có mặt của các chất xúc tác đặc biệt
• Quá trình được thực hiện khi cho NOx tiếp xúc với khí thử trên bề mặt tiếp xúc. Chất khử được sử dụng có thể là khí metan, khí tự nhiên, khí dầu mỏ, CO, khí than và H₂ hay hỗ hợp nitơ – hydro.
• Phụ thuộc vào hoạt tính của chất xúc tác mà hiệu quả khử NO₂ là khác nhau.

3. Phương pháp sinh học

• Ứng dụng phương pháp sinh học còn gọi là quy trình xử lý xanh vì nó không phát thải chất ô nhiễm mà lại đơn giản trong sử dụng. Nó giúp tiêu thụ, hấp thu các chất ô nhiễm trong dòng khí đã bị nhiễm bẩn.

Khí NO₂ ảnh hưởng đến ngành nuôi tôm

Khí NO₂ không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người, môi trường mà tác động lên cả sinh vật. Khí độc NO₂ làm tôm yếu, giảm ăn hoặc bỏ ăn, dễ nhiễm bệnh thậm chí là chết. Do khả năng tạo MetHb, NO₂ là cá bị thiếu oxy, không những vậy nó còn tác động đến các cơ quan khác với nhiều cơ chế khác nhau.

Khí NO₂ là gì? Tác động của NO₂ đến ngành nuôi tôm

1. Cơ chế hình thành khí NO₂ trong ao tôm

- Trong quá trình nuôi, chỉ có khoảng 30% lượng đạm trong thức ăn được Tôm hấp thu, phần còn lại sẽ rớt đáy và được tích lũy ở lớp bùn đáy, tạo khả năng ô nhiễm cực kỳ cao. Quá trình chuyển hóa đạm sẽ được diễn ra với nhiều bước và do nhiều nhóm sinh vật tham giá. Tuy nhiên, quá trình hình thành khí độc NH₃ có tốc độ nhanh hơn so với việc chuyển hóa NH₃ thành các chất không độc, dẫn đến sự tích lũy NH₃ kéo theo lượng NO₂ ngày càng tăng.

• NH₃ (độc) do nhóm vi khuẩn Nitrosomonas sp và Nitrosococcus sp thực hiện chuyển hóa thành NO₂^- (rất độc). Quá trình này gọi là quá trình nitrite hóa.
• NO₂^- tiếp tục được nhóm vi khuẩn là Nitrobacter sp và Nitrospira sp chuyển hóa thành NO₃^- (rất ít độc) – đây là giai đoạn cuối của quá trình chuyển hóa.
• Trong ao luôn có sự hiện diện của 2 nhóm vi khuẩn này nhưng chúng có mật độ rất thấp và không thể tự tăng sinh tự nhiên nhanh như các loại vi khuẩn thông thường khác. Mặt khác, NH₃ đã hiện diện ngày từ đầu trong thức ăn tôm ở đáy ao, dần dần được tích lũy theo quá trình nuôi đồng thời được Nitrite hóa tạo thành NO₂ gây độc dẫn đến hiện tượng tôm chết hàng loạt. Đặc biệt khi thiếu oxy, quá trình Nitrate hóa diễn ra kém hiệu quả khiến lượng khí NO₂ ngày càng nhiều.

2. Khí NO₂ trong ao nuôi tôm tăng cao do đâu?

Có 4 nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tình trạng NO₂ tăng cao

• Do việc quản lý lượng thức ăn cho ao nuôi chưa tốt dẫn đến việc dư thừa lượng thức ăn lớn dưới đáy ao, làm ô nhiễm môi trường nước ao gây ra khí độc NO₂/NH₃.
• Mật độ nuôi cao, lượng thức ăn nhiều, gây dư thừa, tích tụ dưới đáy ao dẫn đến hiện tượng ô nhiễm hữu cơ trong ao tôm, phát sinh ra khí độc.
• Vi sinh vật có ích không tồn tại hoặc tồn tại với mật độ thấp không đáp ứng được nhu cầu trong quá trình chuyển hóa các khí độc thành NO₃.
• Không cung cấp đủ hàm lượng oxy cho chu trình nitrat hóa, dẫn đến việc tích tụ NO₂ trong ao nuôi đồng thời cũng làm giảm mật độ vi sinh vật hữu ích trong ao nuôi

Lượng thức ăn cũng ảnh hưởng không nhỏ đến hàm lượng khí NO₂ trong ao nuôi

3. Ảnh hưởng của NO₂

• Khí độc NO₂ thường nằm ở tầng đáy ao khiến tôm không thể tiếp cận được thức ăn, dẫn đến tình trạng trống đường ruột, làm giảm sự sinh trưởng, phát triển của tôm nuôi.
• Hàm lượng NO₂ tăng cao sẽ khiến tôm nuôi bị ngạt do khi nó kết hợp với Hemocyanin trong máu tôm sẽ làm mất khả năng vận chuyển oxy trong máu. Nếu tôm bị ngạt mãn tính sẽ yếu, dễ mắc các bệnh như bệnh phân trắng, bệnh gan tụy trên tôm, đốm trắng, … hoặc có thể chết khi sốc môi trường.
• Gây hiện tượng rối loạn cân bằng áp suất thẩm thấu với các dấu hiệu như lột xác không cứng vỏ, tôm chậm lớn và bị tổn thương mang hay phù thủng cơ.
• Trong trường hợp hàm lượng Nitrit trong ao quá cao, tôm nổi đầu và có thể xuất hiện hiện tượng tôm chết hàng loạt hoặc rải rác vào buồi sáng sớm và chiều tối.

4. Đo nồng độ NO₂ trong ao tôm

• Sử dụng kít Sera kiểm tra nhanh NO₂ có trong ao tôm. Đây là phương pháp được nhiều trại nuôi lựa chọn với giá thành hợp lý, dễ sử dụng, tiện lợi, nhanh chóng và mang lại độ chính xác cao.

5. Xử lý khí NO₂ trong ao tôm

• Điều chỉnh lại lượng thức ăn trong ao, tránh dư thừa.
• Thay nước (nếu được) để hạn chế hàm lượng NO₂ đến mức tối thiểu
• Tăng cường việc chạy quạt, bổ sung thêm oxy viên giúp đẩy nhanh quá trình phân hủy hữu cơ, giảm thiểu khí NO₂
• Sử dụng các men vi sinh như Bac – Pro và Bottom – Pro giúp phân hủy mùn bã hữu cơ dư thừa và giảm hàm lượng khí độc NO₂ trong ao nuôi tôm.

Tăng cường chạy quạt máy, bổ sung oxy cho chu trình nitrat hóa, hạn chế lượng NO₂

Để phòng ngừa khí độc NO₂ trong ao nuôi, người nuôi nên cải tạo ao nuôi một cách hoàn chỉnh, loại bỏ bùn bã, chất cặn bã trước khi bắt đầu vụ nuôi mới. Thường xuyên xi phông đáy ao, sử dung Bac- Pro cùng Bottom – Pro trong suốt quá trình nuôi, kiểm soát lượng thức ăn vừa phải, thường xuyên kiểm tra và theo dõi các chỉ tiêu môi trường ao nuôi.

Khí Lưu Huỳnh đioxit SO2 là gì? Tính chất, điều chế & một số oxit quan trọng

Tìm hiểu thêm về khí NO2

1. Khí NO₂ màu gì?

NO2 là chất khí có màu nâu đỏ, có khả năng bao phì lên vùng đô thị và có thể làm giảm tầm nhìn của mắt thường. Khí NO2 với độ hấp thụ mạnh đối với các tia cực tím tạo nên hiện tượng ô nhiễm quang hóa học.

2. Khí NO₂ có mùi gì?

Khí NO₂ có một mùi gắt rất đặc trưng, dễ nhận biết so với các loại khí độc khác và dễ phát hiện nếu xảy ra trường hợp bị rò rỉ.

3. Cách nhận biết khí NO₂ trong nước

- So sánh với các chỉ tiêu, nếu nước ăn uống và nước sinh hoạt của gia đình là nước cấp thành phố thì thông thường nó có các chỉ tiêu chất lượng theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 01:2009/BYT về chất lượng nước ăn uống:

• Hàm lượng của nitrat cho phép trong nước ăn uống không được vượt quá 50 mg/l
• Hàm lượng của NO₂ cho phép trong nước ăn uống không được vượt quá 3 mg/l.

- Lấy mẫu nước và mang đi phân tích tại phòng thí nghiệm uy tín trong trường hợp gia đình tự khai thác nước dùng cho ăn uống (nước giếng khoan, nước sông, hồ,..) vì không thể tự xác định sự có mặt của nitrat và nitrit trong nước ăn uống bằng cảm quan. Nên thường xuyên kiểm tra ít nhất 6 tháng/lần.

Trên đây là những thông tin cơ bản về khí NO₂ là gì, Degrasan mong rằng đã giúp bạn đọc hiểu thêm về loại khí này. Nếu còn thắc mắc bất cứ điều gì về khí NO₂ hay muốn tìm mua các sản phẩm Bac – Pro và Bottom – Pro cho ao tôm, quý bạn đọc hãy liên hệ ngay với VietChem thông qua hotline hoặc nhắn tin trực tiếp qua website hoachat.com.vn để được tư vấn, giải đáp tốt nhất.