Esistono molti rapporti di combinazione tra l’azoto e l’ossigeno con formazione di una serie di ossidi, classificati in base allo stato di ossidazione dell'azoto: monossido di azoto (NO), triossido di diazoto (N₂O₃), biossido di azoto (NO₂), tetrossido di diazoto (N₂O₄), pentossido di diazoto (N₂O₅). Le specie chimiche presenti nell'aria come inquinanti naturali e antropici e che destano maggiore preoccupazione dal punto di vista dell'inquinamento atmosferico sono essenzialmente NO e NO₂. Il termine ossidi di azoto (NOx) si riferisce proprio alla somma di NO e NO₂.
Gli NOx si generano durante i processi di combustione che utilizzano l’aria come comburente. A causa delle alte temperature raggiunte, avviene la dissociazione dell’ossigeno e dell’azoto, con formazione di NOx. L’NO costituisce il principale prodotto emesso, mentre l’NO₂ si forma in atmosfera tramite reazioni chimiche che coinvolgono l’NO; solo una piccola parte dell’NO₂ deriva direttamente da fonti primarie, sia naturali che antropiche.
Le principali fonti di NOx includono eruzioni vulcaniche, incendi, processi biologici, e, soprattutto, attività antropiche come la combustione nei motori diesel, produzioni industriali e, in generale, da impianti di combustione industriale, impianti di riscaldamento domestico, centrali elettriche e inceneritori.
Degli NOx, solo l'NO₂ ha rilevanza tossicologica: esso irrita il sistema respiratorio, può causare bronchite cronica, asma ed enfisema, e contribuisce a fenomeni come lo smog fotochimico e le piogge acide.
Come si valuta la concentrazione di NOx nelle emissioni convogliate?
La concentrazione di NOx nei flussi d’aria convogliati viene misurata tramite un rilevatore di chemiluminescenza, basato sulla reazione tra NO e ozono (O₃):
NO + O₃ → NO₂* + O₂
Da questa reazione si ottengono come prodotti O₂ e NO₂ in uno stato eccitato, che successivamente torna allo stato fondamentale emettendo una radiazione elettromagnetica nella regione dell’UV, fenomeno conosciuto appunto come chemiluminescenza.
NO₂* → NO₂ + hv
La radiazione elettromagnetica prodotta (hv) passa prima attraverso un filtro ottico e successivamente attraverso un tubo fotomoltiplicatore che, in base all’intensità della stessa, determina la concentrazione di NO.
Poiché la tecnica è in grado di misurare solo la concentrazione di NO, l’NO₂ deve essere convertito in NO per essere misurato. La conversione avviene utilizzando un convertitore di molibdeno o in acciaio inossidabile, il quale, riscaldato ad una certa temperatura, riesce, agendo come catalizzatore, a sottrarre uno dei due atomi di ossigeno dall’NO₂ convertendolo in NO. Lo strumento calcola quindi la concentrazione totale di NOx (NO+NO₂), permettendo di ricavare la quantità di NO₂ per differenza.
Il rilevatore integra un generatore di ozono, che produce l’O₃ richiesto a partire dall' O₂ (ossigeno puro, aria sintetica o aria ambiente).
Poiché l’NO₂ può anche reagire con l'acqua, è necessario evitare la presenza di acqua condensata almeno dal convertitore NO₂/NO: diversamente, l’NO₂ da misurare andrebbe perso e si formerebbero acidi aggressivi. Per tale ragione, l'intero percorso del gas campione e l'analizzatore sono solitamente riscaldati e si utilizzano sistemi che permettono di rimuovere l’umidità come condensatori o assorbitori gel di silice.
La determinazione degli ossidi di azoto (NOx) nelle emissioni convogliate è regolata dalla norma UNI EN 14793:2017, che definisce i criteri per garantire accuratezza e affidabilità delle misurazioni. Il Gruppo Bucciarelli dispone di strumentazione avanzata e conforme agli standard richiesti per effettuare analisi precise degli NOx. Grazie all'utilizzo di tecniche come il rilevamento per chemiluminescenza, siamo in grado di monitorare le emissioni industriali, contribuendo a valutazioni ambientali complete e al rispetto delle normative vigenti.