שיפור איכות אוויר ותיקון מערכת אקולוגית

יש כל כך הרבה דגש על האופן שבו פחמן דו חמצני (CO₂) ומתאן (CH4) תורמים לגזי חממה, אבל תחמוצות חנקן מוערכות להיות חזקות פי 300 יותר מ-CO₂ מבחינת השפעתם על שינוי האקלים.

מקורות לזיהום תחמוצת חנקן

תחמוצות חנקן (NOx = NO + NO2) הן מרכיב עיקרי של זיהום אוויר - גורם מוביל למוות בטרם עת בבני אדם ולירידה במגוון הביולוגי ברחבי העולם. גזים אלו הם בין המרכיבים החשובים ביותר של זיהום אוויר ולפי ארגון הבריאות העולמי (WHO), תחמוצות חנקן אחראיות לאחד מכל שמונה מקרי מוות בטרם עת ברחבי העולם.

חנקן דו חמצני (NO₂) מסווג כחומר מסוכן ביותר, הכפוף לדרישות דיווח מחמירות על ידי מתקנים המייצרים, מאחסנים או משתמשים בו בכמויות משמעותיות. המקורות הבולטים ביותר של זיהום NO₂ מגיעים מ:

 מנועי בעירה פנימית

מחממי עשן סיגריות, בוטאן ונפט

קרקעות חקלאיות מופרות בכבדות

עובדים חקלאיים שנחשפו ל-NO₂ העולה כתוצאה מפירוק תבואה בממגורות

שינויים קטנים ביום-יום ב-NO2 עלולים לגרום לשינויים בתפקוד הריאות. חשיפה כרונית ל-NO2 יכולה לגרום להשפעות נשימתיות כולל דלקת בדרכי הנשימה אצל אנשים בריאים ותסמינים נשימתיים מוגברים אצל אנשים עם אסתמה.

חשיפות תעסוקתיות של NO2 מהוות את הסיכון הגבוה ביותר לרעילות ולעתים קרובות הוא גבוה עבור ;

חקלאים, במיוחד אלה העוסקים בדגן מזון

כבאים ואנשי צבא, במיוחד אותם קצינים העוסקים בחומרי נפץ.

גבוה עבור רתכי קשת

שוטרי תנועה

צוות תעופה וחלל

כורים ו

אנשים בעלי מקצועות הקשורים לחומצה חנקתית.

דלקים מאובנים

גז NOx נפלט מצינור או תעלה המעבירים גזי פליטה ואדים רעילים מאח, תנור, דוד, מחולל קיטור או תנור וכיריים גז.

דלקים מאובנים הנשרפים ממערכות כאלה, נוטים להיות בעלי כמויות משמעותיות של פליטת NOx אשר הן מסוכנות ומסכנות לבריאות האדם ולמרכיבים הסביבתיים הנובעים מהיווצרות חומרים כגון ערפל חומצה חנקתית וגשם חומצי.

ככזה, לנטרול ולכידה של גז NOx הן בתעשייה והן בסביבה ביתית, יש חשיבות מכרעת.

תוצאות בריאותיות, אקולוגיות וכלכליות

גזי NOx נקשרו למחלות בדרכי הנשימה העליונות, אסטמה, סרטן, מומים מולדים, מחלות לב וכלי דם ותסמונת מוות פתאומי של תינוקות. NO2 מסיס במים במים ובשאיפה, הוא מתפזר לתוך הריאה ומתפשט לאט לחומצה חנקתית וחומצה חנקתית, אשר לאחר מכן גורמת למחלות ריאות, נזק לריאות ובחשיפה כרונית היא עלולה להיות קטלנית. ל-NO2 יש גם השפעות שליליות על עוצמת הרבייה ובמקרים מסוימים, גורם לסרטן.

באשר לחיים מימיים, חנקן תגובתי מסיס ויכול לפלס את דרכו בקלות אל נתיבי מים דרך מי נגר, שם הוא מעודד צמיחת צמחים, ולעיתים גורם ל"פריחת אצות" המפחיתה את רמות האור והחמצן במים. זה משנה קהילות צמחים והורג דגים, יוצר "אזורים מתים" ימיים. יש לכך השלכות הרות אסון על המגוון הביולוגי והפרנסה המקומית.

מן הסתם, זיהום אוויר, בריאות ואקלים צריכים להילקח בחשבון במשותף, בהערכה של האופן שבו נוהלי דלק בעירה משפיעים על פליטת תחמוצת חנקן תגובתית. האינטראקציה של NO2 ותחמוצות חנקן אחרות (NOx) עם מים, חמצן וכימיקלים אחרים באטמוספרה עלולה ליצור גשם חומצי הפוגע במערכות אקולוגיות רגישות כמו אגמים ויערות. רמות גבוהות של NO2 יכולות גם להזיק לצמחייה, להפחית את הצמיחה ולהפחית את יבולי היבול. הפחתת פליטת NOx מציעה אפוא מצב של win-win לחקלאים, בריאות הסביבה והכלכלה.

בהתחשב בעובדה שהיתרונות הכלכליים של שיפור איכות האוויר והמים עולים ברובם על העלויות של צעדים להפחתת פליטות, יש סיבות משמעותיות לתת עדיפות לבלימת פליטת חנקן, ממקורות חקלאיים, תנועה, ביתיים ותעשייתיים.

חטיבת ה-CARBON של NANOARC מציעה שימוש בביו-ננו-חומרים לא רעילים, התואמים לסביבה שטח פנים גבוה, שניתן להשתמש בהם בנפחים זעירים כדי ישירות

לספוג כמויות גבוהות של מזהמים אלו מהאטמוספרה, במיוחד במקורות ריכוז גבוהים, כדי להגביל את ההתפשטות ואת רמות NOx שלהם הרבה מתחת לסף המזיק.

המרת NOx לצורה מועילה (למשל NO3) ושמור על N לתקופות ארוכות יותר באדמה והגברת הזמינות הביולוגית לצמחים ובכך להפחית את השימוש החוזר והמופרז בדשן והפליטות שלו כתוצאה מכך.

איזון ה-pH של הקרקע כדי להפחית חומציות ולשמור על המגוון הביולוגי מבלי ליצור הטיה באיזון הכימי האקולוגי

ECO RN

צבע: אבקת ננו לבנה

שטח פני השטח (הימור): 35930 מ"ר/ק"ג

ספיגת NOx ממוצעת: כ. 49.7 מ"ג של NOx לגרם של ננו-ביו-חומר

מינון ממוצע בציפויים* (למשל במערכות ארובות, על קירות בניינים, ממגורות זרעים, אסמים חופשיים וקירות אחסון זבל): ~ 0.2 גרם לליטר

מינון ממוצע למ"ק זבל: 8.3 גרם

1 מטר מעוקב (מ"ק) זבל = 400 ק"ג

מינון ממוצע במי השקיית קרקע (עבור ~ 19.8 ק"ג של N ha−1 שנה−1) *: 0.0004 % wt (כלומר 0.1 גרם ל-25L) - לשנה או 1.09 ק"ג לדונם, בשנה. (מידע נוסף בסעיף יישומים למטה)

1 דונם מושקה עם כ. 250,000 ליטר מים

יישומים:

חומר אנטי-פתוגני נגד חיידקים גראם-שליליים (E. coli) ו-גראם חיוביים (S. aureus), הפטריות Aspergillus niger ו- Penicillium oxalicum (~ 150 - 250 מיקרוגרם/מ"ל או 0.15 עד 0.25 גרם לליטר)

זה עוזר לשמר משטחים מפני נזקי גשם חומציים הנובעים ממזהמי SOx ו-NOx

ננו-סורבנט יעיל ל-SO2 (ערובה רטובה), פרופונלדהיד, בנזלדהיד, אמוניה, דימתילאמין, N-nitrosodiethylamine ומתנול. דיכוי עשן ומעכבי בעירה.

ננו-סורבנט יעיל ללכידת פוספטים, NO2 ו-NH3.

עם תגובה עם NO2, נוצרת תערובת של חנקתי (NO3), NO וחנקן (N) משטח נאן-ביו-חומר. NO3 הוא מין יציב מבחינה תרמית שמתפרק בדרך כלל בטמפרטורות שבין 177 ל-327 מעלות צלזיוס.

כאשר אדסורבטים אלו קשורים למשטח הננו-ביו-חומר, עם זאת, מיני NO2 נשמרים על פני השטח הננו-ביו-חומריים עד ל-327 מעלות צלזיוס, וה-NO3 נוטה להיות יציב בטמפרטורות של עד 527 מעלות צלזיוס.

המשמעות היא שהחומר הננו-ביו יכול לשמור על NOx יכול לעזור למזער את הפליטות מהזבל

חנקות (NO3) באדמה הן מקור עיקרי לחנקן החיוני לצמיחת צמחים. בעיקרו של דבר, שורשי הצמח סופגים חנקות לצמיחה בריאה. והם זקוקים לחנקה לייצור חומצות אמינו המשמשות לאחר מכן ליצירת חלבונים. הוא מווסת את חילוף החומרים הכללי של החנקן ומספק חנקן ללא הפרעה עבור ביו-סינתזה של כלורופיל. זה הופך את היציבות התרמית של NOx הנספג חשובה מכיוון ש:

ניתן לרסן את שיעורי הפליטה של NOx באקלים חם ובמצבי בצורת ו

  בשל האופי המסיס והמתכלה הגבוה של סוג דשן NO3 הנקשר אל פני השטח הננו-ביו-חומריים, שם הפטיקלים פועלים כמערכות אחסון חנקה. דשן NO3 נשמר לפיכך באדמה דרך פני השטח של ננו-ביו-חומר תקופות ארוכות יותר לאורך השנה במנגנון שחרור מושהה.

זמינות מורחבת של NO3 מפחיתה את הצורך בשימוש חוזר בדשן וחוסכת לחקלאים מיליוני דולרים, שומרת על בריאות הקרקע, מנקה את האוויר ומחזירה את האיזון למערכת האקולוגית.

גישה זו נועדה לשמור על N באדמה זמן רב יותר ומשתחרר לאט לצמחים לאורך זמן באמצעות מנגנוני דיפוזיה כאשר תכולת ה-N פוחתת בקרקע שמסביב, במקום להיפלט לאטמוספירה כמזהם אוויר NOx מזיק.

חיבור לננו-ביו-חומר מינרל בלתי מסיס במים עשוי גם להפחית את הנגר המוגזם של חנקן לתוך נתיבי המים ולמזער את זיהום המים.

מפחית את חומציות הקרקע.

תיקון קרקע, מזגן קרקע

מכיל מרכיב חיוני לרוב המערכות הביולוגיות, שהופך זמין לאוכלוסיות מיקרוביאליות בקרקע ובמי תהום במהלך שיקום מתכות, כתועלת נוספת.