二酸化窒素（NO2）—性質、発生源、環境影響

二酸化窒素（NO2）は燃焼で生じる赤褐色の有毒ガス。大気中では酸化剤として働き、スモッグや酸性雨に関与し、重要な工業中間体でもある。

二酸化窒素は、化学式 NO2 で表される化合物である。刺激臭のある赤褐色の気体で、強い酸化剤として働く。構造的には、1個の窒素原子が2個の酸素原子と共有結合した共有結合性分子であり、窒素中心の酸化数は +4 である。一般的な背景については化合物の項目も参照。

性質と化学

NO2 は不対電子を1つ持つため常磁性を示す。低温では一部が二量化して四酸化二窒素（N2O4）を形成し、この平衡は圧力と温度に依存する。分子は有機物・無機物の両方に対して反応性が高く、大気中ではラジカル反応に関与する。酸化のふるまいについては酸化数の資料が役立つ。

主な発生源は、車両のエンジン、発電所、工業炉、バイオマス燃焼などの燃焼過程である。大気中では、NO2 は地表付近のオゾン生成に寄与し、硝酸の生成を通じて酸性沈着を引き起こす。都市の大気汚染化学や光化学スモッグの重要な構成要素でもある。

健康・生態系への影響には、呼吸器の刺激、肺機能の低下、呼吸器感染症への感受性の増加がある。生態学的には、窒素酸化物が栄養塩循環を変化させ、敏感な植生を損なうことがある。規制や公衆衛生の取り組みは、輸送部門とエネルギー生産からの排出削減に重点を置く。

用途と実用上の注意：NO2 は、たとえば硝酸製造のような工業プロセスの中間体として、また実験室でのニトロ化や酸化反応の試薬として扱われる。毒性と腐食性があるため、厳格な管理のもとで取り扱う必要がある。