窒素酸化物（NOx）：概要、性質、影響

主な窒素酸化物

• 一酸化窒素（NO） — 高温で生成する二原子ラジカル。空気中では反応性が高く、寿命が短い。燃焼化学で役割を果たすほか、血管拡張を調節する生体シグナル伝達分子としても働く。
• 二酸化窒素（NO2） — NOの酸化によって生じる褐色の有毒ガス。都市部のスモッグ形成に重要であり、酸性雨に関わる硝酸の前駆体でもある。
• 一酸化二窒素（N2O） — 歴史的に麻酔薬・鎮痛薬として使われ、「笑気ガス」として知られる安定な気体。大気に影響を及ぼす寿命の長い温室効果ガスでもある。
• 三酸化二窒素、四酸化二窒素、五酸化二窒素（N2O3、N2O4、N2O5） — 特定の条件下で存在する、比較的まれな独立分子としての酸化物。実験室化学および硝酸化学に関連する。

窒素酸化物は、窒素を含む燃料の燃焼、雷、および一部の工業プロセスによって生成される。高温では窒素分子と酸素が反応してNOを生じ、これがNO2へ酸化されることがある。大気中では、これらの化学種は地表付近のオゾン（光化学スモッグ）を生成する光化学サイクルに関与し、硝酸を形成して酸性沈着の一因となる。

用途は化合物によって異なる。NOは血管拡張剤およびシグナル伝達物質として、限定的な医療・研究用途をもつ。N2Oは歯科および外科で鎮痛・鎮静のために引き続き用いられ、一部の産業分野では酸化剤または推進剤としても使用される。その他の酸化物は、硝酸および関連化学品の製造における中間体である。

健康および環境への影響は重大である。NO2は呼吸器の健康に影響する刺激性物質であり、NOx排出はスモッグと酸性雨を生じさせるため規制対象となっている。N2Oは気候変動および成層圏オゾン層の減少に果たす役割が認識されている。対策には、燃料や燃焼条件の変更、触媒コンバーターなどの排気後処理、ならびに排出規制が含まれる。

性質、反応、規制の枠組みに関する技術的な詳細は、信頼できる概要を参照。重要な区別として、「窒素酸化物」は文脈により、特定の化合物（たとえばNO）を意味する場合と、窒素酸化物全体の分類（NOx）を意味する場合がある。