Gli ossidi di azoto (NO, NO2 ed N2O) sono generati da tutti i processi di combustione, qualunque sia il combustibile utilizzato.
Il monossido di azoto (NO) è un gas incolore, un forte ossidante, e reagisce con materiali combustibili e riducenti. Al contatto con l'aria si trasforma in biossido di azoto.
L'NO è un inquinante primario che si genera in parte nei processi di combustione per reazione diretta tra azoto ed ossigeno dell'aria che, a temperature maggiori di 1200 °C, producono principalmente NO ed in misura ridotta NO2, in parte da emissioni naturali come eruzioni vulcaniche, incendi, fulmini ed emissioni dal suolo dovute a processi biologici.
Le principali fonti di NO di origine umana sono dovute ad attività civili ed industriali che comportano processi di combustione, come i trasporti (veicoli con motore diesel, benzina, GPL ed altri) e la produzione di calore ed elettricità.
Il biossido di azoto (NO2) si presenta come un gas di colore rosso−bruno e dall'odore forte e pungente.
È un forte agente ossidante e reagisce violentemente con materiali combustibili e riducenti, mentre in presenza di acqua è in grado di ossidare diversi metalli.
Gli ossidi di azoto (NO2), in generale, vengono prodotti durante i processi di combustione a causa della reazione che, ad elevate temperature, si ha tra l'azoto e l'ossigeno contenuto nell'aria.
Le fonti principali di questi inquinanti sono centrali termoelettriche, impianti di riscaldamento e, soprattutto, traffico veicolare.
L'NO2 è un inquinante per lo più secondario che si forma in seguito all'ossidazione in atmosfera dell'NO, esso svolge un ruolo fondamentale nella formazione dello smog fotochimico in quanto costituisce l'intermedio di base per la produzione di tutta una serie di inquinanti secondari, molto pericolosi, come l'ozono, l'acido nitrico e l'acido nitroso. Questi inquinanti, una volta formatisi, possono depositarsi al suolo per via umida (tramite le precipitazioni, fenomeno delle "piogge acide") o secca, provocando danni alla vegetazione e agli edifici.
I fumi di scarico degli autoveicoli contribuiscono enormemente all'inquinamento da NO2, la quantità di emissioni dipende dalle caratteristiche del motore e dalla modalità del suo utilizzo (soprattutto velocità ed accelerazione).
In generale, la presenza di NO2 aumenta quando il motore lavora ad elevato numero di giri (arterie urbane a scorrimento veloce ed autostrade).
L'ossido di diazoto (N2O) a temperatura e pressione ambiente è un gas incolore non infiammabile dall'odore lievemente dolce. Viene usato negli spray come propellente (ad esempio nelle confezioni di panna montata spray).
Le principali fonti di emissione degli NOX sono riconducibili al trasporto su strada, alla produzione di energia ed alla trasformazione dei combustibili, ad altre sorgenti mobili e macchinari (derivanti da attività agricole) ed alla combustione industriale.
Il maggior contributo di N2O è invece dovuto all'agricoltura come prodotto della fertilizzazione.
Per la determinazione degli ossidi di azoto si utilizza un metodo a chemiluminescenza.
Il metodo si basa sulla reazione chimica tra il monossido di azoto e l'ozono, capace di produrre una luminescenza caratteristica, di intensità proporzionale alla concentrazione di NO.
Un apposito rivelatore permette di misurare l'intensità della radiazione luminosa prodotta.
Tuttavia per misurare il biossido d'azoto è necessario prima ridurlo a monossido attraverso un convertitore al molibdeno1.
L'unità di misura con la quale viene espressa la concentrazione di biossido di azoto è il microgrammo al metro cubo (µg/m3).
L'NO è un gas irritante per gli occhi ed il tratto respiratorio. L'inalazione può causare edema polmonare, inoltre può avere effetti sul sangue, causando formazione di metaemoglobina. Nei casi più gravi può portare alla morte.
L'NO2 un gas tossico irritante per le mucose e responsabile di specifiche patologie a carico dell'apparato respiratorio (bronchiti, allergie ed irritazioni).
Come il CO anche l'NO2 agisce sull'emoglobina, infatti questo gas ossida il ferro dell'emoglobina che perde la capacità di trasportare ossigeno.
Tra gli altri effetti, gli ossidi di azoto contribuiscono alla formazione di piogge acide, provocando così l'alterazione degli equilibri ecologici ambientali.
L'inalazione di basse concentrazioni di ossido di diazoto è spesso causa di stati di vertigine, mal di testa e nausea, ad alte concentrazioni può causare perdita di mobilità e, nei casi gravi, perdita di coscienza. Può altresì produrre nausea ed una confusione persistente se l'esposizione è troppo rapida od eccessiva.
L'introduzione delle marmitte catalitiche non ha ridotto in maniera incisiva la concentrazione di NO2 che, nell'ultimo decennio, non ha avuto un calo tanto netto quanto il CO. Ciò è anche dovuto al fatto che i motori a benzina non sono l'unica fonte di NO2, ma altrettanto inquinanti sono i veicoli Diesel e gli impianti per la produzione d'energia.