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大氣中 NOx的含量主要取決于自然界氮循環過程,這一過程每年向大氣釋放NO約430×106噸左右,約占總排放量的90%,人類活動排放的NO僅占10%。大氣中NO的本底濃度為0.5～12微克/米3,在大氣中的“壽命”約為幾天。NO2主要由NO氧化而來,每年產生約568×106噸。人類活動排放的NOx主要來自各種燃燒過程,其中以工業窯爐和汽車排放的為最多。

燃料燃燒時NOx有兩個生成途徑:①空氣中的氮在高溫下被氧化生成的,這樣生成的NOx稱為熱致NOx,其生成量是火焰結構和溫度的函數。溫度越高，燃燒區氧的濃度越大,NOx的生成量也就越大。燃煤發電廠廢氣中NO含量為400～24000毫克/米3。②燃料中各種氮化物被分解氧化生成的 NOx,稱為燃料NOx。礦物燃料中所含的有機氮化合物氮氧化物，如石油中的吡啶(C5H5N)、哌啶(C5H11N)、喹啉(C9H7N)和煤中的鏈狀和環狀含氮化合物，C-N鍵能一般為60～150卡/摩爾氮氧化物，燃燒過程中易被氧化為NOx。

以汽油和柴油為燃料的各種機動車輛可燃氣體檢測儀，特別是汽車氮氧化物家用燃氣報警器，排出的廢氣中含有大量的NOx。廢氣中的NOx含量同汽車的運行速度相關,空檔和減速時,NOx為10～100毫克/米3，定速時約 6000毫克/米3，加速時可達 8000～12000毫克/米3。N2O主要由土壤和水體中的硝酸鹽經微生物的反硝化作用而產生。

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