ไนตรัสออกไซด์

ไนตรัสออกไซด์ หรือ แก๊สหัวเราะ ( หรือ laughing gas)  คือสารประกอบทางเคมีที่มีสูตรทางเคมีว่า N2O ที่อุณหภูมิห้อง ไนตรัสออกไซด์จะไม่มีสี และเป็นแก๊สไม่ติดไฟ ไนตรัสออกไซด์มีกลิ่นหอมและมีรสหวานเล็กน้อย มีการนำไนตรัสออกไซด์ไปใช้ในการผ่าตัดและทางทันตกรรมเพื่อให้เกิดอาการชาและเพื่อการระงับความปวด โดยทั่วไปรู้จักกันในชื่อ “แก๊สหัวเราะ” เนื่องจากเมื่อสูดดมแล้วจะให้ความรู้สึกเคลิ้มสุขหรือครึ้มใจ เป็นคุณสมบัติที่ทำให้มีการใช้ในเชิงนันทนาการโดยการใช้เป็นยาดม และยังมีการนำไปใช้ในการแข่งรถยนต์โดยให้เป็นตัวเติมออกซิเจนเพื่อเพิ่มกำลังให้เครื่องยนต์อีกด้วย

การเกิด 
ไนตรัสออกไซด์ต่างกับไนโตรเจนออกไซด์ตรงที่มันเป็นแก๊สเรือนกระจกที่สำคัญ ถึงแม้มันจะมีการแผ่รังสีความร้อนน้อยกว่า CO2 ก็ตาม แต่ แก๊ส ไนตรัสออกไซด์ปริมาณ 1 หน่วยน้ำหนักกลับ มีผลกระทบต่อภาวะโลกร้อน มากกว่าแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์  (CO2) ปริมาณเท่ากันถึง 298  เท่า ในระยะเวลา 100 ปี  แต่เนื่องจากในชั้นบรรยากาศมีปริมาณแก๊สในตรัสออกไซด์สะสมอยู่ไม่มาก มันจึงเป็นแก๊สเรือนกระจกที่มีส่วนในการก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนน้อยกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ที่สะสมในชั้นบรรยากาศเป็นปริมาณมากกว่า โดยไนตรัสออกไซด์เป็นแก๊สเรือนกระจกที่ก่อให้เกิดภาวะ โลกร้อนมากเป็นอันดับที่ 4 ต่อจากคาร์บอนไดออกไซด์ มีเทนและไอน้ำ (ไนโตรเจนออกไซด์ชนิดอื่นก่อภาวะโลกร้อนโดยตรง โดยเป็นตัวสร้างโอโซนในบรรยากาศชั้นโทรโปสเฟียร์ในช่วงที่เกิดหมอกปนควัน (smog) ) การควบคุมไนตรัสออกไซด์จึงนับเป็นมาตรการหนึ่งเพื่อลดการปล่อยแก๊สเรือนกระจก เช่นในพิธีสารเกียวโต 

ไนตรัสออกไซด์เกิดจากแบคทีเรียในดินและมหาสมุทร มันจึงเป็นส่วนของบรรยากาศของโลกมานับหลายบรมยุค (eon) มาแล้ว เกษตรกรรมเป็นแหล่งเกิดไนตรัสออกไซด์โดยฝีมือมนุษย์โดยการพรวนดินและการใช้ปุ๋ยไนโตรเจน ของเสียจากสัตว์ก็มีส่วนช่วยเพิ่มแบคทีเรียที่ให้เกิดไนตรัสออกไซด์เพิ่มขึ้นอีกด้วย ภาคปศุสัตว์ (ส่วนใหญ่คือโคกระบือ ไก่และสุกร) ปล่อยไนตรัสออกไซด์ที่ถือเป็นกิจกรรมมนุษย์มากถึงร้อยละ 65 แหล่งที่มาจากอุตสาหกรรมมีเพียงประมาณร้อยละ 20 และรวมถึงการผลิตไนลอนและกรดไนตริกและการเผาผลาญเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ในเครื่องยนตร์สันดาปภายใน

คาดกันว่ากิจกรรมมนุษย์ปล่อยไนโตรเจนออกไซด์ออกมาน้อยกว่า 2 เทระกรัม (teragram หรือ 1012 กรัม) ต่อปี ธรรมชาติปล่อยมากกว่า 15 เทระกรัม. ฟลักซ์ (flux) ของไนตรัสออกไซด์ที่เกิดโดยกิจกรรมมนุษย์มีประมาณ 1 เพตะกรัม (1015 กรัม) ของคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าคาร์บอนสมมูล (carbon dioxide carbon-equivalents) ต่อปี หรือเท่ากับ 2 เพตะกรัมของมีเทนเทียบเท่าคาร์บอนสมมูลต่อปี และมีการปล่อยสู่บรรยากาศ (atmospheric loading) ในอัตราเท่ากับ 3.3 เพตะกรัมของคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าคาร์บอนสมมูลต่อปี

ไนตรัสออกไซด์ทำปฏิกิริยากับโอโซนในบรรยากาศชั้นสตราโตสเฟียร์ ส่วนไนโตรเจนออกไซด์เป็นตัวควบคุมตามธรรมชาติของโอโซนในบรรยากาศ

งานวิจัยของ พอล ครัทเซน (Paul Crutzen) ซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์รางวัลโนเบลเสนอว่า การปล่อยไนตรัสออกไซด์ในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ (biofuel) มีปริมาณมากพอที่จะหักล้างข้อได้เปรียบของไบโอดีเซลที่หวังกันว่าจะช่วยลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ได้

การผลิต 
การเตรียมไนตรัสออกไซด์โดยทั่วไปทำโดยการให้ความร้อนแอมโมเนียมไนเตรทอย่างระมัดระวัง ซึ่งจะสลายตัวเป็นไนตรัสออกไซด์และไอน้ำ

NH4NO3 (s) → 2 H2O (g) + N2O (g)

ความปลอดภัย 
ความเสี่ยงหลักในด้านความปลอดภัยของไนตรัสออกไซด์มาจากความจริงที่ว่ามันถูกอัดด้วยความดันอยู่ในรูปก๊าซเหลว ความเสี่ยงจากการขาดอากาศหายใจ และทำให้หมดสติ การได้รับสัมผัสก๊าซไนตรัสออกไซด์จะทำให้สติสัมปชัญญะ ความสามารถในการรับรู้รับฟัง และความคล่องแคล่วของร่างกายลดลงชั่วขณะ
จากการศึกษาโดยการใช้สัตว์ทดลองหลายครั้งและจากผู้ปฏิบัติงานหลายคน ชี้ให้เห็นว่าการได้รับสัมผัสก๊าซไนตรัสออกไซด์ติดต่อกันเป็นประจำอาจส่งผลร้ายต่อระบบสืบพันธุ์ของหญิงตั้งครรภ์ได้
สถาบันอาชีวอนามัยและความปลอดภัยแห่งชาติให้คำแนะนำว่าการได้รับสัมผัสก๊าซไนตรัสออกไซด์ของผู้ปฏิบัติงานควรได้รับการควบคุมการจัดการในระหว่างการใช้ก๊าซเพื่อทำให้หมดสติโดยผู้ปฏิบัติงานทางการแพทย์ ทันตกรรม และสัตวแพทย์

อ้างอิง

แหล่งข้อมูลอื่น 
 Occupational Safety and Health Guideline for Nitrous Oxide 
 Paul Crutzen Interview Freeview video of Paul Crutzen Nobel Laureate for his work on decomposition of ozone talking to Harry Kroto Nobel Laureate by the Vega Science Trust.
 National Pollutant Inventory - Oxide of nitrogen fact sheet 
 Nitrous Oxide Specs  Extremely thorough Nitrous Oxide Facts
 National Institute for Occupational Safety and Health - Nitrous Oxide

แก๊สเรือนกระจก
สารประกอบไนโตรเจน
ออกไซด์
ยาหลักขององค์การอนามัยโลก