مترجم: حبيب الله عليخاني
منبع:راسخون




 

چکیده

فرایند های شیمیایی، بر روی ترکیب شیمیایی کنونی اتمسفر و ترکیب شیمیایی آن در آینده، اثر می گذارد. این فرایند ها فراوانی گستره ای از مواد مضر برای انسان، گیاهان و مواد را کنترل می کند. ترکیب شیمیایی اتمسفر قرار گرفته بر روی یک شهر، تابعی از توده ی هوای ورودی، نشر گازهای مربوط به محیط های شهری و فرایند های شیمیایی است که بر روی سطح اولیه ی آلودگی ها و ایجاد آلودگی های ثانویه، اثرگذار است. در محیط های شهری، انتشار محلی و فرایندهای شیمیایی در مقیاس زمانی کوتاه منجر به تغییر ترکیب شیمیایی اتمسفر می شود. اجزای اصلی اتمسفر مانند هیدروکربن ها و اکسیدهای نیتروژن از وسایل نقلیه و گستره ای از فعالیت های خانگی و صنعتی، منتشر می شوند. همچنین ریز گرد ها به صورت مکانیکی و شیمیایی وارد اتمسفر می شوند. در این مقاله، تولید گازهای گلخانه ای اصلی و محیط دینامیک مربوط به آن به طور خلاصه معرفی می شود. بعد از آن، یک توصیف در مورد فرایندهای شیمیایی غالب که در شهرها اتفاق می افتد، آورده شده است. در فاز گازی، تمرکز بر روی چرخه ی اکسید نیتروژن در مقیاس شهری، نقش رادیکال های آزاد اتمسفری، نقش اکسید نیتروژن و هیدروکربن ها در تولید ازون و رژیم های مختلف کنترل کننده ی انتشار گازها می باشد. به طور مختصر در مورد منشع، ترکیب شیمیایی و شیمی ذرات اتمسفری موجود در نواحی شهری، صحبت می شود. این فصل با در نظر گرفتن محدودیت های بوجود آمده بوسیله ی پیچیدگی شیمیایی در محیط شهری، بپایان می رسد. و در نهایت در مورد برخی عدم قطعیت در آگاهی های ما در زمینه ی واکنش های شیمیایی بوجود آمده در شهرهای مان، صحبت می کنیم.

مقدمه

افزایش شهرنشینی در سیاره ی ما باعث شده تا در دهه ی اخیر، توزیع جمعیت به یکی از دغدغه ها تبدیل شود. امروزه بیشتر مردم به جای اینکه در مناطق روستایی ساکن باشند، در مناطق شهری ساکن می باشند. آلودگی جوی محلی یکی از چالش های محیط زیستی عمده محصوب می شود که جمعیت شهر نشین با آن روبرو هستند. این مسئله بر روی سلامتی و محیط زیست میلیاردها انسان اثر می گذارد مخصوصا در کلان شهرها( شهرهای با بیش از 10 میلیون جمعیت). این مشکل هر روز در حال پیشرفت است و اغلبا در جوامعی مشاهده می شود که قوانین محیط زیستی ضعیفی دارند و تکنولوژی موجب شده تا مهاجرت به سمت شهرها گسترش یابد. یک آگاهی از نحوه ی تغییر اجزای اتمسفری در محیط شهری، یکی از مسائل مهمی است که به ما در رسیدن به راهکارهای کاهش آلودگی کمک می کند.
فرایندهای شیمیایی که در اتمسفر شهرها و در بالای سر شهروندها اتفاق می افتد، نسبت به واکنش هایی که با در نظر گرفتن محدودیت های خاص انجام می شوند، متفاوت هستند. زیرا در محیط های جوی یک توالی از واکنش های برگشت پذیر، مداوم و پیچیده رخ می دهد. این مسئله باعث شده تا گونه های اتمسفری مختلفی در این مناطق ایجاد گردد. همه ی این مسائل باعث می شود تا در مناظر شهری، محیط های میکرو و ماکروی به صورت دینامیک وجود داشته باشد. در این مقاله ما منابع عمده ی انتشار گاز را که در محیط های شهری وجود دارد، معرفی کرده ایم. و به طور خلاصه فرایندهای دینامیکی را که می تواند بر روی تغییرات بنیادی اثر بگذارد، در نظر گرفتیم. سپس فرایندهای شیمیایی کلیدی را که در این اتمسفرها رخ می دهد، توصیف کردیم و برخی از توسعه های اخیر در این زمینه را برشمردیم. این بررسی ها می تواند خلع های موجود در زمینه ی آگاهی های ما را پر کرده و می تواند نقش های نامربوط فازهای گازی و ریزگردهای را بهتر به ما نشان دهد.

انتشار گازهای گلخانه ای در محیط های شهری

موضوعات موجود در زمینه ی آلودگی هوا در شهرها که به احتراق زغال سنگ برای استفاده های خانگی و صنعتی مانند تولید آهک، مربوط می شود، در اسناد تاریخی به جای ماده از قرن 13 میلادی، قابل مشاهده است. در این زمان، یک کمیسیون تشکیل شد که هدف آن آدرس دهی مشکلات مربوط به استفاده از زغال سنگ در لندن بود. در قرن های 16 ام و 17 ام میلادی، برخی از پروپزال های اولیه در زمینه ی قوانین کنترل انتشار گازهای گلخانه ای نوشته شد( مثلا یکی از این پیش نویس ها بوسیله ی John Evelyn در سال 1661 به پارلمان ارائه شد). افزایش استفاده از زغال سنگ در کاربردهای صنعتی و خانگی، منجر شد تا در طی قرن های 19 و 20، دود غلیظی لندن را فراگیرد که این مسئله در طی زمستان سال های 1952-53 به اوج خود رسید. در این زمان، 4000 مرگ به خاطر استنشاق گازهای سمی و وجود گرد و غبار و گازهای سولفوردار در هوا، گزارش شد. بخش عمده ای از مواد ایجاد شده بوسیله ی سوختن زغال سنگ، گرد و غبار، دود سیاه حاصل از احتراق ناقص، و اکسید های گوکرد است. البته در این احتراق، علاوه براین مواد، اکسیدهای نیتروژن از طریق مکانیزم زلدوویچ نیز تولید می شود( معادلات 1 و 2 را ببینید). ورود زغال سنگ پاک با درصد گوگرد پایین و گسترش الکتریسیته و گاز طبیعی برای گرمایش خانگی و پخت و پز، اثر احتراق زغال سنگ برروی محیط اتمسفر را در بسیاری از شهرهای جهان، از بین برد. این در حالی است که کشورهایی مانند هند و چین به طور گسترده ای از انرژی زغال سنگ استفاده می کنند و مشکلات زیست محیطی حاصل از این موضوع در این کشورها هنوز هم پا بر جاست. در حالی که سرمایه گذاری های فروان در زمینه ی جابجایی مراکز شهری در بسیاری از گشورهای غربی انجام شده است و بواسطه ی این کار میزان آلودگی هوا کاهش یافته است( برای مثال استفاده از تکنولوژی های کاهش برای نیروگاه ها)، صنعت امروزی از حلال ها، چسب ها، رنگ ها، و افشانه هایی استفاده می کند که مقادیر زیادی از اجزای آلی فرار( VOCs) را به اتمسفر شهری وارد می کنند.
انتشار گازهای آلاینده از وسایل نقلیه ی احتراق داخلی یک نقش کلیدی در فرایندهای شهری ایفا می کند. انتشار آلاینده های گازی از وسایل موتوری شامل ( NO و )، CO و VOCs می شود. استفاده از مبدل های کاتالیستی سه راهه برای موتورهای بنزینی و همچنین مبدل های کاتالیستی اکسیداسیونی به همراه گردش مجدد گازهای خروجی موتور برای موتورهای دیزل، هم اکنون میزان انتشار گازهای CO، VOCs و را در بسیاری از کشورها، کاهش داده است. به هر حال، در خارج از کشورهای توسعه یافته، انتشار گازهای گلخانه ای بیشتر است زیرا در این بخش ها تکنولوژی های قدیمی هنوز هم در حال کار می باشند. یک شاخص از گستره ی آلاینده هایی که بوسیله ی وسایل مختلف تولید می شوند، در جدول 1 آورده شده است. این در نظر گرفته می شود که NO_x تولید شده از اگزوز ماشین ها از 95 % NO و 5 % تشکیل شده است؛ اگر چه برخی شواهد وجود دارد که نشان می دهد نسبت NO_2 ممکن است بزرگتر از این مقدار باشد.
در مورد انگلستان، بخش حمل و نقل بیشترین انتشار گازهای آلاینده ی CO( 53 %) و ( 45 % ) را دارد اما با توجه به بررسی های کنونی، مقدار هیدروکربن های غیر متانی( NMHCs) تولید شده بوسیله ی این بخش کمتر است( حدود 14 %). این در حالی است که، اگرچه یک منبع دیگر از NMHCs در محیط های شهری، انتشار آلاینده های ناپایدار از فعالیت های خاکبرداری ایجاد می شوند. برخی اندازه گیری ها پیشنهاد می کند که فهرست گازهای آلاینده ی منتشر شده ممکن است رهایش VOC ها را که مربوط به حرکت وسایل نقلیه می باشد، در نظر نگیرد؛ مخصوصا برای گونه های بزرگتر مانند ترکیبات آروماتیک. افزایش استفاده از فرمولاسیون های دیگر سوخت ممکن است سطح و نوع گازهای آلاینده ی منتشر شده را تغییر دهد. این مسئله مخصوصا در بیو سوخت هایی مانند اتانول مشاهده می شود. در هنگام سوختن این مواد، میزان انتشار ترکیبات کربونیل مانند فرمالدهید و استالدهید بیشتر است. لازم به ذکر است که این دو ماده به خودی خود ترکیباتی سمی به شمار می روند و در محیط زیست به عنوان منابعی برای تولید رادیکال های اکسید کننده، عمل می کنند.
محیط های اتمسفری شهری در جوامع پیشرفته بیشتر بوسیله ی منابع آلاینده ی مربوط به عبور و مرور(CO، و ریزگردها) مورد تهدید قرار می گیرند و سهم مراکز صنعتی در این آلایندگی پایین است. در جوامع در حال توسعه، فرایند های خانگی( پخت و پز و گرمایش) ممکن است همچنین یک بخش عمده از این آلاینده ها را ایجاد کند. این مسئله مخصوصا در جاهایی مشاهده می شود که چوب به عنوان سوخت اصلی مورد استفاده قرار می گیرد. در این مناطق میزان CO، دوده و مواد جامد حاصل از احتراق بیشتر هستند. بنابراین محیط های اتمسفری در بالای شهرها بوسیله ی ویژگی های تحرک تحت تأثیر قرار می گیرند به نحوی که این ویژگی ها می تواند فرایندهای اتمسفری به راه بیندازد که این فرایند ها می توانند ترکیب شیمیایی را در مقیاس زمانی چند دقیقه تا چند روز تغییر دهند.

ملاحظات دینامیکی

در حالی که یک بررسی دقیق در مورد ملاحظات مترولوژی و دینامیکی که می تواند بر روی فرایند های شیمیایی اتمسفری و میزان آلودگی ها( منشأ توده ی هوا، سرعت باد، انتشار، رسوب دهی، پوشانندگی نور، دما) اثر بگذارد، خارج از رویه ی تحقیقی این پروژه است، یک ملاحظه ی کوتاه در مورد ویژگی های دینامیکی کلیدی برای مهیا نمودن زمینه ی بحث مناسب می باشد( این فاکتورها می تواند به طور دقیق تر با مطالعه ی مقالاتی در این زمینه، فهمیده شود).
وقتی شرایط مترولوژی منجر به ایجاد یک اتمسفر پایدار و ایزوله در یک ناحیه ی شهری می شود، فقدان رقیق شدن آلاینده ها منجر به بالا رفتن فرایند های اتمسفری و آلودگی می شود. یک مثال از این چنین رفتار مانند حالتی است که در زمان زمستان، حالت ایستایی هوا به دلیل وجود توده ی پرفشار، ایجاد می شود. در این حالت وارونگی دمایی منجر به ایزوله شدن لایه ی مرزی توده ی هوا می شود؛ این شرایط در زمستان های انگلیس ایجاد می شود. هوای سرد مستعد افزایش انتشار گازهای آلاینده ی مربوط به فرایند های حرارت دهی مانند است؛ در حالی که این مسئله به همراه انتشار از وسایل نقلیه منجر به ایجاد درصد بالایی از آلاینده ها می شود. برخی اوقات، یک چنین دودهای شیمیایی غلیظ که در زمستان ایجاد می شود را مه دود کلاسیک یا مه دود لندنی می گویند. این حادثه با حوادثی از جمله مه دود فوتو شیمیایی که معمولا در هنگام تابستان بوجود می آید، متفاوت است(مه دود فوتو شیمیایی نتیجه ای از ایجاد فرایند های شیمیایی در مخلوط NO_x VOC- است که در حضور نور خورشید ایجاد می شود. نور خورشید منجر به تشکیل آلودگی های ثانویه مانند ازون، پروکسی استیل نیترات( PAN) و انواع محصولات حاصل از تخریب هیدروکربن ها می شود). مه دود فوتوشیمیایی حادثه ای است که در هنگام وجود یک هوای ملایم ایجاد می شود( یعنی وزش آرام بادها در داخل سیستم های پرفشار) و ممکن است با شرایط محلی مانند وارونگی های دمایی حاصل از حرک افقی توده های هوایی( که در کالیفورنیای جنوبی یا در مناطق با ارتفاع زیاد در نزدیکی مکزیکوسیتی ایجاد می شود)، تقویت شود.
اگر از لحاظ مقیاسی محلی به موضوع نگاه کنیم، مخلوط شدن آلاینده های حاصل از خیابان ها با هوای موجود در لایه ی مرزی بوسیله ی شکل سطح و تغییرات توپوگرافی تحت تأثیر قرار می گیرد. این مسئله می تواند مخلوط شوندگی هوای موجود در سطح زمین با هوای موجود در لایه ی مرزی را تحت تأثیر قرار دهد. در مقیاس خیابان ها، دره هایی از خیابان، به دلیل وجود ستون هایی از ساختمان ها تشکیل می شود که این بخش ها بطور موقت، انتشار آلایندها از سطح زمین و انتقال آنها به بخش های بالایی جو را محدود می کنند. این مسئله موجب می شود تا آلودگی در این بخش ها تمرکز یابد. جریان باد در داخل این دره ها می تواند بر روی توزیع آلوگی اثر داشته باشد. اگر باد بالا رونده به داخل دره های ساختمانی بوزد، می تواند آلودگی ها را به سمت بالا بفرستد.
زمان های سکون درمحیط های شهری اغلبا در حدود چند دقیقه( برای دره های ساختمانی) تا چند ساعت( برای بخش های وسیع) در روز است. در این زمان های به نسبت کوتاه است که فرایند های شیمیایی می توانند بر روی ترکیب شیمیایی هوای یک شهر اثر گذار باشند.

فرایند های شیمیایی فاز گازی

برهمکنش های با ازون
در فرایندهای فاز گازی در محیط های شهری، غالب است. این در اصل از گازهای حاصل از اگزوز موتورهای احتراق داخلی تولید می شود. در واقع در تمام فرایند های دما بالا که در هوا انجام می شود، تولید می شود. این گاز از طریق تجزیه ی گرمایی مولکول های اکسیژن ایجاد می شود و منجر می شود تا یک واکنش زنجیره ای ایجاد شود که در آن NO تولید می شود( مکانیزم زودویچ):

مطابق قرارداد، تولید شده در موتورهای احتراق داخلی دارای 95 % NO و 5% است. این بدین معناست که تولید NO غالب است. بر طبق بررسی های انجام شده بر روی گاز خروجی این وسایل مشخص شده است که مقدار NO ممکن است به طور قابل ملاحظه ای بالاتر باشد. واکنش زیر همچنین در مخلوط قابل انجام است:

رقیق شدن سریع نسبت های مخلوط شوندگی NO را کاهش می دههد و آن را به زیر سطحی می رساند که برای فرایند مهم است و شیمی غالب است( این شرایط در نور روز بوقوع می پیوندد). این غالب بودن بوسیله ی واکنش های فوتوشیمیایی حالت پایدار انجام می شود:

عبارت نشاندهنده ی این است که اتم های اکسیژنی که در واکنش 5 تشکیل می شود، دارای انرژی اضافی نیست و در حالت پایه است. اتم های اکسیژن در حالت پایه به طور پیوسته با همدیگر واکنش می دهند و ملکول اکسیژن تولید می کند. این مسئله در مورد اتم های اکسیژنی که در دمای بالاتر هستند و با عبارت نشان داده می شود، صدق نمی کند. در واقع این اتم های اکسیژن از طریق روش های مختلف تولید می شوند و می توانند با بخار آب جو واکنش دهند. M در معادله ی 6 و معادلات بعدی، بیان کننده ی یک مولکول سوم مانند نیتروژن یا اکسیژن است که دربرخورد شرکت دارند؛ اما واکنش شیمیایی را تغییر نمی دهند.
زمان انجام واکنش های4 تا 6 ، تحت شرایط شب و در بخش های میانی لایه ی مرزی، در حد چند دقیقه یا کمتر است؛ بنابراین( در غیاب سایر فاکتورها)، آنها یک تعادل میان NO، ایجاد می کند که بوسیله ی رابطه ی لیتوت بیان می شود:

در این عبارت، یک ثابت است که سرعت در واکنش 4 را در دمای معین تعریف می کند. این در حالی است که ثابت سرعت فوتوکاتالیست برای واکنش 5 است. این سرعتی است که در آن بوسیله ی نور خورشید تجزیه می شود و تشکیل می شود. بنابراین مقدار j_5 به سطح تابش خورشید بستگی دارد و از محلی به محل دیگر و از زمانی به زمان دیگر و از آب و هوایی به آب و هوای دیگر، تغییر می کند. با در نظر گرفتن واکنش 4 تا 6، نسبت مخلوط شوندگی عامل اکسیدکننده ی O_x حفظ می شود. این رفتار با توالی اندازه گیری در شکل 1 نشان داده شده است. این تصویر نشان می دهد که تغییرات در سطح NO، در مرکز شهر بیرمنگام انگلیس اندازه گیری شد. این اندازه گیری در یک دوره ی 4 هفته ای اندازه گیری گردید. این داده ها نشان می دهد که پیک اصلی مربوط به ساعت های اوج درکاری در صبحگاه است. رابطه ی میان به عنوان یک توالی از رابطه ی 4 به طور واضح نشان داده می شود. علاوه برآن سطح تقریبا ثابت اکسید کننده ی O_x نیز نشان داده شده است.
شرایط مترولوژیکی در طی دوره ی مشاهده شده در شکل 1، نشان می دهدکه هوای مرکزی شهر به طور پایدار بوسیله ی فرانید تمیز کاری، تازه می شود. این کار بوسیله ی حرکت توده ی هوا انجام می شود. در این شکل رویه ی کلی قابل ذکر در مورد ازون مشاهده نشده است. به هر حال مشاهدات جوی تحت شرایط مختلف و مشاهدات بدست آمده از آزمایشات انجام شده در محفظه ی شبیه سازی اتمسفری نشان داد که واکنش های انجام شده در هیدروکربن ها در حضور باعث می شود تا ازون تولید شود. تولید ازون نتیجه ای از میانکنش میان رادیکال های پروکسی با است.

رادیکال های اکسید کننده و تولید ازون

رادیکال هیدروکسیل موجود در فاز گازی( OH) یک اکسید کننده ی اصلی در اتمسفراست. این ماده تخریب بیشتر ترکیبات آلی را آغازمی کند. این ترکیبات آلی می توانند گونه هایی باشند که در سراسر جهان وجود دارند( مثل متان و HCFCs ) و یا به صورت محلی وجود داشته باشند( مانند بنزن). در اتمسفر آزاد، تولید OH بوسیله ی تجزیه و فوتو کاتالیست ازون درطول موج های کوچک، تولید می شود. این کار منجر به تولید اتم های اکسیژن با انرژی بالا می شود که با عبارت نشان داده می شوند. این انرژی به حدی بالاست که اجازه می دهد این رادیکال ها با بخار آب واکنش دهند:

واکنش های OH با هیدروکربن ها( که با عبارت RH نشان داده می شود) در اتمسفر منجر به تولید رادیکال های پروکسی آلی( در مورد ترکیبات هیدروکربنی) یا رادیکال های هیدروپروکسی( در مورد کربن مونوکسید) می شود:

سرنوشت رادیکال های پروکسی به محیط شیمیایی اتمسفر بستگی دارد: در محیط های تمیز( در آنهایی که درصد پایین است)، رادیکال های پروکسی تجت واکنش های خود به خودی و مقطعی می شوند و پروکسیدها، الکل ها و آلدهیدها را تشکیل می دهند که عموما عمر اتمسفری آنها چند روز است و این مواد بوسیله ی رطوبت رسوب دهی می کنند. بنابراین اثر کلی این واکنش زنجیره ای تخریب ازون از طریق فوتوکاتالیست است( واکنش 8). این مسئله در صورتی اتفاق می افتد که مقدار پایین باشد:

در حضور NO_x که ماده ای متداول در محیط های شهری است، انتشار رادیکالی رخ می دهد. در این انتشار رادیکال های پروکسی با NO واکنش می دهند و و رادیکال آلکیل تولید می کنند. رایکال آلکیل به طور آنی با اکسیژن واکنش می دهد و یک آلدهید و یک رادیکال هیدروپروکسی تولید می کند. این رادیکال نیز با NO واکنش می دهد و یک مولکول NO_2 دیگر تولید می کند که در این بین OH نیز تشکیل می شود.

واکنش های انتشار مشتقات NO در شکل 2 به طور خلاصه آورده شده است. بنابراین برای یک سطح متوسط از و VOC معین، اثر افزایش OH وجود دارد و از این رو VOC ها تحت واکنش قرار می گیرند و NO به تبدیل می شود.فوتوکاتالست متعاقب منجر به تولید اتم های O می شود و از این رو تولید کلی ازون افزایش می یابد.
شیمی تولید ازون بوسیله ی واکنش های پایانی محدود می شود که در آنها گونه های رادیکالی فعال از بین می روند( یعنی به گونه های پایدار تبدیل می شوند). به عنوان مثالی از این واکنش ها می توان واکنش های OH با و تشکیل اسید نیتریک و همچنین تشکیل نیترات های آلی به عنوان کانال های کوچک برای VOC های کوچک( از واکنش رایکال پروکسی و NO) را مثال زد. تشکیل نیتریک اسید به عنوان یک وسیله برای کاهش در مناطق شهری، محسوب می شود. این ماده حلالیت بالایی دارد . به سهولت به فاز کندانس تبدیل می شود.

تشکیل و از بین رفتن پروکسی استیل نیترات یا PAN به طور قابل ملاحظه در محیط های شهری بوجود می آید. این تشکیل و از بین رفتن به دلایل متعددی صورت می گیرد. PAN به عنوان محصول اکسیداسیون فوتوشیمیایی یک گستره از مواد VOC تشکیل می شود که ساده ترین آنها، استال آلدهید است( ).

PAN حلالیت کمتری نسبت به اسید نیتریک دارد و از این به عنوان یک منبع برای تلقی می شود نه یک بخش مصرف
کننده. وضعیت تعادل در واکمنش 22 به طور قابل توجهی به دما بستگی دارد: سرعت تجزیه ی PAN با افزایش هر درجه از دمای 288 کلوین، 17 % افزایش می یابد و عمر مفید PAN در دماهای جوی بالا، چند ماه می باشد اما تنها در دمای 296 کلوین، این زمان به یک ساعت کاهش می یابد. در نتیجه تشکیل PAN با سرد کردن سریع، انتقال و کاهش یا گرم شدن، مکانیزمی را فراهم می کند که در آن NO_x می تواند به مناطقی انتقال یابد که از محیط شهری دور است و در آنجا انتشار آلودگی رخ می دهد. سایر نیترات های آلکیلی به عنوان کانال های کوچک برای واکنش RO_2+NO عمل می کند و می تواند همچنین به شیوه ای مشابه عمل کند اما سرعت های تشکیل عموما آهسته تر از سرعت های تشکیل PAN است. در زمینه ی سلامتی، PAN یک اشک آور قوی است و اغلبا مسئول سوزش چشم ها در هنگام تشکیل مه دود فوتو شیمیایی است( واژه ی PAN گاهی اوقات برای تمام گونه های پروکسی اکریل نیترات مورد استفاده قرار می گیرد که یک تعداد از گروه های آلی می توانند به آن متصل شوند).

فرایند های انجام شده در طی شب

در شب، تولید OH از واکنش ، توقف واکنش نوری و چرخه ی تولید ازون بوسیله ی یک زنجیره از واکنش های تبدیل NO و به و در نهایت اتفاق می افتد:

ممکن است از طریق واکنش غیر هموژن با بخار آب بر روی سطح ذرات اتمسفری، از جو خارج شود و اسید نیتریک تولید کند:

رادیکال نیترات( ) در هنگام شب مشابه OH عمل می کند. این ماده به عنوان اکسید کننده ی اولیه عمل می کند و موجب می شود تا تخریب بسیاری از مواد هیدروکربنی بوجود آید. در طی چند ثانیه بوسیله ی نور خورشید تجزیه می شود و به طور ضروری واکنش های 25 و 26 را خاموش می کند. واکنش های با آلکان ها عموما بسیار آهسته است. در واقع واکنش این ماده با ترکیبات اشباع و کربونیل بسیار سریع تر است و ممکن است به عنوان منبعی برای رایکال های
در طی شب تلقی گردد. تعادل میان سریع است( در حد 1 دقیقه( در دمای 298 کلوین))، و بنابراین در اتمسفر به طور مناسبی با هم زوج هستند. به هر حال در محیط های شهری، واکنش سریع میان NO و معمولا از وجود جلوگیری می کند و از این رو تولید می شود. این مسئله حداقل در جاهایی که دود تازه ی اگزوز وسایل نقلیه بوجود می آید، رخ می دهد.

زمان تولید ازون

زمان تشکیل ازون می تواند از ساعت ها در محیط های بسیار آلوده تا چند روز باشد. این تشکیل بستگی به شرایط مترولوژیکی دارد. تحت شرایط مترولوژیکی که عمدتا به بخش های اوزون موجود بر روی اروپا و انگلیس مربوط می شود، دوره های واچرخه ای تابستانی که در آن توده های هوایی بر روی اروپا می چرخند، ازون به صورت شیمیایی در جبهه ی توده ی هوایی تشکیل می شود. سرعت این تشکیل در حد 20 -30 ppb در روز می باشد. اگر یک بخش نمونه وار بوسیله ی سطوح ازون تشکیل شود که غلظتی برابر با 90 ppb داشته باشد، چند روز تمیز مورد نیاز است تا این سطح ایجاد شود. در شرایط وخیم تر، تولید ازون به صورت سریع ایجاد می شود( مثلا در طی سال 2003 در اروپای غربی). در این شرایط، یک مدل فوتوشیمیایی بوسیله ی مشاهدات در جا در بخش هایی از لندن، در نظر گرفته شده است که در آن پیک تولید ازون برابر با 17 ppb/h و سرعت تولید متوسط در طی تابستان و در ظهر برابر 7.2 ppb/ h بود. مشاهدات انجام شده در مکزیکوسیتی نشان داد که سرعت تولید در طی شرایط مترولوژیکی راکد تا 50 ppb/ h نیز می رسد.
بازه ی زمانی متفاوت میان واکنش NO، در حالت فوتوشیمیایی پایدار و تولید ازون باعث می شود تا در وسایل نقلیه، NO بر غلبه کند و این مسئله منجر به تغییر در مخلوط های در مناطق شهری نسبت به نواحی روستایی شود. در این بخش ها سطح ازون بسیار پایین تر از مراکز شهری است. به دلیل اینکه هوا از مراکز شهری خارج می شود و با هوای با ازون کم و فقیر از مخلوط می شود، فرایند های تولید ازون باعث می شود تا مقدار ازون در بخش های دورتر از مراکز شهرها نیز افزایش یابد.

/ج