化學原理啟迪132
1. 地球上二個主要的污染源是運輸與發電。
2. 汽機車燃燒石油，會產生「一氧化碳CO」、「二氧化碳CO2」、「一氧化氮NO」、「二氧化氮NO2」，與一些未燃燒的石化分子。當空氣不流通，化學物質被卡在地表附近，就會產生化學反應，製造出有可能干擾或傷害生命系統的化學物質。
3. 空氣汙染的複雜化學反應，是以「臭氧」與「氮氧化物」(NOx)的為核心。
4. 在高溫下，汽車與卡車的汽油與柴油引擎中，「氮氣N2」和「氧氣O2」會反應產生少量的「一氧化氮NO」，「一氧化氮」會與廢氣一起釋放到空氣中。如下圖
圖說：煙霧組成成分的濃度，在一天中的不同時間的表現圖。（濃度ppm為百萬分之一）
5. 「一氧化氮NO」在空氣中會被氧化成「二氧化氮NO2」，「二氧化氮」會吸收陽光的能量，使「氮氧鍵 N-O」斷裂，產生獨立自由的氧原子：
NO2(g)→NO(g)+O(g)
6. 氧原子非常容易起反應reactive，氧原子會與氧氣結合形成「臭氧ozone」：
O(g)+O2(g) →O3(g)
7. 臭氧非常活躍、容易起化學反應reactive。臭氧會跟污染空氣中的碳氫化合物結合，產生會刺激眼睛流淚、酸痛的物質，也會傷害呼吸系統。
8. 整個化學反應的最後產物是「光化學煙霧photochemical smog」，這個名字的由來是因為其中有些反應需要「光」來啟動。把以上的化學反應整合起來，會更容易瞭解光化學煙霧的產物是什麼：
9. 值得注意的是，「二氧化氮CO2」在協助形成「臭氧ozone」的過程中，沒有消耗到自己。而臭氧形成之後，會繼續製造其他的污染物。
10. 我們可以透過分析，一天當中不同時間點產生污染物的情況，瞭解以上的化學反應過程(參考上圖)。人們在早上3點到8點開車上班，這時候從石化燃料而來的「一氧化氮NO」、「二氧化氮NO2」和未燃燒分子，開始在空氣中增加。
11. 不久之後，「二氧化氮NO2」分解，「臭氧O3」和其他污染物也開始在空氣中愈積愈多。
12. 當前解決產生光化學煙霧的方法，大多致力於降低汽車排放的廢氣量，設計產生較少氮氧化物的引擎。
n 翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》
參考資料：
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