氮氧化物及其環境作用

在空氣中把任何東西燒得足夠熱——在汽車發動機裡、在發電廠裡、在一次閃電中——空氣裡的一部分氮和氧就會結合成氮氧化物，這一類小分子統稱 NOx。它們是無色或棕色的氣體，多數在堆積之前都看不見，卻是環境化學中最重要也最棘手的分子之一。

氮能形成種類驚人的氧化物，因為它有那麼多可及的氧化態。一氧化二氮 N2O（笑氣）是相當惰性的麻醉劑，也是強效溫室氣體。一氧化氮 NO 是個奇電子分子（帶一個未成對電子，故為自由基），出人意料地是人體中至關重要的信號分子，調控血管舒張。NO 在空氣中很容易被氧化成二氧化氮 NO2，一種棕色、嗆人、同樣是奇電子的氣體，會部分二聚成無色的 N2O4。還有更高的氧化物（N2O3、N2O5）。推動污染的兩個，NO 和 NO2，因為彼此轉化太容易，通常合稱 NOx。

在環境上，NOx 是個核心反派。在陽光下 NO2 幫著熬出光化學煙霧和地面臭氧，就是繁忙城市上空那層棕色霧霾。NOx 溶進大氣水分生成硝酸，是酸雨的主要成分，損害森林、湖泊和建築。這正是汽車尾氣要通過催化轉化器的原因，其任務之一就是把 NOx 還原回無害的 N2。誠實的說法：這些不是什麼奇異化學品，而是在普通富氮空氣中燒燃料時不可避免的副產物，這恰恰是控制它們之所以成為頑固的工程和政策難題的原因。