氮氧化物及其环境作用

在空气中把任何东西烧得足够热——在汽车发动机里、在发电厂里、在一次闪电中——空气里的一部分氮和氧就会结合成氮氧化物，这一类小分子统称 NOx。它们是无色或棕色的气体，多数在堆积之前都看不见，却是环境化学中最重要也最棘手的分子之一。

氮能形成种类惊人的氧化物，因为它有那么多可及的氧化态。一氧化二氮 N2O（笑气）是相当惰性的麻醉剂，也是强效温室气体。一氧化氮 NO 是个奇电子分子（带一个未成对电子，故为自由基），出人意料地是人体中至关重要的信号分子，调控血管舒张。NO 在空气中很容易被氧化成二氧化氮 NO2，一种棕色、呛人、同样是奇电子的气体，会部分二聚成无色的 N2O4。还有更高的氧化物（N2O3、N2O5）。推动污染的两个，NO 和 NO2，因为彼此转化太容易，通常合称 NOx。

在环境上，NOx 是个核心反派。在阳光下 NO2 帮着熬出光化学烟雾和地面臭氧，就是繁忙城市上空那层棕色雾霾。NOx 溶进大气水分生成硝酸，是酸雨的主要成分，损害森林、湖泊和建筑。这正是汽车尾气要通过催化转化器的原因，其任务之一就是把 NOx 还原回无害的 N2。诚实的说法：这些不是什么奇异化学品，而是在普通富氮空气中烧燃料时不可避免的副产物，这恰恰是控制它们之所以成为顽固的工程和政策难题的原因。