โฟโตเคมีคัลออกซิแดนท์ (Photochemical Oxidants) 

 ก๊าซโอโซนเป็นสารโฟโตเคมีคัลออกซิแดนท์ประเภทหนึ่ง ซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาเคมี Photochemical Oxidants ระหว่างสารประกอบไฮโดรคาร์บอนและก๊าซออกไซด์ของไนโดตรเจน โดยมีแสงแดดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา สารโฟโตเคมีคัลออกซิแดนท์อื่นๆได้แก่ สารประกอบพวกอัลดีไฮด์ (Aldehydes) คีโตน (Ketones) และ Peroxyacetyl Nitrate (PAN) ดังแสดงในรูป1 ก่อให้เกิดสภาพที่เรียกว่า Photochemical Smog ซึ่งมีลักษณะเหมือนหมอกสีขาวๆ ปกคลุมอยู่ทั่วไปในอากาศ โดยทั่วไปแล้วก๊าซโอโซนก่อให้เกิดการระคายเคืองตาและระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจ ความสามารถในการทำงานของปอดลดลง เหนื่อยเร็ว โดยเฉพาะในเด็ก คนชรา และคนที่เป็นโรคปอดเรื้อรัง

 รูปที่ 1 แผนภูมิการเกิดปฏิกิริยาโฟโตเคมีคัลออกซิแดนท์
ที่มา : Elsonm D, (1987)

          ในกระบวนการเกิดปฏิกิริยานี้ขั้นแรก NO₂ จะเกิด ปฏฺกิริยาโฟโตลิซิส (Photolysis) ทำให้เกิดอะตอมออกซเจน (O) ซึ่งตอมาอะตอมจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจน (O₂) ทำให้เกิโอโซน (O₃) และ O₃ ก็จะทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนมอนอกไซด์ (NO) ทำให้เกิดจาก NO₂ แล้วกลับไปเริ่มต้นปฏิกิริยาโฟโตลิซิสอีก ดังแสดงในสมการ

                       NO₂ + hv -----> NO + O (สมการที่ 1) 
                       O+O₂ -----> O₃ (สมการที่ 2)
                       NO + O₃ -----> NO₂ + O2 (สมการที่ 3)

            Stephen (1968) แสดงในเห็นว่าหากมีไนโตรเจนไดออกไซด์ 0.1 ส่วนในล้านส่วน จะทำให้เกิด โอโซนประมาณ 0.027 ส่วนในล้านส่วน แต่ในสภาพควา มเป็นจริงระดับของโอโซน อาจขึ้นไปสูงถึง 0.5 ส่วนในล้านส่วนได้ ดังนั้นปฏิกิริยการเกิดดอโวนจะต้องมีกระบวนการอื่นเข้ามาเกี่ยวข้อง ซึ่งมีผลต่อปฏิกิริยาโฟโตลอซิสของในโตรเจนไดออกไซด์ ทำให้ความเข้มข้นของโอโซนเพิ่มขึ้น

            สารที่มีผลต่อการเกิด O₃ คือ สารเอกทีฟไฮโครคาร์บอน โดยจะทำปฏิกิริยากับอนุมูลไฮดรอกซิล (Hydroxyl Redical : OH) ทำให้เพิ่มปริมาณของโอโซน ปฏิกิริยาการเกิดอนุมูลไฮดรอกซิลเกิดจากปฏิกิริยาที่ไอน้ำในอากาศทำปฏิกิริยากับอะตอมของออกซิเจนดังสมการ

                     O₃ + UV -----> O₂ + O*0 (สมการที่ 4)
                    O⁰ + ไอน้ำ ----> 2OH⁰ (สมการที่ 5)

          นอกจากนี้ Formaldehyde (HCHO) ยังเกิดการแตกตัวโดยแสงอาทิตย์เกิดเป็น H และ HCO เมื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจนจะทำให้เกิด HO₂ (เปอร์ออกซีไฮดรอกซิลราดิคัล) เมื่อทำปฏิกิริยา NO จะเปลี่ยนเป็นอนุมูลไฮดรอกซิล (OH0) ดังสมการ

                OH₂ + NO -----> OH⁰ + NO₂ (สมการที่ 6)

          .ในบรรยากาศที่มีสารรีเอคทีฟไฮโดรคาร์บอน (RH) จำทำปฏิกิริยากับ OH⁰ จะได้สาร R⁰ ซึ่ง R⁰ จะทำปฏิกิริยากับ O₂ ในอากาศ ถ้าเป็นอนุมูลเปอร์ออกซี (Pexoxy Radical, RO₂) ทำปฏิกิริยากับ NO ทำให้เกิดเป็น NO₂ สารมารถเกิดปฏิกิริยา โฟโตลิซิสเกิดเป็นโอโซนได้ ดังสมการ

                     RH + OH⁰ -----> R⁰ + H₂O (สมการที่ 7)
                     R⁰ + O₃ -----> RO₂ (สมการที่ 8)
                     RO₂ + NO -----> NO₂ + RO⁰ (สมการที่ 9)

                     (NO₂ ทำให้เกิด O₃)

                                                                             .........................