بينا أنه يوجد ضمن نواتج الاحتراق التي تطرح من المحرك عدد من الأجناس ذات الخواص غير المرغوب فيها والسامة أحياناً. ورأينا أيضاً أن تفاعلات ثانوية تُحدِث تغيرات كيميائية تولد غازات وجسيمات معلقة أخرى. ومن بين تلك المواد الأوزون الذي يُمثل مصدراً كبيراً للقلق بسبب مفاعيله السيئة في كل من النباتات والحيوانات. فقد لوحظت في حالات الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي مراراً مستويات عالية من الأوزون. وسوف نشير في الفصل السابع إلى بعض مناطق المدن التي سُجِّلت فيها مستويات زائدة من الأوزون الجوي.

الأوزون هو ناتج ثانوي من سلسلة تفاعلات تتأكسد فيها المواد الهدروكربونية ويبتدئها جذر الهدروكسيل. وبغية تقليل مقدار توليد الأوزون في مناطق المدن، من الضروري تقليص التركيز الجوي للمتفاعلات، وخاصة أكسيد النتروجين (المادة الأولية للهدروكسيل) والمواد الهدروكربونية نفسها. مثالياً، قد يرغب المرء بتقليص تركيز كل من الغازين، إلا أننا سبق أن رأينا أن ذلك ينطوي على صعوبات تقانية. مع ذلك، من الممكن تقليص تركيب الأوزون بتحديد المتفاعل المحدّد للتفاعل من بين ذينك المتفاعلين. يُري الشكل 8.4 خطوط تسوية الأوزون (منحنيات التركيز (الثابت) بدلالة تركيزي كل من أكسيد النتروجين والهدروكربون⁽¹⁾.

خذ حالة يوجد فيها عدد كبير من المحركات الثنائية الشوط التي تؤدي إلى انبعاثات كثيرة وغنية بالمواد الهدروكربونية. تمثل النقطة (a) في الشكل 8.4 تلك الحالة، وهي منطقة نسبة الهدر وكربون فيها إلى أكاسيد النتروجين كبيرة. يؤدي تقليص انبعاثات الهدروكربون بـ 50% إلى تغيير الظروف لتصبح في النقطة .(b). وبرغم هذا التقليص

الكبير للمواد الهدروكربونية، فإن تركيز الأوزون في تلك النقطة لا يتغير كثيراً.. من ناحية أخرى، يؤدي تقليص مستويات أكسيد النتروجين المنخفضة أصلاً، إلى الانتقال إلى النقطة (c)، ومن ثُمَّ إلى تقليص كبير في توليد الأوزون. ويعود هذا إلى أن مقدار الأوزون المتولد محدود بتوفر جذر الهدروكسيل الذي يعتمد على توفر كميات كبيرة من

أكاسيد النتروجين. من الضروري فهم هذه العوامل، وفهم أنها لا تنطبق إلا على توليد غاز ملوث واحد هو الأوزون. وقد يكون من الضروري أيضاً تقليص انبعاث المواد الهدروكربونية لأنها بحد ذاتها كالبنزن مركبات ذات خواص ضارة.

النقطة الرئيسية 4.4 تُطلق المحركات بمختلف أنواعها أكسيد النتروجين والمركبات الكربونية الضرورية لتكوين الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي. وتعتمد مقادير النواتج المنبعثة على تركيب الوقود وعلى تصميم المحرك. ومن طرائق الحد من تلك الانبعاثات الأكسدة التحفيزية للمواد الهدروكربونية غير المحترقة وإرجاع أكسيد النتروجين. إن التقانة الحالية قادرة على تقليص الانبعاثات تقليصاً هائلاً.

---------------------------------------------------------

⁽¹⁾ B. J. Finlayson-Pitts and J. N. Pitts, Jr., “Atmospheric Chemistry of Tropospheric Ozone Formation: Scientific and Regulatory Implications," Air Waste, vol. 43 (1993), pp. 1091-1100.