Réactions de l'oxydation photochimique
Les réactions de formation d'ozone (O3) par oxydation de composés organiques volatils (COV) et de monoxyde de carbone (CO) sont induites par le rayonnement solaire et catalysées par les oxydes d'azote (NOx).
Elles impliquent de nombreux intermédiaires comme l'atome d'oxygène O, les radicaux hydroxyle OH, hydropéroxyle HO2 et méthylpéroxyle CH3O2.
Réaction de production d'ozone
La production d'ozone dans la troposphère résulte de réaction de recombinaison d'un atome d'oxygène O avec une molécule d'oxygène O2
O + O2 → O3 (R1)
Réaction de production de l'atome d'oxygène
L'atome d'oxygène nécessaire est produit à partir de la photodissociation du dioxyde d'azote NO2 :
NO2 → NO + O (R2)
Mais le monoxyde d'azote NO ainsi formé peut réagir rapidement avec O3 pour reformer NO2 :
NO + O3 → NO2 + O2 (R3)
Il n'y a donc production nette d'ozone que lorsque NO est converti en NO2 sans perte d'ozone.
Réactions de conversion de NO en NO2
La conversion de NO en NO2 fait intervenir les radicaux hydropéroxyle HO2 et méthylpéroxyle CH3O2 dans les réactions
NO + HO2 → NO2 + OH (R4)
NO + CH3O2 → NO2 + CH3O (R5)
Réactions de production de radicaux hydropéroxyle HO2 et méthylpéroxyle CH3O2
Les radicaux hydropéroxyle HO2 et méthylpéroxyle CH3O2 sont des intermédiaires de l'oxydation du monoxyde de carbone CO, du méthane CH4 et d'hydrocarbures par le radical hydroxyle OH
CO + OH → CO2 + H (R6)
H + O2 → HO2 (R7)
CH4 + OH → CH3 + H2O (R8)
CH3 + O2 → CH3O2 (R9)
Les mécanismes d'oxydation des hydrocarbures COV, induits par le radical OH, sont plus complexes.
Réactions de production du radical OH
La production du radical OH résulte de la combinaison de l'oxygène atomique dans un premier état excité O(1D) avec la vapeur d'eau atmosphérique :
O(1D) +H2O → 2 OH (R10)
L'oxygène atomique O(1D) est produit photolyse de l'ozone induite par les rayonnements UV
O3 → O2 + O(1D) (R11)
