מקור: מעבדות של מרגרט וורקמן וקימברלי פריי - אוניברסיטת דפול

בטרופוספירה, האוזון נוצר באופן טבעי כאשר אור השמש מפצל חנקן דו חמצני (NO₂):

NO₂ + אור שמש → לא + O

O + O₂ → O₃

אוזון (O₃₎יכול להמשיך להגיב עם תחמוצת החנקן (לא) כדי ליצור חנקן דו חמצני (NO₂₎וחמצן:

לא + O₃ → NO₂ + O₂

התוצאה היא שאין רווח נקי של אוזון (O₃). עם זאת, עם הייצור האנתרופוגניים של אוזון יוצר מבשרים (לא, NO₂, ותרכובות אורגניות נדיפות) באמצעות בעירה של דלקים מאובנים, רמות גבוהות של אוזון בטרופוספירה נמצאו. פליטת רכב מנועי היא מקור משמעותי של מבשרי האוזון האלה: לא, NO₂, ותרכובות אורגניות נדיפות (VOCs). לדוגמה, מקורות ניידים מהווים כמעט 60% מפליטות NO + NO_2.

בטמפרטורות הגבוהות שנמצאו בתא הבעירה של המכונית, חנקן וחמצן מהאוויר מגיבים ליצירת תחמוצת חנקן (NO) וחנקן דו חמצני (NO₂):

N_2(ז) + O_2(גרם)→ 2 NO_(גרם)

2 NO_(g) + O_2(g)→ 2 NO_2(g)

תחמוצת החנקן (לא) הנפלטת בפליטת המכונית מחומצנת בהדרגה לחנקן דו חמצני (NO₂) באוויר הסביבה. תערובת זו של NO ו NO_{2 מכונה} לעתים קרובות NO_x. כאשר NO_x מגיב עם תרכובות אורגניות נדיפות באטמוספירה בנוכחות אור השמש, נוצר אוזון טרופוספירי, כפי שניתן לראות בתגובה כימית פשוטה זו:

NO_x + VOCs + אור שמש → O₃ + מוצרים אחרים

תערובת מזיקה זו של זיהום אוויר, אשר יכול לכלול אלדהידים, peroxyacetyl חנקות, אוזון, VOCs, ולא_x, נקרא ערפיח פוטוכימי. האוזון הוא המרכיב הגדול ביותר של ערפיח פוטוכימי. ערפיח זה נמצא בכל הערים המודרניות, אך הוא נמצא במיוחד בערים עם אקלים שטוף שמש, חם ויבש ומספר גדול של כלי רכב מנועיים. צבע הערפיח הצהוב-חום באוויר נובע בחלקו מהחנקן הדו-חמצני הנוכחי, שכן גז זה סופג אור נראה לעין קרוב ל-400 ננומטר(איור 1).

חשיפה קצרת טווח NO₂ (30 דקות עד יום אחד) מובילה להשפעות נשימה שליליות אצל אנשים בריאים ותסמינים נשימתיים מוגברים אצל אנשים עם אסתמה. NO_x מגיב עם אמוניה ותרכובות אחרות כדי ליצור חלקיקים. חלקיקים קטנים אלה יכולים לחדור את הריאות ולגרום לבעיות נשימה, כולל אמפיזמה וברונכיטיס. אנשים שמבלים הרבה זמן על הכביש או שגרים ליד כביש חווים חשיפה גבוהה בהרבה ל- NO₂.

בשל ההשפעה שיש לה על בריאות האדם והסביבה, הסוכנות להגנת הסביבה של ארה"ב (EPA) סיווגה את NO 2 כמזהם_{קריטריונים} וקבעה את הסטנדרט העיקרי ב-100 ppb (האחוזון ה-98 של ריכוזים מקסימליים יומיים של שעה אחת, בממוצע במשך 3 שנים) ו-53 ppb (ממוצע שנתי). בהתחשב בכך שכלי רכב על הכביש מהווים כשלשה מפליטות NO_x בארה"ב, פליטות הרכב מוסדרות אפוא באמצעות חוק אוויר נקי. נכון לעכשיו, תקני פליטה Tier 2 קובעים כי היצרנים חייבים להיות צי ממוצע לא_x פליטות של לא יותר מ 0.07 g /מייל.

אחת המכוניות העומדות בתקן זה היא באמצעות ממירים קטליטיים במכוניותיהם. התקן זה ממוקם בין המנוע לצינור המפלט. זרם הפליטה עובר דרך הממיר הקטליטי ונחשף לזרז. זרז הפחתה של פלטינה ורודיום משמש כדי להפחית את ריכוז NO_x במפלט. כאשר מולקולת NO או NO₂ בפליטה יוצרת קשר עם הזרז, אטום החנקן נחטף מהמולקולה ונאחז בזרז. החמצן משתחרר ויוצר O₂. אטום החנקן על הזרז נקשר עם אטום חנקן אחר המוחזק על הזרז כדי ליצור N₂.

ממירים קטליטיים הפחיתו מאוד את הפליטות של NO_x מפליטת רכב - עד 80% הפחתה, בעת ביצוע כראוי. עם זאת, הם עובדים רק כאשר הם הגיעו לטמפרטורה גבוהה למדי. לכן, בעת ביצוע התחלה קרה של מכונית, הממיר קטליטי מסיר כמעט ללא no_x. זה לא עד הממיר קטליטי מגיע לטמפרטורות גבוהות יותר כי זה ביעילות מסיר את NO_x מזרם הפליטה. ממירים קטליטיים אינם עובדים על מכוניות דיזל נוסעים בשל התנאים הרזה שבהם הם פועלים. בנוסף, הגופרית בסולר גם משביתה את הזרז. ה- NO_x במנועי דיזל מופחתים בעיקר באמצעות שסתום recirculation גז פליטה (EGR), אשר מקרר את הטמפרטורה של גזי הבעירה. כתוצאה מכך, מכוניות דיזל בדרך כלל פולטים יותר NO_x מאשר מכוניות בנטוס.

איור 1. צבע אופייני לערפיח בקליפורניה בבנק הענן ה בז ' מאחורי גשר שער הזהב. הצבע החום נובע מ- NO_x בערפיח הפוטוכימי.