N2O, NO và NO2 được xem là các chất ô nhiễm sơ cấp đáng lưu ý.
Nitơ oxit (N2O)
N2O là chất khí không màu, ít hoạt động hóa học.
N2O có thể tìm thấy khắp mọi nơi trong tầng đối lưu, nồng độ trung bình vào khoảng 0,3 ppm, hằng năm tăng thêm khoảng 0,2%.
Nguồn phát sinh N2O chủ yếu có thể là quá trình denitrat hóa của một số vi sinh vật trong điều kiện thiếu oxy dưới đất hoặc nước. Hiện tượng này càng đáng lưu ý hơn do việc gia tăng sử dụng các loại phân bón nhân tạo có chứa nitơ, đặc biệt đối với loại đất có chứa nhiều chất hữu cơ và có chế độ thông khí không ổn định. N2O có thể còn là sản phẩm phụ của quá trình nitrat hóa chưa hoàn toàn NH3, NH4+.
Một phần nhỏ khí này có thể sinh ra khi đốt nhiên liệu hóa thạch.
Do ít hoạt động hóa học, nên N2O có thờì gian lưu trong tầng đối lưu khá lớn (khoảng 20 năm) và đồng thời phân bố khắp mọi nơi trong tầng này.
Do có thời gian lưu lớn trong tầng đối lưu, nên khí nitơ oxit có đủ thời gian để xâm nhập vào đỉnh tầng đối lưu rồi vào tầng bình lưu, ở đây N2O bị phân hủy hoặc chuyển hóa:
2N2O + hν → 2N2 + O2
N2O + O * → 2NO
(O* là nguyên tử oxy ở trạng thái kích thích có hoạt tính cao được tạo thành do sự phân hủy ozon bởi tia tử ngoại).
Do các quá trình nêu trên, tầng bình lưu và các phản ứng hóa học xảy ra ở đó được xem là sink của nitơ oxit.
Ảnh hưởng về mặt môi trường của sự gia tăng nồng độ nitơ oxit trong khí quyển chưa được biết rõ ràng. N2O là loại “khí nhà kính”, do đó nó có thể đã đóng góp vào quá trình làm nóng toàn cầu.
Ngoài ra, khi xâm nhập vào tầng bình lưu thì N2O sẽ chuyển thành NO, sau đó tham gia vào các phản ứng có ảnh hưởng đến nồng độ ozon của tầng này.