شهرنشینی و توسعه آن با انواع آلودگی‌های زیست‌محیطی از جمله آلودگی هوا در ارتباط است. پیامدهای زیانبار آلودگی هوا به یکی از ملموس‌ترین مشکلات زیست‌محیطی کلان‌شهر‌هایی چون تهران، تبریز، اصفهان و... تبدیل شده‌است. منابع متحرک (قطار، هواپیما، اتوبوس، خودروهای سواری و...) و منابع ثابت (صنایع، کارخانه‌ها، اماکن مسکونی، تجاری، اداری و...) عامل آلودگی هوا تلقی می‌شوند. آلاینده‌های اصلی هوای کلان‌شهرها عبارتند از: ازن، مونوکسید‌کربن، اکسیدهای نیتروژن، اکسیدهای گوگرد، ترکیبات آلی فرار و ذرات معلق. غیر از آلودگی‌های ناشی از فعالیت‌های انسان، منابع طبیعی نیز در آلودگی هوا موثرند، این آلودگی‌ها که در ظاهر بدون دخالت انسان ایجاد می‌شوند، عبارتند از: توفان و گردوغبار، دود و خاکستر حاصل از آتش‌سوزی‌های جنگل‌ها، مراتع و مزارع، فعالیت‌های آتشفشانی و... .
باور و تصور عموم مردم این است که آلودگی هوا و پدیده وارونگی مختص فصل سرد سال است و در تابستان هوا آلوده نیست. هرچند در فصول گرم به ویژه تابستان با توجه به افزايش طول روز و گرماي هوا به ندرت پديده وارونگي دما اتفاق می‌افتد و از شدت و تراکم آلاينده‌ها تا حدود زيادي کاسته مي‌شود، اما اين به آن معني نيست که هواي شهر در روزهاي عادي، عاري از آلودگي خواهد بود، چراکه روند افزايش آلاينده‌ها به ساعات اوج ترافيک محدود مي‌شود. همچنين سکون نسبي جو از جمله عدم بارندگي مناسب و وزش باد نيز به تجمع آلاينده‌ها کمک می‌کند.
ازن نوعي آلاینده مختص فصل گرم سال است که از آلاينده‌های ثانويه جوي به شمار مي‌رود. اين گاز به واسطه واکنش‌هاي شيميايي به ترکيبات خطرناک جوي تبدیل میشود و افزایش میزان آن اثرات مخربی بر سلامت انسان‌ها، حیوانات، گیاهان و اجسام دارد. ازن موجود در سطح زمین به‌عنوان یک آلاینده خطرناک با تحریک سیستم تنفسی، ایجاد سرفه، تحریک گلو، درد قفسه سینه، ایجاد و تشدید آسم و آلرژی، برافروختگی و جراحت مخاط ریه و... سلامت انسان را به طور جدی در معرض خطر قرار می‌دهد. همچنین با تاثیر بر رویش گیاهان و ارزش غذایی آن‌ها، علاوه بر اینکه حیات گیاه را در مخاطره قرار می‌دهد، منابع غذایی حیوانات گیاهخوار را به طور مستقیم و حیوانات گوشتخوار را به طور غیرمستقیم تهدید می‌کند. همچنین با ایجاد خوردگی در اجسام، ضمن کاهش عمر مفید آن‌ها، آلودگی‌های زیست محیطی را افزایش می‌دهد.
اوج غلظت ازن در مناطق شهری در 2 مرحله اتفاق می‌افتد؛ یکی در ساعات صبح به‌علت ترافیک صبحگاهی و دیگری در ساعات بعدازظهر به‌علت تشدید واکنش‌های فتوشیمیایی ناشی از افزایش پرتوهای خورشیدی.
گاز ازن
ازن، اکسیژن فعال یا اکسیژن سه ظرفیتی، گاز آبی کم‌رنگی است که هر مولکول آن از 3 اتم اکسیژن تشکیل شده است. این گاز در فاصله 15 تا 40 کیلومتری سطح زمین لایه‌ای فیلترمانند تشکیل می‌دهد که با جذب اشعه فرابنفش خورشید از ورود این اشعه خطرناک به درون جو زمین جلوگیری می‌کند. این لایه بر فراز استوا ضخیم‌تر از قطبین زمین است.
در اوایل دهه ۱۹۷۰ برای اولین بار محققان دریافتند که لایه ازن در حال تخریب است. در ابتدا تصور می‌شد که عامل اصلی تخریب، اکسیدهای نیتروژن حاصل از پرواز هواپیماهای مافوق صوت در استراتوسفر است تا اینکه در سال ۱۹۷۴ اعلام شد بعضی مواد شیمیایی ساخت بشر با نام کلروفلوئوروکربن‌ها به لایه ازن صدمه وارد می‌کنند. فرآیند تخریب به این صورت است که پرتوهای خورشید باعث شکسته شدن بسیاری از گازهای حاوی کلروبرم و تولید رادیکال‌های آن‌ها در استراتوسفر میشود. رادیکال‌ها یک رشته واکنش‌های زنجیره‌ای تخریب‌کننده را تشدید کرده و باعث شکسته شدن گازهای موجود در اتمسفر از جمله ازن شده و آسیب جدی را به لایه محافظتی زمین (لایه ازن) از پرتوهای فرابنفش و ایکس وارد می‌کنند.
ازن پالاینده
ازن موجود در استراتوسفر، ازن خوب و مفید است که نقش مهمی در فیلتر کردن تابش‌های خورشید دارد، چراکه بخش قابل‌توجهی از پرتوهای خورشید در محدوده طول موج‌های مضر و خطرناک قرار می‌گیرند. ازن موجود در استراتوسفر از رسیدن تابش‌های خطرناک فرابنفش به سطح زمین جلوگیری و همانند یک لایه محافظ، حیات روی کره زمین را امکان‌پذیر می‌کند. لایه ازن بیش از 95% پرتوهای فرابنفش خورشید را جذب می‌کند، آن‌ها را به‌شکل پرتوهای فروسرخ در می‌آورد و به سطح زمین می‌فرستد. اشعه فرابنفش خورشید درصورت رسیدن به سطح زمین می‌تواند در انسان‌ها بیماری‌هایی چون سرطان پوست، آب مروارید، آفتاب سوختگی شدید، ضعف و نقص سیستم ایمنی و... را ایجاد کند.
ازن آلاینده
در پایین‌ترین بخش هواکره (تروپوسفر) در اثر آلاینده‌های انسانی (احتراق سوخت‌های فسیلی همچون بنزین، زغال سنگ و...) گاز ازن می‌تواند تولید شود. نیتروژن مونوکسید، نیتروژن دی‌اکسید و ترکیب‌های آلی فرار با انجام واکنش شیمیایی با اکسیژن طی یک روز آفتابی و خشک که معمولا اواسط تابستان یا اوایل پاییز است، موجب تشکیل ازن تروپوسفری میشود. ازن موجود در تروپوسفر، ازن بد و مضر محسوب میشود، بسیار خطرناک و سمی است و در ردیف گازهای آلاینده جوی قرار دارد.
ازن آلاینده‌ای نیست که از منابع رایج آلودگی مثل کارخانه، خوردو یا منابع دیگر وارد هوا شود، بلکه بر اثر شدت تابش اشعه آفتاب بر برخی از مواد موجود در هوا مانند دی‌اکسید نیتروژن (ازت)، تولید میشود. این آلاینده ثانویه از منابعی از جمله هیدروکربن‌های فرار و اکسیدهای نیتروژن با نور خورشید، ایجاد و از طریق واکنش‌های شیمیایی بین برخی گازهای آلاینده به‌شکل غیرمستقیم در هوا منتشر میشود. نور خورشید و درجه حرارت نیز دو عامل موثر در تولید ازن هستند. از این رو، معمولا میزان غلظت ازن در ماه‌های گرم سال و در روزهای آفتابی به‌ویژه در وسط روز بیش از سایر مواقع و در زمستان به دلیل کم بودن درجه حرارت، میزان تولید آن کمتر است.
ازن در واکنش با مواد شیمیایی آلوده‌کننده‌ای که در سطح زمین تولید و متساعد شده‌اند، دوباره وارد تروپوسفر میشود و به زمین می‌رسد. در این حالت با سایر مواد شیمیایی ترکیب شده و موجودات زنده را به‌شدت در معرض آسیب‌های جدی قرار می‌دهد. همچنین هنگامی که ازن در ارتفاع کم از سطح زمین با دود و بخار موجود در هوا ترکیب شود، موجب تشدید آلودگی شده و همانند گازهای گلخانه‌ای عمل می‌کند و افزایش تراکم آن باعث تشدید گرمایش زمین میشود.
از آنجا که شدت تشعشع خورشید با غلظت آلاینده ازن ارتباط مستقیم دارد، تابش خورشید در روزهای گرم باعث افزایش غلظت ازن میشود. این اکسیدکننده بسیار قوی به‌عنوان یک آلاینده ثانویه از واکنش‌های متقابل اکسیدهای نیتروژن و هیدوکربن‌ها در حضور نور خورشید تولید می‌شوند. پیشران‌های تولید آلاینده ازن، هیدروکربن‌های نسوخته خودروها، موتورسیکلت‌ها و اکسیدهای ازت هستند که به واسطه شدت اشعه فرابنفش خورشید در فصول گرم سال سبب تولید ازن آلاینده و مخرب می‌شوند. بنابراین، به منظور کاهش میزان ازن، ابتدا لازم و ضروری است که میزان تولید پیشران‌های آن کاهش یابد.