يتشكل جزء كبير من الجسيمات العضوية نتيجة الاحتراق الداخلي ضمن المحركات والمتضمنة عمليات معقدة نسبياً، كالاصطناع عند درجات حرارة عالية نسبياً وعمليات النترجة لمركبات الوقود كما ينتج عنها مركبات تحتوي على زمر آزوتية مختلفة وبولميرات هيدروكربونية. كما قد تحتوي الجسيمات العضوية الموجودة في الغلاف الجوي على بقايا زيوت تستخدم بالمحركات، وعلى بعض المواد المضافة الأخرى. تدل الدراسات الكمية للجسيمات العضوية الناتجة عن الاحتراق ضمن المحركات التي تعمل بالغازولين والشاحنات المستهلكة للديزل على تشكل حوالي 100 مركب مختلف، من هذه المركبات الألكانات النظامية  n-alkanes، حموض عضوية  n-alkanoic acid، بنزالدهید benzaldehyde ، حمض البنزويك benzoic acids أز انفثالينات azanaphthalenses ، فحوم عطرية متعددة الحلقات polycyclic aromatic (hydrocarbons (PAHs) بالإضافة إلى فحوم عطرية متعددة الحلقات متأكسدة oxygenated PAHs وحلقات خماسية ثلاثية التربين pentacyclic triterpanes، ومركبات عطرية رباعية الحلقات كالستيرانات stranes حيث يعد المركبان الأخيران من المركبات متعددة الحلقات والمميزة للمواد البترولية التي تدخل ضمن غازات العوادم نتيجة احتراق الزيوت المستخدمة في المحركات.

نستنتج من ذلك أن الجسيمات العضوية، يمكن أن توجد بشكل مركبات كثيرة التنوع في الغلاف الجوي، وقد تصنف ضمن عدة مجموعات كالفحوم الهيدروجينية الأليفاتية أو المركبات الهيدروكربونية العطرية، أو مجموعات من الهيدروكربونات الأوكسجينية، وقد تصنف هذه المركبات إلى مجموعات وفقاً لطبيعتها، معتدلة، أو حامضية أو أساسية.

تتضمن المركبات المعتدلة بشكل أساسي الفحوم الهيدروجينية الأليفاتية، وبالدرجة الأولى تلك الحاوية على 16 إلى 28 ذرة كربون. تعد هذه المركبات الأليفاتية بطبيعتها غير فعالة نسبياً، ولا تملك خواصاً سمية ولا تشارك بشكل فعال بتفاعلات ضمن الغلاف الجوي. من ناحية أخرى، يعد الجزء الحاوي على فحوم عطرية متعددة الحلقات (المعروفة باسم ( Polycyclic aromatic hydrocarbons; P.A.H  ، ضمن المركبات المعتدلة والمصنفة كمواد خطرة على البيئة كونها مواد مسرطنة carcinogenic أو مواد معدلة للمورثات mutagenic ، والتي تأخذ حيزاً هاماً اسات التلوث والتسمم البيئي. ينتج التأثير الملوث لهذه المركبات الحلقية عن قدرتها على تشكيل بعض الزمر الوظيفية نتيجة أكسدتها بالغلاف الجوي. من هذه الزمر الوظيفية، الألدهيدات Aldehydes ، والكيتونات ketones ، والايبوكسيدات epoxides، البيروكسيدات peroxides ، الإسترات Esters ، الكوينونات Quinones، واللاكتونات Lactones .

كما تتضمن الزمر العضوية الحامضية حموض دسمة ذات سلاسل طويلة، وفينولات غير متطايرة. ومن بين الجسيمات الحامضية العضوية التي تم التحري عنها الغلاف الجوي الملوث حموض اللوريك lauric ميرستيك myristic، بالمتيك palmitic ستيريك stearic بهنيك behenic أوليك oleic ولينوليك linoleic. من جهة أخرى، تتألف الجسيمات العضوية الأساسية بشكل كبير من فحوم هيدروجينية ذات الحلقات غير المتجانسة والحاوية على عنصر النيتروجين Alkaline-heterocyclic Hydrocarbons مثل الأكريدين Acridine :

أ- الفحوم العطرية متعددة الحلقات (Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) أخذت الفحوم العطرية المتعددة الحلقات (PAHS) حيزاً هاماً من اهتمام الباحثين

في مجال البيئة الجوية وتلوثها، وذلك بسبب ما عرف عن التأثير المسرطن لبعض مركباتها. ومن أبرز هذه المركبات الحلقية هي البنزو (a) بيرين benzo(a)pyrene بنز (a) أنثرازين bezaanthracene کریزین chrysen بنز (e) أسيفينانثريلين benz(e)acephenanthrylene بنزو فلورانسین benzoi)fluoranthene، والإندينولindenol 

وجدت تراكيز مرتفعة نسبياً من PAH من مرتبة  g /m³ u  20 في الغلاف الجوي خاصةً في المناطق الحضرية، والمناطق القريبة من حرائق الغابات والمروج. قد تصل تراكيز PAH إلى 100 ug/m³ في دخان السجائر، وإلى  1000  ug/m³ في الفحم الحجري والتي تعد بالمشاركة مع حرائق الغابات من أهم المصادر الأساسية لمتعددات الحلقات العطرية (PAHs) 

إن أكثر مركبات الفحوم العطرية المتعددة الحلقات مصادفة في الغلاف الجوي، هي جزيئه البنزوبيرين المستقلبة ضمن جسم الانسان إلى شكل يمكن أن يكون لها تأثير مسرطن.

توجد بعض هذه المركبات بشكل صلب في الغلاف الجوي، حيث تكون ممتزة على جسيمات الشحار Soot particles و ذلك نتيجة التكاثف الكبير لجسيمات PAHs الممتزة فوق بعضها البعض لتشكل الشحار Soot يحتوي الشحار بشكل عام، على %1-3 هيدروجين، و 10-5 أوكسجين، حيث تأتي هذه النسبة المرتفعة للأوكسجين نتيجة مساحته السطحية المرتفعة نسبياً، مما يجعل سطح التماس مع أوكسجين الغلاف الجوي كبيراً ، وبالتالي فعالية كبيرة. فمثلاً، تتحول جزيئه البنزو(a) بيرين لتختفي بعد امتزازها مباشرة على سطح الشحار وبوجود الضوء لتنتج مركبات متأكسدة، و يساعد ذلك على إتمام عملية الأكسدة السريعة، ويساهم في ذلك العديد من العوامل كالمساحة السطحية الكبيرة لجسيمات الشحار، وتوافر كل من الأشعة الضوئية والأوكسجين الجوي والتحفيز من قبل الجسيمات الممتزة الأخرى. كما تتضمن نتائج الأكسدة للبنزو(a) بيرين مثلاً، الشكل (3-1)، كل من الايبوكسيدات Epoxides، والكوينون Quinone، والفينولات Phenols ، والألدهيدات Aldehydes ، والحموض الكربوكسيلية.Carboxylic acids

 ب- اصطناع الفحوم العطرية متعددة الحلقات PAHS

يمكن لجزيئات PAHS أن تصطنع ابتداءً من الفحوم الهيدروجينية المشبعة، في شروط من جو خال من الأوكسجين فالفحوم الهيدروجينية منخفضة الكتلة الجزيئية، كالميتان، يمكن أن تكون مواد أساسية تتشكل منها الفحوم الهيدروجينية المتعددة الحلقات، ويتم الاصطناع بمعزل عن الأوكسجين وعند درجات حرارة مرتفعة Pyrosynthesis، تزيد عن °C 500  تتفكك عندها الروابط هيدروجن كربون والروابط كربون كربون لتتشكل جذور حرة، تدخل بتفاعلات نزع الهيدروجين واتحاد مركبات لتشكل حلقات عطرية مقاومة للتفكك الحراري. كمثال، العملية البسيطة التي تتشكل منها مثل هذه الحلقات ابتداءً من الإيتان، وينتج عنها مركبات PAHs ثابتة البنية، ويتم ذلك وفقاً للتفاعل التالي:

يختلف ميل المركبات العضوية PAHs يختلف ميل  المركبات العضوي لتشكيل مركبات ة عند درجات حرارة مرتفعة، وفقاً للترتيب التالي الحلقات العطرية > الحلقات الحاوية على رابطة ثنائية > (Cycloolefins)  الألكينات الحاوية على رابطة ثنائية > Olifins ومن ثم البرافينات Paraffins. حيث أن توفر البناء الحلقي ضمن المركبات المتفككة هو باعث على تشكل المركبات PAHs ، وبشكل خاص المركبات غير المشبعة التي تكون سريعة التأثير على تفاعلات الإضافة أثناء تشكل مركبات .PAH إن المصدر الأساسي لتشكل المركبات العطرية الحلقية هو من الألكانات الموجودة في الوقود والنباتات أثناء العمليات الكيميائية مرتفعة درجة الحرارة pyrolysis ، أو أثناء تفكك cracking المركبات العضوية لتشكل جزيئات أو جذور حرة أصغر وأقل استقراراً.

ج - الجسيمات الكربونية الناتجة عن محركات الديزل Carbonaceous from Diesel Engines

تصدر محركات الديزل مستويات مرتفعة من الجسيمات الكربونية. وبالرغم من أن مقدار كبير من هذه الجسيمات لاتتجاوز أبعادها um 1  إلا أن هذه الجسيمات توجد كتجمعات لعدة آلاف من الجزيئات الصغيرة لتشكل عناقيد ذات أبعاد تتجاوزum 30. تتألف هذه الجسيمات بشكل أساسي من عنصر الكربون، وحوالي 40% من كتلتها تتألف من مركبات هيدروكربونية عضوية قابلة للاستخلاص، ومشتقات فحوم هيدروجينية تحتوي على مركبات كبريتية عضوية ومركبات نيتروجينية عضوية.