Powłoka gazowa, która otacza Ziemie jest atmosfera. Jest ona obecna w wodzie, glebie oraz w organizmach żywych. Atmosfera to mieszanina gazów, z których najwięcej 78% stanowi azot oraz około 21% tlen. Reszta powietrza to miedzy innymi: dwutlenek węgla i argon oraz neon, hel, ksenon, wodór i krypton. Oprócz tego w powietrzu jest również zawarta para wodna, która wpływa na wilgotność (jest jednak zależna od warunków panujących w otoczeniu).

Przez zanieczyszczenia powietrza rozumiemy substancje lotne, ciecze oraz ciała stałe w nim zawarte, lecz nie będące jego pierwotnym składnikiem. Do zanieczyszczeń zaliczamy także naturalnie występujące w powietrzu substancje, których ilość znacznie odbiega od normalnej. Wyróżniamy następujące zanieczyszczenia:

  •   chemiczne substancje w postaci gazów lub pary (tlenki węgla – COx, tlenki siarki – SOx, amoniak - NH3, tlenki azotu - NOx, węglowodory i ich chlorowe pochodne, fluor, fenole);
  •   cząstki organiczne w postaci stałej, czyli pyły (np. sadza, pyły pochodzące z cementowni, związki ołowiu, chromu, czy kadmu, popiół lotny, pyły metalurgiczne);
  •   organizmy wirusowe, bakteryjne oraz grzyby, których skład gatunkowy lub ilość jest odmienna od pierwotnego składu mikroflory;
  •   kropelki cieczy kwasów, zasad, czy rozpuszczalników.

Atmosferę najczęściej zanieczyszczają związki siarki, takie jak: dwutlenek siarki (SO2), trójtlenek siarki (SO3), siarkowodór (jest to kwas beztlenowy – H2S), fluor (F) i jego pochodne, chlor (Cl), tlenki i kwasy azotowe (NOx, HNO3), dwutlenki węgla (CO2) i tlenek węgla (CO). Wszystkich tych związków jest w atmosferze bardzo dużo.

Dwutlenek siarki (SO2) to główne zanieczyszczenie. Jest to produkt spalania ropy, węgla, czy benzyny. Reaguje on z tlenem, dając tritlenek siarki (SO3). W wyniku reakcji wody (H2O) z powstaje kwas nieorganiczny, a dokładniej rozcieńczony kwas siarkowy (VI) – H2SO4. Tak powstają kwaśne opady, które niszczą roślinność i negatywnie wpływają na wszystkie inne organizmy żywe, w tym ludzi. Z badań wynika, iż bardzo wrażliwe na ich działanie są porosty nadrzewne, które nie rosną tam gdzie występują, np. kwaśne deszcze.

Atmosfera jest zanieczyszczana związkami siarki, takimi jak dwutlenek siarki SO2, tlenek siarki III SO3, kwas siarkowy VI H2SO4 oraz siarczany metali. SO2 to bezbarwny, toksyczny gaz o charakterystycznym duszącym zapachu. Rozchodzi się wolno w powietrzu. Jego źródłem są silniki spalinowe, elektrociepłownie i elektrownie cieplne. Powstaje w czasie spalania paliw stałych oraz płynnych, zanieczyszczonych siarką.

Inne zanieczyszczenia gazowe atmosfery to związki azotu - dwutlenek azotu (NO2), tlenek azotu (NO), amoniak (NH3), podtlenek i nadtlenek azotu (N2O, NO3), ), trójtlenek azotu (N2O3) i  pięciotlenek azotu (N2O5) oraz kwasy: azotawy (HNO2), a także azotowy (HNO3).  Tlenki azotu występują w atmosferze naturalnie. Dostają się do niej np. w wyniku erupcji wulkanów. W tych ilościach nie stanowiłyby zagrożenia, jednak wzrost ich zawartości w powietrzu, wynikający z wpływów antropogenicznych określa ich mianem zanieczyszczeń atmosfery. Głównym źródłem związków azotu są silniki samochodowe, elektrownie i wszystkie inne branże przemysłu wykorzystujące obróbkę wysoko termiczną.  Najgroźniejszy jest bezbarwny i bezzapachowy tlenek azotu oraz brunatny, duszący dwutlenek azotu. W obecności pary dochodzi do ich utleniania do N2O5 następnie dającego kwas azotowy V, będący składnikiem kwaśnych opadów.

Kolejnym zanieczyszczeniem jest tlenek węgla (CO). Powstaje on w wyniku niekompletnego spalania węgla oraz jego związków. Głównymi źródłami tych zanieczyszczeń są jest:

  •   energetyka;
  •   przemysł chemiczny, hutniczy i rafineryjny;
  •   kopalnie;
  •   elektrociepłownie;
  •   wszystkie rodzaje transportu, zarówno lądowego, wodnego i powietrznego;
  •   paleniska domowe.

Jest to gaz toksyczny, łatwo rozchodzący się w powietrzu. Nasze zmysły nie dostrzegają jego obecności. Jest bezbarwny, bezwonny i bez smakowy. Stanowi poważne zagrożenie.

Pochodną tlenku węgla jest dwutlenek węgla – CO2. Jego źródłem jest spalanie paliw i fotosynteza. Jest on naturalnym składnikiem atmosfery. W ilościach pierwotnych nie stanowił zagrożenia, jednak teraz gdy jego zawartość znacznie wzrosła jest bardzo poważnym zanieczyszczeniem.

ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ ATMOSFERY

Źródła zanieczyszczeń dzielimy na naturalne i antropogeniczne (powstające w wyniku działalności człowieka).

Do naturalnych zaliczamy:

a) wybuchy wulkanów, niosące popioły wulkaniczne oraz gazy takie jak dwutlenek siarki (SO2), dwutlenek węgla (CO2), siarkowodór.

b) pożary – emisja dwutlenku węgla (CO2), tlenek węgla (CO) i pyłów

c) morza i oceany – są źródłem soli

d) erozja gleb i skał

e) zieleń, jako źródło pyłków roślinnych

f) bagna, będące źródłem metanu (CH4), dwutlenku węgla (CO2), siarkowodoru (H2S) i amoniaku (NH3)

Wśród antropogenicznych wyróżniamy:

a) energetyka, a konkretnie spalanie paliw

b) procesy technologiczne przemysłu chemicznego, hutniczego i rafineryjnego, oraz kopalnie i cementownie

c) wszystkie rodzaje transportu, zarówno lądowego, wodnego i powietrznego

d) gospodarstwa domowe, miejsca utylizacji i wysypiska odpadów i ścieków

Źródła emisji mogą być:

  1. punktowe (np. kominy);
  2. liniowe (np. autostrada);
  3. powierzchniowe ( np. otwarty zbiornik lub obszar z którego ulatnia się szkodliwa substancja).

Powietrze to strefa o specyficznych właściwościach. Zanieczyszczenia w niej będące mogą się z łatwością przemieszczać. Zależne jest to od wysokości emitora (np. komina) i panujących warunków meteorologicznych. Unoszone zanieczyszczenia po pewnym czasie ulegają sorpcji (osiadają na powierzchni ziemi) lub są sprowadzane na nią wraz z opadem. Te, których średnica jest poniżej 200mm unoszą się dłużej przyjmując postać aerozoli. Te o średnicy nie przekraczającej 20mm zazwyczaj usuwa opad, cięższe przyciąga siła ciężkości. Powietrze podlega ciągłemu mieszaniu; jeśli ukształtowanie terenu jest niekorzystne, na dodatkowo niewielkim terenie (np. miasto), a dzień bezwietrzny może dojść do kumulacji zanieczyszczeń i powstania tzw. smogu.