Существуют две основных группы загрязнений атмосферы: природные (естественные) и антропогенные.

     К естественным загрязнениям относят извержения вулканов, пыльные бури, выветривание, лесные пожары, процессы разложения растений и животных. Уровень такого загрязнения рассматривается в качестве фонового, который мало изменяется во времени.

     Главные загрязнители атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и иной деятельности человека – диоксид серы (SO₂), оксид углерода (СО) и твердые частицы. На их долю приходится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных загрязнителей, белее 70 наименований вредных веществ, среди которых – формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и др. Однако именно концентрации главных загрязнителей (диоксид серы и др.) наиболее часто превышают допустимые уровни во многих городах России. К основным источникам загрязнения атмосферы можно отнести:

– тепловые электростанции и котельные установки, где происходит сжигание горючих ископаемых, которое сопровождается выбросом 5 млрд т углекислого газа в год. В результате этого за 100 лет (1860-1960 гг.) содержание СО₂ увеличилось на 18% (с 0,027 до 0,032%). За последние три десятилетия темпы этих выбросов значительно возросли. Происходят огромные выбросы сернистого газа в результате сжигания угля и мазута:

– металлургические производства (при производстве 1 т стали в атмосферу выбрасывается 40 кг твердых частиц, 30 кг оксидов серы, 50 кг оксида углерода и т.д.);

– химические производства, выбросы которых, имея сравнительно небольшой объем (около 2% всех промышленных выбросов), представляют огромную экологическую опасность вследствие высокой токсичности разнообразных примесей;

– выбросы автотранспорта, значительно увеличившие свое значение во второй половине ХХ в. Эти выбросы содержат бенз(а)пирен, оксиды азота и углерода, соединения свинца;

– выхлопы турбореактивных самолетов с оксидами азота и фторуглеродами, повреждающими озоновый слой Земли;

– загрязнение взвешенными частицами (при измельчении, фасовке, погрузке различных материалов);

– вентиляционные выбросы производственного и бытового происхождения;

– локальное избыточное поступление тепла от антропогенных источников. Признаком теплового (термического) загрязнения атмосферы служат так называемые термические зоны. Например, остров тепла в городах, потепление водоемов и т.п.

     Интенсивное загрязнение атмосферного воздуха отмечается также при добыче и переработке минерального сырья, на нефте- и газоперерабатывающих заводах, при выбросе пыли и газов из подземных горных выработок, при сжигании мусора и горении пород в отвалах (терриконах) и т. д. В сельских районах очагами загрязнения атмосферного воздуха являются животноводческие и птицеводческие фермы, промышленные комплексы по производству мяса, распыление пестицидов и т. д.

     Озоновый экран. В атмосфере, на высоте 35 – 40 км (в стратосфере) находится озонный (озоновый) защитный слой Земли, определяющий верхний предел жизни в биосфере.

     Озоновый слой появился вместе с появлением в атмосфере свободного кислорода.

     Озона очень мало, всего 4 * 10 ^-7 от объема атмосферы. Если собрать весь озон (О₃) в один слой, то при н. у. он будет иметь толщину около 3 мм. Однако этого количества достаточно, чтобы говорить о защитных свойствах озона, т. к. он обладает очень сильным поглощением. Озон поглощает всю солнечную ультрафиолетовую радиацию, прежде всего, губительные для живого волны длиной от 2900 до 2200А⁰, поглощает инфракрасное излучение Земли, препятствуя охлаждению ее поверхности.

В полярных широтах озона содержится в 2 раза больше, чем у экватора. Повышенное его содержание наблюдается над лесами и на берегах морей. Ночью озона обычно меньше, чем днем.

     Разрушение озонового слоя может быть вызвано различными причинами, и у ученых нет единого мнения на этот счет. Одни считают, что разрушение озона связано с деятельностью человека (многие газы, фреоны, аэрозоли), другие же сходятся на том, что разрушение озона – это природный циклический процесс, и если раньше не могли определить наличия озонных дыр, то это не значит, что их не было. В химии озона до сих пор остается много неясного.

      Парниковый эффект. Всем известен принцип действия теплицы – высокая температура и влажность в ее замкнутом пространстве связаны с тем, что прозрачное покрытие (полиэтилен, стекло), пропуская солнечные лучи, непроницаемо для длинноволнового теплового излучения и водяных паров. То же происходит и в атмосфере.

Накопление в атмосфере углекислого газа и других газов антропогенного происхождения (метан, хлор- и фторуглеводороды) действует аналогично покрытию теплиц – пропускает солнечные лучи и препятствуют тепловому излучению с поверхности Земли.

 В результате может происходить постепенное потепление климата, которое и получило название парникового эффекта. Некоторые специалисты предполагают, что к 2050 г. произойдет потепление на 4⁰С. В таком случае может измениться весь лик Земли: начнется таяние ледников, поднятие уровня мирового океана и затопление многих территорий суши. Но не все ученые придерживаются такого мнения. Многие считают, что потепление и похолодание на планете связано не с деятельностью людей, а с циклическими природными явлениями.

Кислотные дожди. Кислотные дожди являются одной из главных проблем загрязнения окружающей среды, так как возрастает кислотность атмосферных осадков, почвы и поверхностных вод. Оксиды азота, углерода и серы попадают в атмосферу как естественным, так и антропогенным путем. Естественные – это вулканические извержения, выделения с поверхности суши и океана, процессы разрушения компонентов биосферы, но они составляют лишь 2 % от общих поступлений. Все остальное приходится на антропогенные выбросы.

Рис. 12. Химический состав атмосферы и значение некоторых ее компонентов

Эти оксиды, поступая в атмосферу, переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси серной, сернистой, азотной, азотистой и угольной кислот, которые выпадают в виде кислых дождей на сушу, взаимодействуя с растениями, почвами, водами и другими компонентами биосферы. Кислые почвы – малопригодны. Кислая среда – разрушает живые ткани. Меры борьбы – это, прежде всего, снижение сжигания топлива, новые технологические процессы в металлургии и т.д.