تلوث الهواء
الملوثات

المقالات الرئيسة: ملوث انبعاثات غازات الاحتباس الحراري
الملوثات هي المواد الموجودة في الهواء والتي لها آثار ضارة على الإنسان والنظام البيئي. هذه الموثات هي إما جزيئات صلبة أو قطرات سائلة أو غازات، وقد يكون الملوث من مصدر طبيعي أو من صنع الإنسان. تصنف الملوثات إلى أولية أو ثانوية. عادة ما يتم إنتاج الملوثات الأولية من خلال عمليات مثل الرماد من ثوران بركاني. وتشمل الأمثلة الأخرى غاز أول أكسيد الكربون من عوادم السيارات أو ثاني أكسيد الكبريت المنبعث من المصانع. أما الملوثات الثانوية فهي لا تنبعث مباشرة، بل تتشكل في الهواء عندما تتفاعل الملوثات الأولية مع ملوثات أخرى أو مع بعضها، يعتبر الأوزون على مستوى الأرض (أوزون التروبوسفير) مثال بارز على الملوثات الثانوية. قد تكون بعض الملوثات أولية وثانوية: تنبعث مباشرة وتتكون من ملوثات أولية أخرى.
الجريان السطحي والذي يُطلق عليه أيضًا تلوث غير محدد المصدر من مزرعة في ولاية أيوا بالولايات المتحدة أثناء عاصفة ممطرة.
يقدم هذا الفيديو لمحة عامة عن دراسة أجرتها وكالة ناسا حول الأثر الذي خلفه الإنسان على جودة الهواء العالمية.
سخان كهربائي يعمل بالغاز، وهو أحد مصادر غاز أول أكسيد الكربون الذي يسبب الإختناق والوفاة.
تشمل الملوثات الأساسية المنبعثة من النشاط البشري إلى الغلاف الجوي ما يلي:
ثاني أكسيد الكربون (CO2): نظرًا لدوره كغاز دفيئة، فقد وُصف بأنه الملوث الرئيسي  و أسوأ ملوث مناخي. يعد ثاني أكسيد الكربون مكونًا طبيعيًا في الغلاف الجوي، وهو ضروري للحياة النباتية ويطلقه الجهاز التنفسي للإنسان في عملية الزفير. إن لمسألة المصطلحات هذه تأثيرات عملية، على سبيل المثال تحديد ما إذا كان قانون الهواء النظيف الأمريكي ينظم انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. يشكل ثاني أكسيد الكربون حاليًا حوالي 410 أجزاء لكل مليون (جزء في المليون) من الغلاف الجوي للأرض مقارنة بحوالي 280 جزء في المليون في مجتمع ما قبل الصناعة ، تنبعث مليارات الأطنان المترية من ثاني أكسيد الكربون سنويًا عن طريق حرق الوقود الأحفوري. إن كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض لا زالت في ازدياد مستمر.
أكاسيد الكبريت (SOx): خاصة ثاني أكسيد الكبريت، وهو مركب كيميائي له الصيغة SO2. مصدر ثاني أكسيد الكبريت هو البراكين والعمليات الصناعية المختلفة. غالبًا ما يحتوي الفحم والنفط على مركبات الكبريت، ويولد احتراقها ثاني أكسيد الكبريت. إن المزيد من أكسدة ثاني أكسيد الكبريت (عادة في وجود محفز مثل NO2) بؤدي إلى تكون H2SO4، وبالتالي يتكون المطر الحمضي. إن هذا المركب هو أحد أسباب القلق بشأن التأثير البيئي لاستخدام هذه الأنواع من الوقود كمصادر للطاقة.
أكاسيد النيتروجين (NOx): تنبعث أكاسيد النيتروجين وخاصة ثاني أكسيد النيتروجين عند الاحتراق بدرجة حرارة عالية، كما تتكون أيضًا أثناء العواصف الرعدية عن طريق التفريغ الكهربائي. ويمكن رؤية هذا النوع من الغازات في شكل قباب من الضباب البني أو سحب ريشية الشكل تنتشر فوق المدن. ثاني أكسيد النيتروجين مركب كيميائي له الصيغة NO2، وهو أحد أكاسيد النيتروجين المتعددة يعد من أبرز ملوثات الهواء، يتميز هذا الغاز السام ذو اللون البني المحمر برائحة حادة لاذعة.
أول أكسيد الكربون (CO): غاز سام عديم اللون والرائحة، ينتج عند احتراق الوقود مثل الغاز الطبيعي أو الفحم أو الخشب. تساهم عوادم المركبات في دخول غالبية غاز أول أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي. يشكل هذا الغاز نوعًا من الضباب الدخاني في الهواء ويرتبط بالعديد من أمراض الرئة والاضطرابات بالبيئة الطبيعية للحيوانات.
المركبات العضوية المتطايرة (VOC): المركبات العضوية المتطايرة هي ملوثات معروفة للهواء الخارجي، تصنف على أنها إما ميثانية (CH4) أو غير ميثانية (NMVOCs). الميثان هو أحد الغازات الدفيئة والذي يساهم في زيادة الاحتباس الحراري. المركبات العضوية المتطايرة الهيدروكربونية الأخرى هي أيضًا غازات دفيئة مهمة بسبب دورها في تكوين الأوزون وإطالة عمر الميثان في الغلاف الجوي. يختلف هذا التأثير بحسب جودة الهواء المحلي. يشتبه في أن المركبات العضوية المتطايرة NMVOCs مثل البنزين والتولوين والزيلين هي مواد مسرطنة وقد تؤدي إلى اللوكيميا عند التعرض لها لفترات طويلة. يعتبر مركب 3،1-بوتاديين من المركبات الخطيرة الأخرى يرتبط غالبًا بالاستخدام الصناعي.
الجسيمات / الجزيئات والمعروفة أيضًا باسم الجسيمات (PM) أو الجسيمات الجوية (APM) أو الجسيمات الدقيقة، وهي جسيمات صلبة أو سائلة مجهرية تكون عالقة في الغاز. من ناحية أخرى فإن الهباء الجوي هو مزيج من الجسيمات والغازات. تعتبر البراكين والعواصف الترابية وحرائق الغابات والمراعي والنباتات الحية ورذاذ البحر مصادر للجزيئات. ينتج الهباء الجوي من خلال الأنشطة البشرية مثل احتراق الوقود الأحفوري في السيارات ومحطات الطاقة والعديد من العمليات الصناعية. في المتوسط العالمي يمثل الهباء الجوي البشري المنشأ - تلك التي تنتجها الأنشطة البشرية - حاليًا ما يقرب من 10٪ من غلافنا الجوي. ترتبط المستويات المتزايدة من الجزيئات الدقيقة في الهواء بالمخاطر الصحية مثل أمراض القلب، تغير وظائف الرئة المتغيرة وسرطان الرئة. ترتبط الجسيمات بالتهابات الجهاز التنفسي ويمكن أن تكون ضارة بشكل خاص لأولئك الذين يعانون من حساسية شديدة مثل الربو.
الجذور الحرة الثابتة المرتبطة بالجزيئات الدقيقة المحمولة جواً والتي تتسبب في أمراض القلب والرئة.
المعادن السامة كالرصاص والزئبق وخاصة مركباتهما.
مركبات الكلوروفلوروكاربون (CFCs): الضارة بطبقة الأوزون، وهي الغازات المنبعثة من مكيفات الهواء والمجمدات وبخاخات الأيروسول وغيرها. تصل هذه المركبات إلى طبقة الستراتوسفير بعد إطلاقها في الغلاف الجوي وتتفاعل مع الغازات الأخرى، مما يتسبب بضرر لطبقة الأوزون، مما يمكن الأشعة فوق البنفسجية من الوصول إلى سطح الأرض نتيجة لذلك والتسبب بالإصابة بسرطان الجلد ومشاكل في العين وحتى تلف النبات.
الأمونيا: تنبعث بشكل رئيسي من المخلفات الزراعية. الأمونيا مركب له الصيغة الكيميائية NH3، وهو غاز له رائحة نفاذة مميزة. تساهم الأمونيا بشكل كبير في المتطلبات الغذائية للكائنات الحية لأنها تدخل في صناعة الأسمدة والأغذية، كما تصنع العديد من الأدوية باستخدام الأمونيا كعنصر أساسي وتعتبر الأساس للصناعات الدوائية سواء بشكل مباشر أو غير مباشر، وعلى الرغم من الاستخدام الواسع للأمونيا، إلا أنها مادة كاوية وخطيرة. تتفاعل الأمونيا مع أكاسيد النيتروجين والكبريت في الغلاف الجوي لتكوين جزيئات ثانوية.
الروائح: مثل الروائح المنبعثة من القمامة والصرف الصحي والعمليات الصناعية.
الملوثات المشعة: تنتج عن التفجيرات النووية والمتفجرات الحربية والعمليات الطبيعية مثل التحلل الإشعاعي لغاز الرادون.
الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs): مجموعة من المركبات العطرية تتكون بسبب الاحتراق غير الكامل للمركبات العضوية كالفحم والنفط والتبغ.
أما الملوثات الثانوية فتضم ما يلي:
الجسيمات المادية التي تتكون من الملوثات الأولية الغازية والمركبات الموجودة في الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي. والضباب الدخاني يعد أحد أنواع تلوث الهواء الذي يعرف في اللغة الإنجليزية بكلمة smog وهي كلمة مشتقة من كلمتي smoke وfog. وكان الضباب الدخاني قديمًا ينتج من حرق كميات كبيرة من الفحم في منطقة معينة نتيجة لاختلاط الدخان وثاني أكسيد الكبريت. أما الضباب الدخاني في العصر الحديث فلا ينتج عادة من احتراق الفحم، ولكن من المواد الضارة المنبعثة من محركات السيارات والعمليات الصناعية، حيث تتفاعل هذه المواد في الغلاف الجوي عن طريق ضوء الشمس لتكون مجموعة من الملوثات الثانوية التي تتحد أيضًا مع الملوثات الأولية المنبعثة مما يؤدي إلى تكون الضباب الكيميائي الضوئي.
أوزون التروبوسفير (O3)، ينتج عند اندماج أكاسيد النيتروجين N0x والمركبات العضوية المتطايرة VOCs. يعد غاز الأوزون (O3) أحد المكونات الأساسية لطبقة التروبوسفير، وهو أيضًا جزء مهم من طبقة الأوزون التي تتواجد في أقسام مختلفة من طبقة الستراتوسفير. كما أن التفاعلات الكيميائية والكيميائية الضوئية المرتبطة بهذا الغاز تتحكم في العديد من العمليات الكيميائية التي تحدث في الغلاف الجوي ليلًا ونهارًا. وعندما ترتفع نسب تركيز الأوزون بشكل غير عادي عن طريق الأنشطة البشرية (والتي يساهم احتراق الوقود الحفري بنسبة كبيرة منها)، فإنه يصبح أحد الملوثات الهوائية كما أنه يمثل أحد مكونات الضباب الدخاني.
نترات البروكسياسيتيل  (PAN) - تتكون أيضًا هذه المادة أيضا من اتحاد أكاسيد النيتروجين NOx مع المركبات العضوية المتطايرة VOCs.
وتوجد أيضًا الملوثات الهوائية الأقل خطورة (ملوثات الهواء البسيطة) والتي تضم ما يلي:
عدد هائل من الملوثات الهوائية الأقل خطورة، بعضها ينظم استخدمها عن طريق إصدار بعض القوانين مثل قانون الهواء النظيف في الولايات المتحدة الأمريكية وقانون حماية الهواء في أوروبا.
مجموعة متنوعة من الملوثات العضوية الثابتة والتي يمكن أن تتحد مع بعض الجسيمات المادية.
إن الملوثات العضوية الثابتة (POPs) هي مركبات عضوية مقاومة للانحلال البيئي من خلال بعض العمليات الكيميائية والبيولوجية، بالإضافة إلى عملية الانحلال الضوئي. ونتيجة لذلك، فقد لوحظ أن هذه المركبات توجد في البيئة بشكل مستمر كما أنها قادرة على الانتقال طويل المدى والتراكم البيولوجي داخل الأنسجة البشرية والحيوانية والتركيز البيولوجي داخل سلاسل الغذاء، هذا بالإضافة إلى ملاحظة إمكانية تأثيراتها الخطيرة على صحة الإنسان والبيئة بشكل عام.