大気汚染
大気汚染(たいきおせん)とは、大気中の微粒子や有害な気体成分が増加して、人の健康や環境に悪影響をもたらすこと。人間の経済的・社会的な活動が主な原因である。自然に発生する火山噴火や砂嵐、山火事なども原因となるが、自然由来のものは大気汚染に含めない場合がある。
世界保健機関(WHO)は2018年の推計で、世界では大気汚染を原因として呼吸器疾患などで年間約700万人が死亡しており、世界人口の約90%が健康被害の恐れがあるレベルの大気汚染に曝されているとの推計を示している。特に都市部を中心に汚染が悪化しており、経済協力開発機構(OECD)は2012年、「2050年には大気汚染による死者が水質汚染による死者を上回って環境悪化による死者の最大の要因になるだろう」と予測している。
発展途上国では薪の利用が多い事などから屋外よりも室内の汚染(室内空気質(室内大気質)の汚染。なお、単に大気汚染という場合は主に屋外の汚染を指す。)の方がリスクが高く、都市部ではこれに都市化による屋外汚染が加わる形になっている。室内汚染による死者は、国際エネルギー機関(IEA)の報告書によると2016年時点で年間350万人である。
大気汚染について述べた最も古い部類の文献としては、西暦61年に古代ローマのセネカが都市の煙や悪臭を嘆いた記述がある。
重苦しい都市の空気、そして、煮炊きが始まると、 蒸気とスズが入り混じる破滅的な煙をどっと吐き出す 台所。あの恐ろしい悪臭から逃れるいや否や、 私の健康がたちまち回復するのを感じた。
イギリスのロンドンでは9世紀半ばに既に「空気の悪さ」が知られていた。発展する工業や家庭用暖房の燃料として石炭の使用の増加により、大気汚染が進んで人体への影響が問題になり、1273年には健康を害するものとして石炭の使用を禁止。1306年には職人が炉で石炭を焚くこと(業務用)を禁止した。しかし、代替燃料が無かったため長続きせず、街の発展や人口の増加とともに深刻化していった。16世紀には、感染症や大火とともに大気汚染が大きな問題となった。当時の女王エリザベス1世は、議会の開催中にロンドン市内で石炭を燃やすことを禁止する命令を出している。また、17世紀後半の国王ウィリアム3世がロンドン市街の大気汚染を避けて、当時はまだ郊外であったケンジントン宮殿に移るなど、依然として汚染は続いた。
18世紀半ばのイギリスでは、産業革命によって工業化が急速に進み、ロンドンでは19世紀に入ると、汚染の酷い時期の「死者の増加数」が発表されるほど大気汚染は深刻化した。1905年には医師H. A. デ・ボーがロンドンの大気汚染に対してsmoke(煙)とfog(霧)を合成したsmog(スモッグ)という言葉を初めて用いた。以下、20世紀前半からの世界の大規模な大気汚染の事例を挙げる。
1910年代の1910年から1920年のロンドンでは、市街地の煤塵の降下量が1km2当たり年間200トン(1日で1m2当たり0.6gに相当する)に達した。
1930年12月 ベルギーのマース川沿いの町エンギス(Engis)で、工場排気によるスモッグを伴った汚染が原因で健康被害が発生、通常の死亡数の10倍に相当する60人が死亡。家畜、鳥、植物にも被害を及ぼした。(ミューズ渓谷事件)
1944年頃から アメリカ合衆国ロサンゼルスで、眼、鼻、気道などの粘膜の持続的・反復性刺激を伴う「白いスモッグ」による大気汚染が発生し始めた。当初は原因物質が何であるかよく分からなかったが、後に光化学オキシダントによるものと判明し、光化学スモッグという言葉が生まれた。ロサンゼルスは盆地状の地形で汚染物質が滞留しやすく、高気圧下で風の弱かった1951年夏には高齢者約400人が死亡している。対策は行われているが、21世紀に入ってからも続いている。
1948年10月 アメリカのペンシルバニア州ドノラ(Donora)で、工場排気による汚染が発生、人口14000人中43%が重軽傷を負い、18人が死亡した。後に、無風状態が続いたことや川沿いの谷状の地形であったことが汚染物質を滞留させ、被害を大きくしたと分析されている。(ドノラ事件)
1950年11月 メキシコのベラクルス州ポザリカ(Poza Rica)で、ガス工場の事故により大量の硫化水素ガスが漏れ出し、住民22000人中22人が死亡した。後に、盆地の中で弱風状態にあったことや霧が発生していたことが被害を大きくしたと分析されている。
1952年12月 ロンドンで二酸化硫黄(亜硫酸ガス)を多く含んだ濃いスモッグが5日間にわたって停滞、約4,000人の死者を出した。これを契機としてイギリスでは大気浄化法が制定された。1962年1月にも同様の大規模なスモッグが発生し、この時は数百人が死亡した。(ロンドンスモッグ)
1984年12月2日 - 3日 インドのマディヤ・プラデーシュ州ボパールの化学工場で、作業ミスにより有毒ガスのイソシアン酸メチルが約2時間にわたり計40トン流出、風で市街地に流れて滞留し住民に健康被害をもたらした。死者は14,000 - 20,000人、被害者は35 - 40万人とされ、家畜の牛4,000頭も死亡、後遺症も報告されている。汚染物質の比重が重かったことや大気の混合度が低い深夜であったこと、適切な対応がとられず住民が避難できなかった事などが被害を拡大させた。(ボパール化学工場事故)
2013年1月10日頃より、中華人民共和国の首都北京を中心とする華北の広範囲で高濃度汚染(スモッグ)が発生し、2月初旬までの3週間に亘って継続した。その間の最も汚染が酷かった1週間には、華北から中原さらに華東経て雲貴高原にまで至る国土の約3分の1(後日の発表では4分1とも言われている)で高濃度汚染(スモッグ)の発生が確認され、1月28日には中国主要74都市の約半分で空気質指数が最悪の「深刻な汚染」レベルに達した。
2018年1月30日 モンゴルの首都ウランバートルにて3,320㎍/㎥(WHOが定めた国際基準の133倍)のPM2.5濃度が観測されている。近年、モンゴルでは首都集中型のしており、子どもたちの間では肺炎が蔓延しているとされる。
大気汚染の研究が進展したのは20世紀に入ってからである。著名な研究として、都市気候の中での大気汚染を論じたもの(A. クラッツァー(en)、1937年、ドイツ)、工業地域や都市での石炭の消費と大気汚染や煤塵の関係を論じたもの(C.E.P. ブルックス、1950年)、ロンドンにおける公園とその周囲の大気汚染を調べ比較したもの(C.W.K. ウェインライト、1962年)、大気汚染と都市計画について論じたもの(R.E. マン、1959年)などがある。これらを通じて集められた知見は法規制や大気汚染の予測へと進展する。
日本では、高度経済成長期の1960年代に大気汚染が増加するとともに研究が進展した。初期の著名な研究として東京・川崎の大気汚染について述べた伊藤、箕輪の研究があり、これをもとに両名は1965年に『大気汚染気象ハンドブック』を著している。1966年には学術誌『大気汚染研究』(現在の大気環境学会誌)が創刊されている。この頃から国や自治体など行政が主体となった組織的な研究が活発化した。1967年に制定・施行された公害対策基本法で「典型七公害」の一つとして大気汚染の規制が開始され、後の1993年には環境基本法に継承された。1968年には大気汚染防止法が制定されている。
中国では1980年代に研究が始まり、2001年には国内47都市の空気質予報のテレビ放送を開始している。
産業革命以来、燃料の主力は石炭であり、石炭の燃焼に伴う煤煙を多く含んだ「黒いスモッグ」による大気汚染が多かった。これに対処するため、煤煙の排出を規制することが行われた。煤煙を上空に送るほど気流は安定していて拡散しやすいことから、規制初期には煙突を高くする措置が取られた。例えば、日本では大気汚染対策初期の1970年頃から高さを増した集合煙突が増加した。しかし、これは発生源付近の地上の濃度を下げるだけで、汚染を拡散させているのに過ぎず、本質的な解決ではなかった。後に、煤煙を回収する集塵装置が開発・普及し、排気ガス処理が進む。
一方、先進国では20世紀中盤から、燃料の主力が煤煙を多く出す石炭から石油に替わっていった。これにより煤煙は減少したが、石油に多く含まれる硫黄分に由来する硫黄酸化物、また自動車から排出される窒素酸化物・炭化水素、窒素酸化物と炭化水素が化学変化を起こしてできる光化学オキシダントが増加し、これらを多く含んだ「白いスモッグ」が大気汚染の中心となった。
二酸化硫黄の対策として、硫黄分を回収する脱硫装置の開発・普及が進められた。日本では1970年頃から脱硫装置の設置が進んだため、東京の二酸化硫黄濃度は1960年代後半の約60ppbが1970年から1985年にかけて約5分の1に減少、1990年代初めには約10ppbになっている。またアメリカのニューヨークでも1960年代後半の約80ppbから1990年代初めに約11ppbまで減少するなど、先進国では20-30年間で最も多かった時期の6分の1程度に減少させている。またアメリカでは大気浄化法の1990年改正において二酸化硫黄、窒素酸化物、水銀に排出取引制度が導入され、排出総量の削減に寄与している。
こうして先進国では煤煙や硫黄酸化物が削減されたが、次に光化学オキシダントを多く含んだ白いスモッグ、いわゆる「光化学スモッグ」が問題化した。日本では1970年に初めて発生している。光化学オキシダントを引き起こす窒素酸化物や炭化水素は、先進国でも大きな削減はできていない状況にある。
短期的な健康被害を及ぼす汚染が減少した先進国では、長期的な健康影響への関心が高まり、揮発性有機化合物などの有害化学物質が問題となった。これらに対しても規制が行われ、現在も健康影響の評価が進められている。
一方、温室効果ガスによる地球温暖化、フロン類などによるオゾン層の破壊も、地球規模の大気汚染(地球環境問題)として浮上した。
また、被害の全貌が明らかになった訳ではないが、1950-1960年代には大気圏内核実験により地球規模で放射性降下物の濃度(降下物の放射能)が上昇した。その後低下して、1990年代にはほとんどなくなっている。
経済レベルと汚染物質の比率(UNHSP, 1990-1995年)
発展途上国では、先進国では削減に成功している煤煙や二酸化硫黄を主体とした大気汚染が依然として見られる。開発途上国と先進国の大気汚染物質濃度を比較した国際連合人間居住計画(UNHSP)の1990-1995年の資料によると、二酸化窒素の濃度は両者で大きな差はないが、二酸化硫黄は開発途上国が先進国の約2.5倍、粒子状物質は同じく約3.5倍である。排出源が家庭における調理や暖房などに由来するため規制が難しい構造があり、また貧困や教育の問題も関係している。更に、アジア・アフリカ・ラテンアメリカの人口が急増している都市や工業地帯では大気汚染が深刻な状況にある。
一方、ヨーロッパでは1960年代から酸性雨による生物への被害が深刻化し、越境汚染への関心が高まった。1969年にOECDが酸性雨問題に関して国際協力の必要性があることを勧告。1972年には西ヨーロッパ11カ国でモニタリングの枠組みが発足した。同年の国際連合人間環境会議では国境を跨いだ酸性雨が議題の1つとなり、世界にその被害状況が報じられた。各国は1979年に長距離越境大気汚染条約 (CLRTAP)を締結、1983年に発効し世界初の越境大気汚染に関する条約となった。加盟各国に対策、監視、情報交換を行うことを定め、以後段階的に拡充している。北アメリカのカナダとアメリカの間でも1970年代に酸性雨が越境汚染として問題化し、当初は主張が対立していたが、1980年に両国が覚書を交わして以降監視や情報交換を進め、1991年にアメリカ・カナダ空気質協定を締結している。
ヨーロッパや北アメリカではこうした汚染状況を明確化するため、各国の排出量や沈着量などのデータを作成し公表している。例えば、北欧のスウェーデンでは硫黄酸化物の93%、窒素酸化物の87%が国外から運ばれてきて沈着している(1994年時点)というデータが得られている。
東南アジアでは、森林(熱帯雨林)火災や泥炭火災の煙が大規模な煙霧となり周辺国にまで広がる越境汚染が、1980年代から深刻化した。1997-1998年には約9万km2に及ぶ火災によりブルネイ、インドネシア、マレーシア、フィリピン、シンガポール、タイの6カ国に広がる過去最大の煙霧が発生、2006-2007年にもカンボジア、ラオス、ミャンマー、タイの4カ国で空気質指数(AQI)が"Unhealthy"となる大規模な煙霧が発生している。これに対処するため、東南アジア諸国連合(ASEAN)加盟国は2002年に越境煙霧汚染ASEAN協定を締結(2003年発効)し、国家間の情報提供や連携した防止策を取り決めている。ただし、域内の泥炭面積の7割を有するインドネシアが条約を批准していない事や、所得の少ない農民によるアブラヤシ(パーム油の原料)生産のための開墾が森林破壊の主な原因で、伐採により露出して乾いた泥炭が火災を引き起こしている事などの問題があり、その後も越境煙霧汚染は度々発生している。
硫黄酸化物、窒素酸化物、酸性雨、スモッグ・煙霧などの越境汚染は、同様に大きな排出源を有するインド、バングラデシュなどの南アジアや、中国、韓国、日本などの東アジアでも発生している。東アジアでは1998年に酸性雨の原因物質の動向を監視する東アジア酸性雨モニタリングネットワーク(EANET)が発足している。
技術革新と大規模な大気汚染源に対する規制の強化・摘発により、先進国では大気汚染は大幅に改善されたが、そうした努力にもかかわらず環境基準の完全な達成には至っていない。焦点となっているのは窒素酸化物や粒子状物質、オゾン、VOCである。
自動車が主な排出源である窒素酸化物は、規制強化に伴う事前予想に比べ濃度の低下が小さく、規制が不十分だとする意見もある。
ヨーロッパや北米では、娯楽用として、また他の燃料の価格上昇、更に再生可能エネルギーとしてバイオマス燃料が見直された影響などから薪ストーブの使用が拡大した。ヨーロッパでは2010年代に粒子状物質(PM2.5)の排出源の2割を占め、VOCのひとつベンゾピレンの濃度上昇などに寄与した。イギリスでも、2020年のPM2.5の約2割が薪ストーブ由来と推定され、世帯普及率は8%に過ぎないが、道路交通(自動車)より多く、それまでに石炭の使用減少など産業部門で減少した分が相殺されている。排出を抑える改良が行われているものの普及には時間がかかり、また屋内では汚染の大きな割合を占め、屋外に排出される分も少なくない影響があることから、規制へと舵が切られている。
大気汚染物質(「汚染質」とも呼ぶ)は、粒子(固体成分・液体成分)とガス(気体成分)に二分できる。主な汚染物質には以下のようなものが挙げられる。
PM2.5を初めとする粒子状物質(PM)、ブラックカーボン、それらを含むばい煙
排出ガス(排気ガス) - 一酸化炭素(CO)、硫黄酸化物(NOx)、窒素酸化物(SOx)
光化学オキシダント - 排気ガス等が光化学反応を起こして生じる。都市に多い汚染である。光化学スモッグなどと呼ばれる
揮発性有機化合物(VOC) - ホルムアルデヒドなどのアルデヒド類、多環芳香族炭化水素(PAH)の一部、ダイオキシン類など)などが代表的。シックハウス症候群の原因とされ、室内空気質の指標物質によく使われる。
石綿 - 鉱物や工業製品などが由来。
これらのうち、ばい煙、粉塵、排出ガス、光化学オキシダントは「古典的」大気汚染物質、ダイオキシンと石綿はそれ以降に問題化した大気汚染物質である。各物質が悪影響を及ぼし始める量(しきい値)を超えた時に大気汚染物質と呼ぶ。
法令用語としては、日本の大気汚染防止法は「ばい煙」、「粉じん」、「自動車排ガス」、「特定物質」、「有害大気汚染物質」の5種それぞれ中の特定の成分を大気汚染物質に指定している。
人間の健康に直接影響を与えるものではないが、フロン類、ハロン、代替フロンなどの「オゾン層破壊物質」によるオゾン層破壊(オゾンホール)や、二酸化炭素、メタン、亜酸化窒素、六フッ化硫黄などの「温室効果ガス」による地球温暖化も広義の大気汚染に含める場合がある。
主な大気汚染物質の発生源・発生プロセスと対応する汚染物質は以下のとおり。
燃焼 - NOx、SO2、CO、 CO2、PM、VOC
火力発電、産業(製鉄など)、交通・運輸(ガソリン自動車、ディーゼル自動車、航空機、船舶)、暖房(ストーブ、暖炉)、ごみの焼却、野焼き、調理(木質燃料)
石油製品からの揮発 - VOC、PAH
自動車排気 - 鉛、マンガン
産業廃棄物 - 鉛、カドミウム
受動喫煙 - PM、PAH、ヒ素、ホルムアルデヒド、ニコチン、アクロレイン
光化学反応 - オゾン
火山活動 - SO2
生物活動 - CO2、VOC
大気汚染のプロセスは、まず発生源から汚染物質が放出される事から始まる。発生源は固定発生源と移動発生源に分かれ、前者はさらに工場などの「点源」と道路や都市全体などの「発生域」に分けられ、後者は自動車などが該当する。
次に放出された汚染物質は大気の流れ(風)によって輸送される。輸送の段階で一部は物理・化学的変化を起こしたり他の物質に取り込まれたりする。例えば二酸化窒素と炭化水素は大気中で紫外線を受けて反応し光化学オキシダントを生成し、二酸化硫黄は水・アンモニアと反応・酸化して硫酸(硫酸液滴)や硫酸塩などの硫酸エアロゾルを生成し、窒素酸化物は酸化・アンモニアと反応して硝酸(硝酸液滴)や硝酸塩などの硝酸エアロゾルを生成する。このように大気中で汚染物質から二次的に生成される物質を「二次汚染物質」といい、通常の「一次汚染物質」と区別する。二次汚染物質の中には、気体成分同士が反応して液体や固体の微粒子を形成するものも少なくなく、ナノメートル(nm)の大きさの粒子状物質の多くはこのような気体中の反応で生成されると言われている。
気体成分は雲粒や雨粒に溶解し、粒子状物質は雲核として働いたり落下する雨粒に捕捉されたりして雨粒に取り込まれる。雲に取り込まれて大気中から除去されることをレインアウト、雨に取り込まれて大気中から除去されることをウォッシュアウトという。取り込まれた大気汚染物質は雨を汚染し、酸性であれば酸性雨の発生に寄与する。
また、粒子状物質の中には微粒子同士で凝集して大きさを増すものがある。輸送の段階で大きな微粒子は重力により落下する。落下したものは地面や植物などの表面に沈着(堆積)し大気中からは除去されるが、多くは土壌汚染や水質汚染へと移行する。概ね粒子径1µm以下では空気抵抗と重力加速度がほぼ等しくなりほとんど落下しないとされている。
輸送は地形や気象条件により大きく左右され、通常は風により拡散(大気拡散)されて発生源から離れるに従って濃度が下がっていく。大気汚染物質は概ね流体の渦や乱流運動的な拡散運動をすることが知られており、水平方向よりも鉛直方向の風が強いほど拡散しやすい。しかし、一定の条件下では汚染物質が滞留して高濃度汚染を引き起こす。
高濃度汚染は風が弱い(または無風の)時に起こる傾向があり、弱風を起こす気象条件として安定した気圧傾度の緩やかな高気圧の圏内に入ることや、気温減率が減少・逆転する安定層や気温逆転層が発生すること、地形の条件として谷や盆地であることが挙げられる。大気汚染が問題化した20世紀中盤はこのような条件下で高濃度汚染が多発した。また、昼間は地上付近の気流の乱れや対流が活発だが夜間は放射冷却により安定層・逆転層が生じて汚染物質が滞留しやすいこと(日変化)も知られている。日変化にはこのほかに海陸風によるものがある。
例えば、関東地方では午後から日没までを中心に発生する光化学スモッグが日没後の海風に乗って(メソスケールの前線である海風前線としても観測され)内陸に運ばれる関係で、発生地である東京都心や京浜工業地帯で窒素酸化物濃度が最も高く、風下の関東内陸部で光化学オキシダント濃度が最も高いという傾向がある。千葉県での調査においても、窒素酸化物や二酸化硫黄は東京に近い北西部で値が高いが、光化学オキシダントは北部・東部・南部で値が高い。ヨーロッパでも、窒素酸化物や粒子状物質は都市、特に道路で値が高いが、オゾンはむしろ農村の方が値が高い。
また、季節風の風向変化も分布に影響を与える。前述の千葉県の調査においても季節により高濃度域の分布が変わることが分かっている。また冬季の暖房使用による煤塵や一酸化炭素の増加など、排出量が変化することによっても季節変化が起きる。
都市においては建物が風を弱め、粒子状物質やガスを滞留させて部分的な高濃度を作り出すことがある。
このほかの汚染の因子として、汚染の継続時間がある。発生源からの放出の継続時間、(一部の汚染物質については)分解されて無害化するまでの時間、地形や気象条件などに左右される。汚染の継続時間と空間的・時間的規模は相関しており、物質や発生源により大体の規模が決まっている。幹線道路や工場周辺の高濃度汚染は高濃度範囲が数百m - 1km程度・放出から汚染が開始するまでは10分-1時間程度である。大都市や工場地帯になるとこれが1-10km・1-10時間程度になる。光化学スモッグや酸性雨は数十-数百km・長くて数日程度になる。オゾンホールや地球温暖化では、数千-1万km・1-100年と非常に大きな規模になる。
GDP1,000ドル当たりkg、出典:OECD、2005年 国により定義、算出法、生活・産業構造などが違うため単純比較はできないことに留意が必要。
ハーバード大学医学部は2022年に、わずかな大気汚染でも善良な市民の健康に害を及ぼす可能性があると警告した。ハーバード大学医学部はまた、大気汚染を回避することは、運動、野菜、果物と同じくらい人間の健康にとって重要であると述べた。このため、空気清浄機を使用してフィルターを掃除することが重要である。
二酸化硫黄は呼吸器症状や眼科症状、窒素酸化物は呼吸器症状、光化学オキシダントの大部分を占めるオゾンは単独では症状を引き起こさないが炭化水素は目への刺激症状を引き起こす。粒子状物質は主に呼吸器症状で、そのうち鉛は貧血や神経症状など、有害物質はそれぞれ特有の症状がある。また物質により強さは異なるが、臭いを伴う大気汚染物質も多数あり、大気汚染が悪臭としても認識されることがある。
公衆衛生の観点から大気汚染の総合的な影響を挙げる。短期暴露では、肺機能の低下、急性の呼吸器症状(咳、喘鳴、痰、呼吸器感染症)、眼への刺激に伴う眼科症状、社会的影響として先に挙げた症状による欠席・欠勤の増加、社会活動の制限、呼吸器疾患・心血管疾患患者の増加、総死亡率の増加などがある。長期暴露では、子宮内発育制限(出生時低体重)、慢性心疾患、肺がん、慢性の呼吸器疾患(喘息、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、呼吸器の病理学的変化)発病率の増加、呼吸器疾患・心血管疾患死亡率の増加などである。複数の研究により、気候や生活などが異なる地域・社会集団により差はあるものの、汚染物質の濃度の高さと死亡率の高さは比例にあることが分かっている。
IEA(2016年)によると、世界では大気汚染(屋外)に起因する死者は年間約300万人、室内空気質汚染に起因する死者は年間約350万人である。大気汚染が改善されなければ、2040年には死者はさらに150万人増加すると推計した。一方、室内汚染が多発している国については、電気やガスなどへの切り替えにより死者数は一定程度は減るものの、2040年時点での減少数は50万人にととどまり、2040年の大気・室内汚染による年間死者数は750万人になると推計した。
またIEA(2016年)は、アジアなど世界各国が化石燃料消費の実態を改善、省エネ政策を強化してクリーンエネルギーの導入を進めれば、大気汚染による死者数を大きく減らせることが可能、とした。具体的にはクリーンエネルギー分野への投資を40年までに7%増やせば、大気、室内汚染による死者を計330万人も減らせるという。
またWHOは、PM10の濃度を70µg/m3から30µg/m3に減らすことができれば、大気汚染に関連する死亡者数が15%減少するとして、各国に空気質の改善を求めている。また農村や郊外に比べて都市の方が大気汚染物質の濃度は高く、相対的なリスクも大きい。特に発展途上国で人口の急増する都市のリスクが高い。また経済協力開発機構(OECD)は環境アウトルック2050(2012年)において、2050年の世界全体での環境悪化による原因別の死亡者は、都市部での大気汚染が水の汚染(飲料水の汚染や不十分な下水処理)を抜いて最多となるだろうと予測している。
植物が高濃度汚染を受けると、二酸化硫黄や二酸化窒素では黄斑・褐変や大きな斑点、オゾンでは小さな斑点、葉の湾曲、壊死、落葉、多環芳香族炭化水素では横縞状の大きな斑点などが現れる事が知られている。また低濃度汚染を長時間受けた時には光合成、呼吸、蒸散などの生理機能が障害を受け、生育不良や農作物の収穫量減少が起こる。
大気汚染物質の濃度が高いと視程が低下し、著しい視程の悪化はスモッグ(smog)や煙霧(haze)として認識される。
物への影響として、硫黄酸化物は鉄・鋼・石材、オゾンは有機高分子、硫化水素は銀や銅、塩化水素は鉄や鋼との反応性が高く、腐食や劣化を加速させる効果がある。例えば、硫黄酸化物の濃度が高かった昭和30-40年代には、濃度が高い神奈川県川崎市の鋼の腐食速度は岐阜県高山市の10倍に達していた。
燃焼により排出される微小な煤(ブラックカーボン)は太陽光の吸収率が高く、大気を暖める温室効果や、沈着した雪や海氷を温め融解を促す効果があって、地球温暖化や北極の海氷の縮小の一因である。
深刻な大気汚染のある地域では職業や居住地選択にも影響が及んでいる。2010年代のインドの例では、汚染のひどい地域への転勤を拒んだり、就業にあたってより汚染の軽い郊外への居住を選んだりする事例がみられるという。観光業においては、観光客は大気汚染のひどい地域を旅行先として避ける傾向にあり、機会損失の一因となっている。
回収の方法としては、粒子状物質や煤塵・粉塵を回収する集塵装置、硫黄酸化物やその元となる硫黄分を回収する脱硫装置、窒素酸化物を回収する脱硝装置(脱窒装置)などがある。回収の場合には廃棄物として高濃度の汚染物質が発生するため、この適切な処分や有効利用が問題となる。脱硝技術の1つであるアンモニアを用いた選択的触媒還元(Selective Catalytic Reduction, SCR)は副産物として硫酸アンモニウム(主に肥料に用いられる)が生じるが、土壌を酸性化させる欠点がある。石灰を用いると副産物として石膏が生じるが、日本においては石灰は自給率が高い一方石膏は低いため、資源として活用できる利点があるとされる。他には、水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウムを用いて脱硫し亜硫酸ナトリウムや硫酸ナトリウムを得る方法(製紙工場など)、活性炭を用いて硫黄酸化物の吸着と窒素酸化物の分解を同時に行う方法などがある。副産物の利用では、石炭の燃焼で生じるフライアッシュを回収してセメントの原料とする技術、溶鉱炉の排気に含まれる金属ヒュームを回収して炉に戻す技術などもある。炭化水素や硫化水素などの有害化学物質では、活性炭、ゼオライト、シリカゲルなどで吸着する方法がある。ディーゼル車では微粒子を捕集するディーゼル微粒子捕集フィルター(DPF)なども利用される。
集塵では、1mm - 50µm程度の比較的大きな粒子は重力による沈降を利用したもの、100 - 数µmの粒子は気流を制御して慣性で落下させるものや遠心力を用いて分離させるもの、高効率のものでは水の散布で捕集するスクラバー、機械的に捕集するフィルター、静電気で捕集する電気集塵などが、実際に利用されている。
運転管理では、燃焼に用いる空気の混合比率(空気比)を適切なレベルに制御して燃料を完全燃焼させて汚染物質を減少させる方法などが挙げられる。燃焼温度を低く抑える事も窒素酸化物の低減につながる。自動車では窒素酸化物低減につながる排気再循環などがある。ガソリン給油時の揮発(ガソリンベーパー)には炭化水素が含まれるが、この低減方法として給油時に配管を遮断して揮発を抑える方法がある。