Ô nhiễm không khí, thải vào khí quyển của các loại khí khác nhau, các chất rắn được phân chia mịn hoặc các sol khí lỏng phân tán mịn ở tốc độ vượt quá khả năng tự nhiên của môi trường để làm tan và pha loãng hoặc hấp thụ chúng. Những chất này có thể đạt đến nồng độ trong không khí gây ra tác dụng không mong muốn về sức khỏe, kinh tế hoặc thẩm mỹ.
Ô nhiễm không khí là gì?
Tiêu chí chất ô nhiễm

Sạch, khô không khí bao gồm chủ yếu là nitơ và oxy -78 phần trăm và 21 phần trăm tương ứng, theo thể tích. 1 phần trăm còn lại là hỗn hợp các loại khí khác, chủ yếu là argon (0,9 phần trăm), cùng với lượng carbon dioxide, metan, hydro, heli... 
Hơi nước cũng là một thành phần bình thường, mặc dù khá thay đổi, của khí quyển, thường dao động từ 0,01 đến 4% theo thể tích; trong điều kiện rất ẩm ướt, độ ẩm của không khí có thể lên tới 5%.
Các chất gây ô nhiễm không khí dạng khí gây lo ngại chính trong môi trường đô thị bao gồm sulfur dioxide, nitơ dioxide và carbon monoxide; những thứ này được phát ra trực tiếp vào không khí từ nhiên liệu hóa thạch như dầu nhiên liệu, xăng và khí tự nhiên được đốt trong các nhà máy điện, ô tô và các nguồn đốt khác. 
Ozone (thành phần chính của khói bụi) cũng là một chất gây ô nhiễm khí; nó hình thành trong khí quyển thông qua các phản ứng hóa học phức tạp xảy ra giữa nitơ dioxide và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi khác nhau (ví dụ, hơi xăng).
Các chất lơ lửng trong không khí của các hạt rắn hoặc lỏng cực nhỏ gọi là hạt bụi (ví dụ, bồ hóng, bụi, khói, khói, sương mù), đặc biệt là những hạt có kích thước dưới 10 micromet (μm; một phần triệu mét), là những chất gây ô nhiễm không khí đáng kể vì tác dụng rất có hại của chúng đối với sức khỏe con người.
Chúng được phát ra từ các quy trình công nghiệp khác nhau, các nhà máy điện đốt than hoặc đốt dầu, hệ thống sưởi ấm dân dụng và ô tô. Khói chì (các hạt trong không khí có kích thước nhỏ hơn 0,5 mm) đặc biệt độc hại và là một chất gây ô nhiễm quan trọng của nhiều nhiên liệu diesel.
Các hạt rắn có đường kính khoảng 1 đến 100 micron được gọi là các hạt bụi, trong khi các chất rắn trong không khí có đường kính nhỏ hơn 1 micron được gọi là khói.
Các chất gây ô nhiễm không khí là gì?

Sáu chất gây ô nhiễm không khí chính đã được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) chỉ định là tiêu chí của các chất gây ô nhiễm. Tiêu chí có nghĩa là nồng độ của các chất gây ô nhiễm này trong khí quyển là hữu ích cho các chỉ số về chất lượng không khí nói chung.
Ngoại trừ chì, các chất gây ô nhiễm tiêu chí được phát ra ở các nước công nghiệp với tốc độ rất cao, thường được đo bằng hàng triệu tấn mỗi năm. Tất cả ngoại trừ ozone được thải trực tiếp vào khí quyển từ nhiều nguồn khác nhau. 
Chúng được điều tiết chủ yếu bằng cách thiết lập các tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh, là nồng độ tối đa chấp nhận được của từng tiêu chí gây ô nhiễm trong khí quyển, bất kể nguồn gốc của nó. Sáu tiêu chí chất ô nhiễm được mô tả lần lượt dưới đây.
1. Các hạt mịn
Các mảnh rất nhỏ của vật liệu rắn hoặc các giọt chất lỏng lơ lửng trong không khí được gọi là các hạt. Ngoại trừ chì trong không khí, được coi là một loại riêng biệt, chúng được đặc trưng dựa trên kích thước và pha (nghĩa là rắn hoặc lỏng) chứ không phải bởi thành phần hóa học. 
Ví dụ, các hạt rắn có đường kính khoảng 1 đến 100 μm được gọi là các hạt bụi, trong khi các chất rắn trong không khí có đường kính nhỏ hơn 1 μm được gọi là khói.
Các hạt quan tâm nhất liên quan đến ảnh hưởng của chúng đối với sức khỏe con người là các chất rắn có đường kính dưới 10 μm, vì chúng có thể được hít sâu vào phổi và bị mắc kẹt trong hệ hô hấp dưới. 
Một số hạt, chẳng hạn như sợi amiăng, được biết là chất gây ung thư (tác nhân gây ung thư) và nhiều hạt có chứa carbon, ví dụ, bồ hóng bị nghi là gây ung thư. 
Các nguồn phát thải hạt chính bao gồm các nhà máy năng lượng nhiên liệu hóa thạch, quy trình sản xuất, hệ thống sưởi ấm dân dụng nhiên liệu hóa thạch và phương tiện chạy bằng xăng.
2. Carbon monoxide
Carbon monoxide là một loại khí vô hình, không mùi được hình thành do quá trình đốt cháy không hoàn toàn. Nó là phong phú nhất trong các tiêu chí gây ô nhiễm. 
Các phương tiện đường cao tốc chạy bằng xăng là nguồn chính, mặc dù các hệ thống sưởi ấm dân dụng và các quy trình công nghiệp nhất định cũng thải ra lượng khí đáng kể này. 
Các nhà máy điện phát ra tương đối ít carbon monoxide vì chúng được thiết kế và vận hành cẩn thận để tối đa hóa hiệu quả đốt cháy. Phơi nhiễm với carbon monoxide có thể gây hại sâu sắc vì nó dễ dàng thay thế oxy trong máu, dẫn đến ngạt ở nồng độ đủ cao và thời gian tiếp xúc.
3. Lưu huỳnh đioxit
Một loại khí không màu có mùi sắc, nghẹt thở, sulfur dioxide được hình thành trong quá trình đốt than hoặc dầu có chứa lưu huỳnh dưới dạng tạp chất. 
Hầu hết khí thải sulfur dioxide đến từ các nhà máy phát điện; rất ít đến từ các nguồn di động. Khí cay này có thể gây kích ứng mắt và cổ họng và gây hại cho mô phổi khi hít phải.
Sulfur dioxide cũng phản ứng với oxy và nước hơi trong không khí, tạo thành một màn sương của axit sunfuric mà đạt đến mặt đất như một thành phần của mưa axit. 
Mưa axit được cho là đã gây hại hoặc phá hủy đời sống cá và thực vật ở nhiều ngàn hồ và suối ở các vùng của châu Âu, đông bắc Hoa Kỳ, đông nam Canada và một phần của Trung Quốc. Nó cũng gây ra sự ăn mòn kim loại và suy giảm bề mặt tiếp xúc của các tòa nhà và di tích công cộng.
4. Nito đioxit
Trong số một số dạng oxit nitơ, nitơ dioxide cay nồng, khí khó chịu là điều đáng quan tâm nhất. Nó được biết là gây phù phổi, tích tụ quá nhiều chất lỏng trong phổi. 
Nitrogen dioxide cũng phản ứng trong khí quyển để tạo thành axit nitric, góp phần gây ra vấn đề mưa axit. Ngoài ra, nitơ dioxide đóng vai trò trong việc hình thành sương mù quang hóa, một đám mây màu nâu đỏ thường thấy ở nhiều khu vực đô thị và được tạo ra bởi các phản ứng thúc đẩy ánh sáng mặt trời trong bầu khí quyển thấp hơn.
Các oxit nitơ được hình thành khi nhiệt độ đốt cháy đủ cao để khiến nitơ phân tử trong không khí phản ứng với oxy. Các nguồn ổn định như nhà máy điện đốt than là tác nhân chính gây ô nhiễm này, mặc dù động cơ xăng và các nguồn di động khác cũng rất đáng kể.
5. Khí quyển
Một thành phần chính của sương mù quang hóa, ozone được hình thành bởi một phản ứng phức tạp giữa nitơ dioxide và hydrocarbon khi có ánh sáng mặt trời.
Nó được coi là một tiêu chí gây ô nhiễm trong tầng đối lưu tầng tầng thấp nhất của bầu khí quyển, nhưng không phải ở tầng khí quyển phía trên, nơi nó xuất hiện tự nhiên và phục vụ ngăn chặn các tia cực tím có hại từ Mặt trời. 
Do nitơ dioxide và hydrocarbon được phát ra với số lượng đáng kể bằng xe cơ giới, sương mù quang hóa là phổ biến ở các thành phố như Los Angeles, nơi ánh nắng mặt trời rộng rãi và giao thông đường cao tốc nặng. 
Một số đặc điểm địa lý, chẳng hạn như những ngọn núi cản trở sự di chuyển của không khí và điều kiện thời tiết chẳng hạn như sự đảo ngược nhiệt độ trong tầng đối lưu, góp phần vào bẫy các chất ô nhiễm không khí và hình thành sương mù quang hóa.
6. Chì
Các hạt chì hít vào dưới dạng khói và bụi đặc biệt có hại cho trẻ em, trong đó thậm chí nồng độ chì trong máu tăng nhẹ có thể gây ra khuyết tật học tập , co giật hoặc thậm chí tử vong. 
Nguồn của các hạt chì trong không khí bao gồm lọc dầu, nấu chảy và các hoạt động công nghiệp khác. Trước đây, việc đốt xăng chứa chất phụ gia antiknock có nguồn gốc từ chì gọi là tetraethyl chì là một nguồn chính của các hạt chì. 
Ở nhiều quốc gia hiện đã có lệnh cấm hoàn toàn đối với việc sử dụng chì trong xăng dầu. Tại Hoa Kỳ, nồng độ chì trong không khí ngoài trời đã giảm hơn 90% sau khi việc sử dụng xăng pha chì bị hạn chế vào giữa những năm 1970 và sau đó bị cấm hoàn toàn vào năm 1996.

Độc tố không khí

Hàng trăm chất cụ thể được coi là nguy hiểm khi có trong dấu vết trong không khí. Những chất gây ô nhiễm được gọi là chất độc không khí. Nhiều người trong số họ gây đột biến gen hoặc ung thư; một số gây ra các loại vấn đề sức khỏe khác, chẳng hạn như ảnh hưởng xấu đến mô não hoặc sự phát triển của thai nhi. 
Mặc dù tổng lượng khí thải và số lượng nguồn chất độc không khí là nhỏ so với các chất gây ô nhiễm tiêu chí, những chất gây ô nhiễm này có thể gây nguy cơ sức khỏe ngay lập tức cho các cá nhân bị phơi nhiễm và có thể gây ra các vấn đề môi trường khác.
Tại Hoa Kỳ, nồng độ chì trong không khí ngoài trời đã giảm hơn 90% sau khi việc sử dụng xăng pha chì bị hạn chế vào giữa những năm 1970 và sau đó bị cấm hoàn toàn vào năm 1996.
Hầu hết các chất độc không khí là các hóa chất hữu cơ, bao gồm các phân tử có chứa carbon, hydro và các nguyên tử khác. Nhiều loại là hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. 
VOC bao gồm hydrocacbon nguyên chất, hydrocacbon bị oxy hóa một phần và các hợp chất hữu cơ có chứa clo, lưu huỳnh hoặc nitơ. Chúng được sử dụng rộng rãi như là nhiên liệu (ví dụ, propan và xăng ), như sơn pha loãng và dung môi, và trong sản xuất chất dẻo. 
Ngoài việc góp phần gây độc cho không khí và khói bụi đô thị, một số khí thải VOC đóng vai trò là khí nhà kính và, do đó, có thể là một nguyên nhân của sự nóng lên toàn cầu. Một số chất độc không khí khác là kim loại hoặc hợp chất của kim loại, ví dụ như thủy ngân, asen và cadmium.
Ở nhiều quốc gia, các tiêu chuẩn đã được thiết lập để kiểm soát khí thải công nghiệp của một số chất độc không khí. Các chất gây ô nhiễm không khí nguy hiểm đầu tiên được quy định tại Hoa Kỳ (bên ngoài môi trường làm việc) là asen, amiăng, benzen, berili, khí thải lò luyện cốc, thủy ngân, hạt nhân phóng xạ (đồng vị phóng xạ) và vinyl clorua. 
Năm 1990, danh sách ngắn này đã được mở rộng để bao gồm 189 chất. Vào cuối những năm 1990, các tiêu chuẩn kiểm soát khí thải cụ thể đã được yêu cầu tại Hoa Kỳ đối với các nguồn chính của Ấn Độ, vì vậy, phát hành hơn 10 tấn mỗi năm đối với bất kỳ vật liệu nào trong số này hoặc hơn 25 tấn mỗi năm đối với bất kỳ sự kết hợp nào của chúng.
Chất độc không khí có thể xuất hiện trong các tai nạn bất ngờ và thảm khốc thay vì đều đặn và dần dần từ nhiều nguồn. Ví dụ, trong thảm họa Bhopal  năm 1984, một sự phát hành ngẫu nhiên của methyl isocyanate tại một nhà máy thuốc trừ sâu ở Bhopal, bang Madhya Pradesh, Ấn Độ, đã giết chết ít nhất 3.000 người, cuối cùng gây ra cái chết cho khoảng 15.000 đến 25.000 người sau đó một phần tư thế kỷ, và bị thương hàng trăm ngàn. 
Nguy cơ vô tình phóng thích các chất rất nguy hiểm vào không khí thường cao hơn đối với những người sống ở khu vực đô thị công nghiệp. Hàng trăm sự cố như vậy xảy ra mỗi năm, mặc dù không có sự cố nào nghiêm trọng như sự kiện Bhopal.
Khác với các trường hợp phơi nhiễm nghề nghiệp hoặc phóng thích tình cờ, các mối đe dọa sức khỏe từ chất độc không khí là lớn nhất đối với những người sống gần các cơ sở công nghiệp lớn hoặc trong các khu vực đô thị tắc nghẽn và ô nhiễm. 
Hầu hết các nguồn độc tố không khí chính được gọi là nguồn điểm, nghĩa là chúng có một vị trí cụ thể. Các nguồn điểm bao gồm các nhà máy hóa chất, nhà máy thép, nhà máy lọc dầu và lò đốt rác thải đô thị. Các chất gây ô nhiễm không khí nguy hiểm có thể được giải phóng khi rò rỉ thiết bị hoặc khi vật liệu được chuyển, hoặc chúng có thể được phát ra từ các ống khói. 
Ví dụ, các lò đốt chất thải thành phố có thể thải ra các mức độ độc hại của điôxin,  formaldehyd và các chất hữu cơ khác, cũng như các kim loại như asen, berili, chì và thủy ngân. Tuy nhiên, đốt cháy thích hợp cùng với thích hợp  các thiết bị kiểm soát ô nhiễm không khí có thể làm giảm lượng khí thải của các chất này đến mức chấp nhận được.
Các chất gây ô nhiễm không khí nguy hiểm cũng đến từ các nguồn của khu vực, đó là nhiều nguồn nhỏ hơn giải phóng các chất ô nhiễm vào không khí ngoài trời trong một khu vực xác định. Những nguồn này bao gồm các  cơ sở giặt khô thương mại, trạm xăng, hoạt động mạ kim loại nhỏ và bếp lò. Phát thải chất độc không khí từ các nguồn khu vực cũng được quy định trong một số trường hợp.
Các nguồn diện tích nhỏ chiếm khoảng 25% tổng lượng khí thải độc tố không khí. Các nguồn điểm chính chiếm 20 phần trăm khác. Phần còn lại, hơn một nửa lượng khí thải gây ô nhiễm không khí nguy hiểm. 
Ví dụ, benzen, một thành phần của xăng, được giải phóng dưới dạng nhiên liệu chưa cháy hoặc hơi nhiên liệu, và formaldehyd là một trong những sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy không hoàn toàn. Tuy nhiên, những chiếc xe mới hơn có các thiết bị kiểm soát khí thải làm giảm đáng kể sự giải phóng chất độc không khí.

Khí nhà kính là gì?

Sự nóng lên toàn cầu được hầu hết các nhà khoa học khí quyển công nhận là một vấn đề môi trường quan trọng gây ra bởi sự gia tăng nồng độ khí nhất định trong khí quyển kể từ khi bắt đầu Cách mạng Công nghiệp vào giữa thế kỷ 18. Những khí này, được gọi chung là khí nhà kính, bao gồm carbon dioxide , hóa chất hữu cơ được gọi là chlorofluorocarbons (CFC), metan, oxit nitơ, ozone và nhiều loại khác. 
Carbon dioxide, mặc dù không phải là khí nhà kính mạnh nhất, là quan trọng nhất vì khối lượng khổng lồ phát ra trong không khí bằng cách đốt cháynhiên liệu hóa thạch (ví dụ: xăng, dầu, than ).
Carbon dioxide được coi là một thành phần bình thường của khí quyển, và trước Cách mạng Công nghiệp, mức trung bình của loại khí này là khoảng 280 phần triệu (ppm). 
Đến đầu thế kỷ 21, mức độ carbon dioxide đạt tới 405 ppm và chúng tiếp tục tăng với tốc độ gần 3 ppm mỗi năm. Nhiều nhà khoa học nghĩ rằng carbon dioxide nên được quy định như một chất gây ô nhiễm, một vị trí của EPA trong năm 2009 trong một phán quyết rằng các quy định đó có thể được ban hành. Hợp tác và thỏa thuận quốc tế, như Thỏa thuận Paris năm 2015 , sẽ là cần thiết để giảm lượng khí thải carbon dioxide trên toàn thế giới.