氣體污染物在大氣中平均停留時間少至幾分鐘,多至幾十年、百余年.大氣污染物一般分為兩類：一級(原生)污染物,即由污染源直接排入大氣的；二級(次生)污染物,是由一級污染物在大氣中進(jìn)行熱或光化學(xué)反應(yīng)后的產(chǎn)物.后者往往危害性更大.大氣污染主要來源于人類生活及生產(chǎn)活動,大氣的人為污染源主要有三種. (1) 生活污染源 人們由于燒飯、取暖、沐浴等生活上的需要,如爐灶、鍋爐等燃燒化石燃料,而向大氣排放的煤煙和SO2等,具有量大、分布廣、排放高度低等特點(diǎn),其危害性不容忽視. (2) 工業(yè)污染源 包括火力發(fā)電廠、鋼鐵廠、水泥廠和化工廠等耗能較多企業(yè)燃料燃燒排放的污染物,各生產(chǎn)過程中的排氣(如煉焦廠向大氣排放H2S、酚、苯、烴類等有毒物質(zhì)；各類化工廠向大氣排放具有刺激性、腐蝕性、異味性或惡臭的有機(jī)和無機(jī)氣體；化纖廠排放的H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等)以及生產(chǎn)過程中排放的各種礦物和金屬粉塵. (3) 交通運(yùn)輸污染源 由飛機(jī)、船舶、汽車等交通工具(移動源)排放的尾氣.在一些發(fā)達(dá)國家,汽車排放氣己構(gòu)成大氣污染的主要污染源. 人為排放的大氣污染物有數(shù)十種之多,量多危害也較大的主要大氣污染物有以下五種. (1) 顆粒物質(zhì) 顆粒物質(zhì)的來源可分為天然來源和人為來源,而以人為來源為主.直接由污染源排放出來的稱為一次顆粒物質(zhì)；大氣中某些污染組分之間,或這些組分與大氣成分之間發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生的微粒,稱為二次顆粒物質(zhì).人為來源主要是燃料燃燒過程中形成的煤煙、飛灰等,各種工業(yè)過程排放的原料或產(chǎn)品微粒,汽車排放的含鉛化合物,以及化石燃料燃燒排放的SO2在一定條件下轉(zhuǎn)化為硫酸鹽等.天然來源,如風(fēng)起塵埃,海浪濺出的浪沫,火山灰,森林火災(zāi)的燃燒物,宇宙隕星塵以及植物的花粉等.顆粒物質(zhì)是重要的大氣污染物,大氣中的一些有毒物質(zhì)絕大部分都存在于顆粒物質(zhì)中,對人及動植物的危害很大. (2) 硫氧化物SOx 大氣中的硫氧化物主要是SO2,還有小部分SO3.主要來自發(fā)電廠和供熱廠中含硫化石燃料(其中80%是煤)的燃燒,其次是冶煉廠、硫酸廠的排放氣,有機(jī)物的分解和燃燒,海洋及火山活動等.從化學(xué)熱力學(xué)來看SO2的平衡轉(zhuǎn)達(dá)化率高,易生成SO3.從化學(xué)動力學(xué)看,可以通過催化氧化(懸浮在大氣中的鐵鹽、鎂鹽起催化劑作用)或?qū)W化學(xué)氧化(主要是在波長為290~400nm的紫外光作用下)生成SO3,SO3極易與水汽生成硫酸霧或硫酸雨.SO2不但對人的呼吸道有強(qiáng)烈的刺激性,它對植物還會產(chǎn)生漂白的斑點(diǎn)、抑制生長、損害葉片和降低產(chǎn)量.當(dāng)空氣中有微粒物質(zhì)共存時,其危害可增大3~4倍(如前述的倫敦?zé)熿F就是例證).SOx許多不良作用是由于SOx與水作用生成的硫酸造成的.硫酸和硝酸的酸雨己嚴(yán)重危害我國和世界許多地區(qū),成為舉世矚目的三大全球性公害之一. (3) 氮氧化物NOx 氮氧化物的種類很多,造成大氣污染的主要是NO和NO2 等.它們主要來自礦物燃料的高溫燃燒(如汽車、飛機(jī)、內(nèi)燃機(jī)及工業(yè)窯爐等的燃燒)過程中,由空氣中的N2和O2反應(yīng)生成的NO、NO2(N2+O2--===2NO, 2NO+O2===2NO2)也部分來自于生產(chǎn)和使用HNO3的工廠的排放氣,還有氮肥廠、有機(jī)中間體廠、有機(jī)中間體廠、有色及黑色金屬冶煉廠的某些生產(chǎn)過程.現(xiàn)在,每年向大氣排放NOx幾千萬噸.NO會刺激呼吸系統(tǒng),還能與血紅素結(jié)合成亞硝基血紅素而使人中毒.NO2能嚴(yán)重刺激呼吸系統(tǒng),并能使血紅素硝基化,危害比NO的更大.另外.NO2還會毀壞棉花、尼龍等織物,使柑桔落葉和發(fā)生萎黃病等.另外,也會形成硝酸酸雨產(chǎn)生危害. (4) CO和CO2 CO是人類向大氣排放量最大的污染物,主要來自燃料的不完全燃燒.但是近來的研究指出天然產(chǎn)生的CO也不容忽視.由于近代對燃燒裝置和燃燒技術(shù)的改進(jìn),所以從固定燃燒裝置排放的CO量逐漸有所減少,而由汽車等移動源燃燒產(chǎn)生CO的量每年約有2.5億t,占人為污染源排放的CO總量的70%左右.現(xiàn)代發(fā)達(dá)國家城市空氣中的CO有80%是汽車排放的. 低層大氣中相當(dāng)豐富的CH4可被氫氧自由基(––OH)作用生成甲基自由基(––CH3),繼而轉(zhuǎn)變成CO.海洋是另一個重要的天然來源.早先人們認(rèn)為海洋是吸收CO的重要渠道,但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)海洋對CO是過飽和的,這樣海洋中的CO濃度反而高于大氣中的CO濃度.海洋每年向大氣排放CO約達(dá)0.6億t. CO是無色、無臭、無氣味的氣體.一般城市空氣中的CO含量水平對植物及有關(guān)微生物均無害,但對人和動物有害,因CO能與血紅蛋白化合,生成“碳氧血紅蛋白”.CO與血紅蛋白的結(jié)合能力比O2與血紅蛋白的結(jié)合能力要大200~300倍,因此CO進(jìn)入血液后,會使血液輸氧能力降低甚至失去輸氧能力,導(dǎo)致人體缺氧.輕度中毒有頭痛、惡心等癥狀,嚴(yán)重時則昏迷、痙攣甚至死亡. CO2與CO不同,它本身沒有毒性,因此過去都不把CO2列為污染物,但從長遠(yuǎn)觀點(diǎn)年,CO2也是相當(dāng)重要的污染物.近一個多世紀(jì)以來,隨著工業(yè)、交通和能源的高速發(fā)展,排入大氣中CO2的日益增多,超過了植物的光合作用等自然界消除CO2的能力,而使CO2濃度迅速增加.CO2是一種溫室氣體,其含量的不斷增加會引起全球氣候變暖. (5) 烴類CxHy (或簡寫為HC) 烴類是通過煉油廠排放氣、汽車油箱的蒸發(fā)、工業(yè)生產(chǎn)及固定燃燒污染源等進(jìn)入大氣的.一個更重要的來源是汽車尾氣,尾氣中總含有相當(dāng)量的未燃盡的烴類,除非采取特別措施保證燃燒完全.這些烴類大多是飽和烴(如CH4、C2H6、C8H18等),更為嚴(yán)重的是其中一小部分由飽和烴裂解而產(chǎn)生的活性較高的烯烴,例如辛烷裂解產(chǎn)物乙烯、丙烯、丁烯等不飽和烴(可占排放氣的45%)更易和O2、NO及O3等發(fā)反應(yīng),生成光化學(xué)煙霧中的某些極有害成分. 烴類的生物來源也是不容忽視的,其中主要釋放物有CH4、萜烯類化合物(廣泛存在于某些植物的葉、花或果實(shí)中)等.這些物質(zhì)釋放量雖大,但分散在廣闊的大自然中,所以并未構(gòu)成對環(huán)境和人類的直接危害.但研究表明,CH4濃度的增加會強(qiáng)化溫室效應(yīng). 還應(yīng)特別提出的其他大氣有機(jī)污染物中,應(yīng)首推氟利昂.研究表明,它是破壞高空臭氧層的主要物質(zhì).