Атмосфера - газоподібна оболонка Землі, що складається з суміші різних газів (азот, кисень, вуглекислий газ, аргон, інертні гази), водяної пари, пилу, а також забруднюючих речовин.
Виходячи з термічної структури та циркуляції повітряних мас, атмосферу прийнято поділяти на сферичні шари, які називаються: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосферу. Всі забруднюючі речовини в атмосфері доцільно об'єднати в два класи: матеріальні та енергетичні. До матеріальних належать емісії газів і аерозолів, до енергетичних - теплові викиди, шум, вібрація, ультра-і інфразвук, електричні, магнітні та електромагнітні поля і іонізуючі випромінювання.
Основні речовини - забруднювачі поділяються на три види: гази, аерозолі (суспензії) і радіація як особливий вид забруднень.
- вуглеводні [CH] - органічні сполуки, що складаються виключно з атомів вуглецю і водню. Вуглеводні вважаються базовими сполуками органічної хімії, всі інші органічні сполуки розглядають як їх похідні. Вуглеводні, як правило, не змішуються з водою, оскільки атоми вуглецю і водню мають близьку електронний торгівельний, і зв'язку в вуглеводнях малополярни. Для граничних вуглеводнів характерні хімічні реакції заміщення, а для ненасичених - приєднання. Основні джерела вуглеводнів - нафта, природні гази і кам'яне вугілля. Детонаційні властивості вуглеводнів залежать від їх будови: чим більше розгалужена ланцюг вуглеводню (тобто чим більше в його молекулі теоретичних і четвертинних вуглецевих атомів), тим менше він схильний до детонації і тим вище його якість, як пального; чим менше розгалужена ланцюг, тим схильність до детонації більше. Тип впливу на живі організми ключовим чином залежить від структури самого вуглеводню і може змінюватися в дуже широких межах. Багато поліциклічні ароматичні вуглеводні є сильними хімічними канцерогенами. Такі сполуки, як бенз [a] антрацен, бензапірен і овал, мають яскраво виражені канцерогенні, мутагенні і тератогенні властивості.
- оксид вуглецю [CO] - (чадний газ, окис вуглецю, монооксид вуглецю) - безколірний отруйний газ без смаку і запаху. Хімічна формула - CO. Нижній і верхній концентраційні межі поширення полум'я: від 12,5 до 74% (за обсягом). Оксид вуглецю є з'єднанням, активно реагує зі складовими частинами атмосфери. Він сприяє підвищенню температури на планеті і створення парникового ефекту. Вуглекислий газ легко пропускає ультрафіолетові промені і промені видимої частини спектру, які надходять на Землю від Сонця і обігрівають її. У той же час він поглинає випускаються Землею інфрачервоні промені і є одним з парникових газів, внаслідок чого бере участь в процесі глобального потепління.
- оксиди азоту [NOx] - Азотний тетраоксид (АТ, аміл) на 99% складається з Тетраоксид азоту (N2O4) і являє собою летючу рідину зі своєрідним солодкувато-гострим запахом. Забарвлення рідини і парів окислювача змінюється зі зміною тим-ператури від майже безбарвної - при мінус 40 ° С, через жовту і крас-но-буру до майже чорної - при температурі + 180 ° С. Щільність азотистого Тетраоксид становить 1,447 г / см3, температура замерзання (плавлення) - мінус 11,2 ° С, температура кипіння - плюс 21,5 ° С. При температурі + 40 ° С тетраоксид азоту майже повністю дисоціює на NO2 і NО. Хімічна рівновага в суміші оксидів азоту при зміні температури встановлюється майже миттєво. Аміл добре змішується з органічними розчинниками, створюючи з рядом органічних речовин (гасом, бензином, бензолом і ін.) Вибухонебезпечні суміші. Взаємодіючи з водою, AT піддається гідролізу з утворенням азотної і азотистої кислот.
- озон [O3] - що складається з триатомним молекул O3 аллотропная модифікація кисню. При нормальних умовах - блакитний газ. При зріджуванні перетворюється в рідину кольору індиго. У твердому вигляді являє собою темно-сині, практично чорні кристали. Озон - потужний окислювач, набагато більш реакційноздатні, ніж двоатомний кисень. Окисляє майже всі метали (за винятком золота, платини і іридію) до їх вищих ступенів окислення. Окисляє багато неметали. Продуктом реакції в основному є кисень. Атмосферне (стратосферний) озон є продуктом впливу сонячного випромінювання на атмосферне (О2) кисень. Однак тропосферний озон є забруднювачем, який може загрожувати здоров'ю людей і тварин, а також пошкоджувати рослини. Висока окислююча здатність озону і утворення в багатьох реакціях з його участю вільних радикалів кисню визначають його високу токсичність. Вплив озону на організм може призводити до передчасної смерті.
Аерозолі - дисперсні системи, що складаються з частинок твердого тіла або крапель рідини, що знаходяться в підвішеному стані в газовому середовищі (зазвичай в повітрі). Основний аерозоль атмосфери - сірчистий ангідрид SO2.
Властивості аерозолів визначаються не тільки станом і властивостями дисперсної фази, тобто самих частинок, а й взаємодією їх з дисперсійним середовищем. Остання характеризується природою газу, його тиском, температурою і наявністю їх градієнтів, а також швидкості течії і турбулентності. Нескінченна різноманітність властивостей аерозолів зумовлюється поєднанням деяких факторів. До них відносяться хімічна природа аерозольних часток, їх форма, будова і розмір. Останній може змінюватися в дуже широких межах - від декількох ангстрем до доль міліметра.
Адсорбція (лат. Ad - на, при, в; sorbeo - поглинаю) - збільшення концентрації розчиненого речовини біля поверхні розділу двох фаз (тверда фаза-рідина, конденсована фаза - газ) внаслідок нескомпенсованність сил міжмолекулярної взаємодії на розділі фаз. Адсорбція є окремим випадком сорбції, процес, зворотний адсорбції - десорбція. Поглинається речовина, ще перебуває в обсязі фази, називають адсорбтів, поглинене - адсорбат. У більш вузькому сенсі під адсорбцією часто розуміють поглинання домішки з газу або рідини твердою речовиною (у разі газу і рідини) або рідиною (в разі газу) - адсорбентом. При цьому, як і в загальному випадку адсорбції, відбувається концентрування домішки на межі поділу адсорбент-рідина або адсорбент-газ. Процес, зворотний адсорбції, тобто перенесення речовини з поверхні розділу фаз в об'єм фази, називається десорбція. Якщо швидкості адсорбції і десорбції рівні, то говорять про встановлення адсорбційної рівноваги. У стані рівноваги кількість адсорбованих молекул залишається постійним як завгодно довго, якщо незмінні зовнішні умови (тиск, температура і склад системи).
Абсомрбція (лат. Absorptio від absorbere - поглинати) - процес поглинання газів або парів з газових або парогазових сумішей рідким поглиначем - абсорбентом. Для абсорбції газу використовують рідкі розчинники (воду з добавками хімічних речовин), які реагують з шкідливими речовинами в газовому потоці при різних способах контакту між газової і рідкої фазами. Гази, розчинність яких при 273 К і парціальному тиску 101 кПа складають сотні грамів на 1 кг води, - добре розчинні (HCl, HF, NH3). Якщо розчиняються частки грама речовини, то їх називають погано розчинними (Ог, N2, СО).
Смог (від англ. Smoky fog, буквально - "Димовий туман") - надмірне забруднення повітря шкідливими речовинами, виділеними в результаті роботи промислових виробництв, транспортом і тепловироблювальних установками при певних погодних умовах. Спочатку під смогом мався на увазі дим, утворений спалюванням великої кількості вугілля (змішання диму і діоксиду сірки SO2). У 1950-х рр. в Каліфорнії Хаг-Сміт вперше описав новий тип смогу - фотохімічний, який є результатом змішання в повітрі наступних забруднюючих речовин: оксиди азоту, наприклад, діоксид азоту (продукти горіння викопного палива); тропосферний (приземний) озон; летючі органічні речовини (парим бензину, фарб, розчинників, пестицидів та інших хімікатів); перекису нітратів.
Всі перераховані хімікати зазвичай мають високу хімічну активність і легко окислюються, тому фотохімічний зміг вважається однією з основних проблем сучасної цивілізації.