Εργοστάσιο τούβλων κοντά στο Κατμαντού

 
Ορισμός της ατμοσφαιρικής ρύπανσης
 
Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (ΠΟΥ), για την ατμοσφαιρική ρύπανση ορίζεται ότι «περιορίζεται σε καταστάσεις στις οποίες η εξωτερική περιβαλλοντική ατμόσφαιρα περιέχει υλικά σε συγκέντρωση η οποία είναι επιβλαβής για τους ανθρώπους και το γύρω περιβάλλον τους».

Οι ατμοσφαιρικοί ρυπαντές στις πόλεις αποτελούν κυρίως μείγμα πολλών διαφορετικών ρυπαντών, από τους οποίους μερικοί είναι ορατοί, όπως η σκόνη και η αιθάλη, ενώ πολλοί είναι αόρατοι, όπως πολύ μικρά σωματίδια ή αέρια. Τα ορατά συστατικά είναι φανερά, ενώ τα μικρά σωματίδια και αέρια είναι αναμενόμενα. Η ρύπανση ταξινομείται ως πρωτογενής ή δευτερογενής. Οι πρωτογενείς ρυπαντές είναι ουσίες που παράγονται απευθείας από μια διαδικασία, όπως η στάχτη από μια ηφαιστειακή έκρηξη ή το μονοξείδιο του άνθρακα από τις εξατμίσεις των οχημάτων. Οι δευτερογενείς ρυπαντές δεν απελευθερώνονται. Δημιουργούνται στον αέρα όταν οι πρωτογενείς ρυπαντές αντιδρούν ή αλληλεπιδρούν. Το όζον αποτελεί ένα παράδειγμα δευτερογενούς ρυπαντή.  
 
Σύντομη εισαγωγή στους πρωτογενείς ατμοσφαιρικούς ρυπαντές
 
Μονοξείδιο του άνθρακα. Είναι ένα άοσμο, άχρωμο αέριο που παράγεται από την ατελή οξείδωση (καύση) του άνθρακα. Το μονοξείδιο του άνθρακα παράγεται φυσιολογικά από την οξείδωση του μεθανίου, στους ωκεανούς και την ατμόσφαιρα, το οποίο παράγεται από την οργανική αποσύνθεση. Στις πόλεις, η μεγαλύτερη πηγή μονοξειδίου του άνθρακα είναι τα μηχανοκίνητα οχήματα, παρότι μπορεί να παραχθεί από οποιαδήποτε διεργασία καύσης.

Διοξείδιο του θείου. Το διοξείδιο του θείου στην ατμόσφαιρα προέρχεται τόσο από φυσικές όσο και από ανθρώπινες δραστηριότητες. Οι φυσικές διεργασίες, όπως ηφαιστειακές εκρήξεις, απελευθερώνουν συστατικά θείου. Οι κύριες ανθρώπινες δραστηριότητες από τις οποίες παράγεται διοξείδιο του θείου είναι το λιώσιμο ορυκτών μεταλλευμάτων που περιέχουν θείο και η καύση ορυκτών καυσίμων. Το διοξείδιο του θείου διαλύεται στο νερό σχηματίζοντας θειικό οξύ το οποίο είναι εξαιρετικά διαβρωτικό στη φύση. Είναι πολύ επιβλαβές για υλικά, φυτά και ζωικό ιστό.

Σωματιδιακή ύλη. Η σωματιδιακή ύλη είναι ένας συλλογικός όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει ένα ευρύ πεδίο μικροσκοπικών στερεών ή υγρών σωματιδίων διασκορπισμένων στην ατμόσφαιρα. Η σωματιδιακή ύλη μπορεί να περιλαμβάνει ζωντανούς οργανισμούς, όπως βακτήρια, ιούς, μούχλες, φύκη, γυρεόκοκκους, κτλ. Τα μη ζωντανά σωματίδια στην ατμόσφαιρα είναι σταγονίδια, καπνός, αναθυμιάσεις, σκόνη, κτλ.
Σωματιδιακή ύλη σε συγκεντρώσεις απειλητικές για την υγεία μπορεί να ελευθερώνεται από διάφορες πηγές, όπως ηφαίστεια και καταιγίδες σκόνης, εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, βιομηχανικές διεργασίες και αποτεφρωτήρες. Το μέγεθος αυτής της σωματιδιακής ύλης κυμαίνεται κάτω από 0,1 μικρόμετρα (µm) μέχρι εκατοντάδες μικρόμετρα. Τα σωματίδια που έχουν αεροδυναμική διάμετρο μικρότερη από 10 µm αναφέρονται ως PM10. Επειδή αυτά τα σωματίδια είναι αρκετά μικρά για να εισέλθουν στο ανθρώπινο αναπνευστικό σύστημα, καλούνται επίσης και «εισπνεύσιμη σωματιδιακή ύλη». Τα σωματίδια που είναι μεγαλύτερα από 10 micron συνήθως συγκρατούνται από τα τριχίδια της μύτης, και δεν εισέρχονται στην αναπνευστική οδό. Επομένως, τα σωματίδια που είναι μεγαλύτερα από 10 micron δεν προκαλούν μεγάλη βλάβη, πέρα από τον ερεθισμό της μύτης και των οφθαλμών.

Μόλυβδος. Η κύρια πηγή μολύβδου στην ατμόσφαιρα είναι τα καύσιμα που περιέχουν μόλυβδο των μηχανοκίνητων οχημάτων. Η εισαγωγή αμόλυβδου καυσίμου το 1985 είχε ως αποτέλεσμα σημαντική μείωση του μολύβδου στην ατμόσφαιρα. Ο μόλυβδος είναι ένα βαρύ μέταλλο, και η παρουσία του στο σώμα μπορεί να προκαλέσει βλάβη της εγκεφαλικής λειτουργίας, ειδικά σε παιδιά.

Οξείδια του αζώτου. Η κύρια ανθρώπινη δραστηριότητα από την οποία παράγονται οξείδια του αζώτου είναι η καύση καυσίμων, ειδικά σε μηχανοκίνητα οχήματα. Τα οξείδια του αζώτου σχηματίζονται στην ατμόσφαιρα με την καύση των καυσίμων σε υψηλές θερμοκρασίες. Το μεγαλύτερο ποσοστό βρίσκεται υπό τη μορφή οξειδίου του αζώτου, και λιγότερο από το 10 τοις εκατό με τη μορφή διοξειδίου του αζώτου. Όταν απελευθερωθεί, το οξείδιο του αζώτου συνδυάζεται με το οξυγόνο («οξειδώνεται») και σχηματίζεται διοξείδιο του αζώτου. Αυτά τα οξείδια του αζώτου μπορεί να παραμείνουν στην ατμόσφαιρα για αρκετές ημέρες, και στο διάστημα αυτό, μέσω χημικών διεργασιών μπορεί να παραχθούν νιτρικό οξύ και διάφορα σωματίδια, όπως νιτρικά και νιτρώδη. Αυτά τα οξείδια του αζώτου παίζουν σημαντικό ρόλο στις χημικές αντιδράσεις που δημιουργούν τη φωτοχημική αιθαλομίχλη.

Όζον. Το όζον είναι ένα άχρωμο αέριο που σχηματίζεται από τις χημικές αντιδράσεις μεταξύ δραστικών οργανικών αερίων και οξειδίων του αζώτου παρουσία του ηλιακού φωτός. Το όζον είναι ένας από τους δευτερογενείς ερεθιστικούς ρυπαντές που υπάρχουν στην αιθαλομίχλη που δημιουργείται στις αστικές περιοχές. Υπάρχει επίσης και το στρώμα του όζοντος στην στρατόσφαιρα σε ύψος 12-50 χιλιομέτρων. Σε αντίθεση με το όζον κοντά στην επιφάνεια, αυτό το στρώμα όζοντος είναι εξαιρετικά σημαντικό επειδή αποτρέπει την θανατηφόρα ακτινοβολία UV από το να φτάσει στο έδαφος.