Ô nhiễm không khí được định nghĩa là sự ô nhiễm của khí quyển bởi các chất có nồng độ cao hơn mức tự nhiên của chúng và có khả năng gây ra tác động bất lợi cho con người, các sinh vật sống khác và hệ sinh thái nói chung.
Những chất hoặc chất gây ô nhiễm không khí này bao gồm khí, giọt chất lỏng và các hạt rắn. Chúng được phân loại theo nguồn phát thải thành hai nhóm chính: các chất ô nhiễm chính và phụ.
Một chất gây ô nhiễm chính là một chất gây ô nhiễm không khí phát ra từ một nguồn trực tiếp vào khí quyển. Nguồn có thể là một quá trình tự nhiên như bão cát và phun trào núi lửa hoặc nhân tạo (chịu ảnh hưởng của con người) như khí thải công nghiệp và xe cộ.
Ví dụ về các chất gây ô nhiễm chính là sulfure dioxide (SO2), carbon monoxide (CO), nitơ oxit (NOX) và chất hạt (PM).
Sulfur dioxide là một loại khí vô hình có mùi mạnh. Nguồn chính của nó là do con người tạo ra, kết quả từ quá trình đốt cháy nhiên liệu và chế biến quặng khoáng có chứa lưu huỳnh. Con người và động vật tiếp xúc với sulfur dioxide cho thấy các vấn đề nghiêm trọng về hô hấp. Sulfur dioxide có thể tương tác với nước trong khí quyển để tạo thành mưa axit có hại.
Carbon monoxide là một loại khí không mùi phát ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu không hoàn toàn. Các nguồn chính cho carbon monoxide trong khí quyển là động cơ chạy bằng xăng hoặc diesel và đốt sinh khối (cháy rừng và nhiên liệu sinh khối). Carbon monoxide rất độc hại và có liên quan đến việc tăng nguy cơ mắc bệnh tim. Tiếp xúc với nồng độ CO cao có thể dẫn đến bất tỉnh hoặc thậm chí tử vong.
Đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (động cơ xăng và diesel) là nguồn chính cho oxit nitơ ở thành thị, trong khi hoạt động của vi sinh vật trong đất và thực hành nông nghiệp như sử dụng phân bón tổng hợp là nguồn chính của nó ở khu vực nông thôn. Tiếp xúc với oxit nitric có thể gây viêm đường hô hấp.
Vật chất hạt là một thuật ngữ chỉ các hạt rắn và các giọt chất lỏng được tìm thấy trong không khí trong khí quyển. Các hạt sơ cấp có thể là tự nhiên, có nguồn gốc từ bụi đất và nước biển phun. Chúng có thể liên quan đến công nghiệp và giao thông khi nguồn của chúng là các quá trình luyện kim hoặc xả khí và vỡ lốp.
Chất gây ô nhiễm thứ cấp là chất gây ô nhiễm không khí được hình thành trong khí quyển do kết quả của các tương tác hóa học hoặc vật lý giữa chính các chất gây ô nhiễm chính hoặc giữa các chất gây ô nhiễm chính và các thành phần khí quyển khác. Các ví dụ chính của các chất ô nhiễm thứ cấp là các chất oxy hóa quang hóa và các hạt vật chất thứ cấp.
Các chất oxy hóa quang hóa là kết quả của các phản ứng quang hóa liên quan đến ánh sáng mặt trời với oxit nitơ, sulfur dioxide hoặc các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. Chúng bao gồm axit, nitơ dioxide, lưu huỳnh trioxide và ozone. Ozone được coi là một chất gây ô nhiễm không khí rất nguy hiểm. Tiếp xúc với ozone có thể gây ra nhiều bệnh về phổi như hen suyễn, khí phế thũng và viêm phế quản. Phơi nhiễm liên tục và lâu dài với ozone thậm chí có thể làm sẹo mô phổi vĩnh viễn.
Các hạt thứ cấp là kết quả của sự ngưng tụ khí, các phản ứng hóa học liên quan đến các hạt sơ cấp với khí và sự đông tụ của các hạt sơ cấp khác nhau. Các chất gây ô nhiễm chính chủ yếu liên quan đến sự hình thành các hạt vật chất thứ cấp là sulfur dioxide và oxit nitơ.
Chất gây ô nhiễm chính là chất gây ô nhiễm không khí phát ra từ nguồn trực tiếp vào khí quyển.
Một chất gây ô nhiễm thứ cấp là một chất gây ô nhiễm không khí được hình thành trong khí quyển do kết quả của các tương tác hóa học hoặc vật lý giữa các chất ô nhiễm chính hoặc giữa các chất ô nhiễm chính và các thành phần khí quyển khác
Ví dụ về các chất gây ô nhiễm chính bao gồm sulfur dioxide (SO2), carbon monoxide (CO), nitơ oxit (NOX) và chất hạt (PM).
Ví dụ về các chất ô nhiễm thứ cấp bao gồm các chất oxy hóa quang hóa (ozone, nitơ dioxide, lưu huỳnh trioxide) và các hạt vật chất thứ cấp.
Các chất ô nhiễm chính được coi là chất phản ứng hóa học, tham gia vào các phản ứng hóa học dẫn đến sự hình thành các chất ô nhiễm thứ cấp. Do đó, tác động ô nhiễm của chúng có thể trực tiếp như tác động của sulfur dioxide lên hệ hô hấp của con người hoặc gián tiếp khi sulfur dioxide tương tác với nước trong khí quyển để tạo thành mưa axit, gây hậu quả nghiêm trọng cho hệ sinh thái.
Mặt khác, các chất ô nhiễm thứ cấp là các sản phẩm hóa học suy ra rằng chúng có thể ổn định hơn và trơ với tác dụng gây ô nhiễm hạn chế. Mặc dù điều này có thể đúng ở một mức độ nào đó, nhưng đó không phải là trường hợp ozone có liên quan đến quá trình quang hóa, làm cho quá trình hóa học có tính phản ứng cao.
Nồng độ trong khí quyển của các chất ô nhiễm chính có thể được kiểm soát một cách trực tiếp thông qua việc giảm phát thải nhân tạo.
Ngược lại, kiểm soát các chất ô nhiễm thứ cấp là một quá trình phức tạp hơn nhiều: các phản ứng hóa học liên quan đến sự hình thành của chúng phải được hiểu và gián đoạn.
Các chất gây ô nhiễm sơ cấp và thứ cấp là hai nhóm chất gây ô nhiễm không khí khác nhau chủ yếu bởi các nguồn phát thải hoặc phát sinh của chúng.
Các chất ô nhiễm chính được phát ra từ các nguồn tự nhiên hoặc nhân tạo trực tiếp vào khí quyển, trong khi các chất ô nhiễm thứ cấp là do các phản ứng hóa học hoặc tương tác vật lý giữa các chất ô nhiễm chính hoặc giữa các chất ô nhiễm chính và các thành phần khí quyển khác.
Ví dụ về các chất gây ô nhiễm chính là sulfur dioxide, oxit nitơ, carbon monoxide và các hạt vật chất chính. Ví dụ về các chất ô nhiễm thứ cấp là các chất oxy hóa quang hóa như ozone và vật chất hạt thứ cấp.
Xác định các chất gây ô nhiễm không khí và nghiên cứu sự khác biệt giữa các chất gây ô nhiễm sơ cấp và thứ cấp rất quan trọng đối với việc kiểm soát và ngăn ngừa ô nhiễm khí quyển, đặc biệt là thông qua việc giảm các nguồn nhân tạo.