Приземная часть атмосферного бассейна
Чистый и сухой воздух на уровне моря представляет собой механическую смесь нескольких газов: азот – 78,08%, кислород – 20,95%, аргон – 0,93%, углекислый газ – 0,03%. На долю остальных газов – неона, гелия, метана, криптона, ксенона, водорода, йода, угарного газа и оксидов азота – приходится менее 0,1%.
Загрязнение атмосферы – изменение газового состава атмосферы в результате привнесения в нее примесей. Выделяют загрязнение воздуха:
1) антропогенное – обусловлено выбросами от различных отраслей хозяйственной деятельности человека;
2) естественное – вызывается природными процессами.
Наиболее распространенными примесями в атмосфере являются:
- твердые частицы (пыль или сажа, копоть);
- сернистый газ (SO2);
- окись углерода (CO);
- окислы азота (NO);
- в последние годы – формальдегид (HCHO).
Сернистый газ поступает в атмосферу, главным образом, при сжигании твердого и жидкого топлива, содержащих серу (каменный уголь, мазут), а окислы азота – при сжигании топлива при высоких температурах в транспортных двигателях, на тепловых электростанциях и некоторых промышленных объектах. Сжигание органического топлива приводит к поступлению в атмосферу окислов углерода (CO2 и СО). Наличие формальдегида в атмосфере обусловлено выбросами автотранспортных средств в сочетании с высокой интенсивностью солнечной радиации.
Основными источниками выбросов ЗВ в атмосферу на территории РБ являются автотранспорт, объекты энергетики и промышленности. На долю передвижных источников загрязнения атмосферы приходится более 70%. Крупнейшими стационарными источниками загрязнения воздуха на территории Беларуси являются: Новополоцкое ПО «Нафтан», Мозырьский НПЗ, Новолукомльская ГРЭС, ПО «Беларуськалий», Гродненское ПО «Азот», Минская ТЭЦ-4, Мозырьская ТЭЦ, Минский тракторный завод, Минская станция аэрации, Белорусский цементный завод.
Постоянный мониторинг состояния атмосферного воздуха проводится в 13 городах республики. В этих городах размещены стационарные станции, на которых 3-4 раза в сутки проводится наблюдение за 24 видами ЗВ. Основной объем наблюдений относится к веществам, имеющим повсеместное распространение (пыль, диоксид серы, оксид углерода и оксиды азота). В ряде городов проводится контроль специфических ЗВ, которые присутствуют в выбросах предприятий. Во всех промышленных центрах определяется содержание формальдегида.
Вся информация о загрязнении воздуха получена в соответствии с методиками, вошедшими в «Перечень методик выполнения измерений, допущенных к применению в деятельности лабораторий экологического контроля предприятий и организаций Республики Беларусь. Качество воздуха оценивается учетом национального стандарта – предельно допустимой концентрацией (ПДК) и дополнительно путем сравнения с международными нормами, рекомендованными Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ).
Величина ПДК зависит от степени токсичности вещества, характеризующейся классом опасности. В зависимости от степени воздействия на организм человека все нормируемые вещества подразделяются на 4 класса опасности:
1-й класс – чрезвычайно опасные, значение ПДКМР которых в воздухе рабочей зоны не должно превышать 0,01 мг/м3;
2-й класс – высокоопасные со значением ПДКМР от 0,01 до 0,1 мг/м3;
3-й класс – умеренно опасные со значением ПДКМР от 0,1 мг/м3 до 1 мг/м3;
4-й класс – малоопасные со значением ПДКМР больше 1 мг/м3.
Гигиеническая оценка загрязнения воздуха выполняется по численному значению величины ИЗА. Этот безразмерный показатель определяется как сумма выраженных в СГК для пяти веществ, имеющих наибольший для каждого конкретного места уровень и приведенных к классу опасности для человека сернистого газа (SO2). Значение ИЗА рассчитывается по формуле
, (1.1)
где 
– среднегодовая концентрация 
-ой примеси, мг/м3;
– среднесуточное ПДК для -ой примеси, мг/м3;
– коэффициент, соответствующий классу опасности вещества, принимаемый равным:
1,7 – для 1-го класса,
1,3 – для 2-го класса,
1 – для 3-го класса,
0,85 – для 4-го класса.
Уровень загрязнения классифицируется согласно существующим методикам и оценивается как
низкий – ИЗА < 5;
повышенный – 5 ≤ ИЗА < 7;
высокий – 7 ≤ ИЗА ≤ 14;
очень высокий – ИЗА > 14.
При наличии в атмосферном воздухе нескольких веществ, которые обладают однонаправленным действием, проявляется ЭС этих веществ. Усиление токсического действия учитывается в формуле за счет сложения их уровней и учета как одного вещества.
Атмосферные процессы
Диоксид углерода 
образуется при сжигании органического топлива (при неполном сгорании выделяется токсичный оксид СО). Основное отрицательное последствие – нарушение теплового баланса верхних слоев тропосферы.
В приземных слоях от нескольких сотен метров до нескольких километров мигрируют выброшенные в результате технологических процессов вещества в разных физических состояниях. Наряду с главным окислителем в воздушном океане – молекулярным кислородом О2 – с участием солнечного света протекают многочисленные химические реакции. В многофазной (газ + вода + пыль) атмосферной среде происходят превращения с доминирующим участием веществ:
1.1) 
– гидроксидный радикал (специфическое состояние иона, у которого не сбалансирован заряд)
.
При воздействии солнечного света 
-квант выбивает из оболочки электрон и передает ему свою энергию. Таким образом, радикал обладает избыточным отрицательным зарядом;
1.2) О3 – озон
, 
;
1.3) 
– гидропероксидный радикал
,
;
1.4) 
– пероксид водорода;
1.5) 
– органические пероксидные радикалы.
1.6) 
– нитрат-ион.
2) Атмосферные реакции:
2.1) Кислотные дожди
Ночью в атмосферных процессах важную роль играет нитрат-ион 
,
(равновесное состояние),
.
Днем азотная кислота в газовой фазе образуется по реакции
.
При участии солнечного света сульфат-ион преобразуется в свободный радикал
и 
.
Серная кислота образуется в результате реакций
,
,
.
Наибольшее содержание радикалов наблюдается при соотношении летучих органических соединений и оксидов азота в соотношении примерно 10:1. В ходе газофазных окислительных реакций кроме азотной и серной кислот с участием образуются и органические кислоты – преимущественно муравьиная и уксусная.
2.2) Фотохимический смог
При интенсивной солнечной радиации и наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, соединений углерода, озона и других ЗВ, а также безветрия или очень слабого обмена воздушных масс, в приземном слое образуются высокотоксичные загрязнители. Основным источником их возникновения являются выхлопные газы автомобилей. Массы выхлопных газов не поднимаются вверх и не рассеиваются в атмосфере, причем теплые газы вредных веществ остаются в непосредственной близости от земной поверхности.
Под действием солнечного излучения формируется белесый туман, синеватая прозрачная дымка (перекиси). Концентрация озона при солнечном излучении достигает 2-3 мг/м3, что во много раз больше, чем в чистом воздухе.