Chất ô nhiễm và chất lượng không khí

Chất gây ô nhiễm không khí là những chất có ảnh hưởng xấu đến môi trường bằng cách can thiệp vào khí hậu, sinh lý của thực vật, loài động vật, toàn bộ hệ sinh thái cũng như tài sản của con người dưới dạng cây nông nghiệp hoặc công trình nhân tạo. Sự thay đổi khí hậu toàn cầu đã được công nhận là một trong những thách thức về môi trường quan trọng để phải đối mặt bởi nhân loại trong thế kỷ 21. Trong bối cảnh này, khí hậu nhất định buộc các tác nhân—Chất quan trọng nhất là carbon dioxide — mà mặt khác không gây hại cho sinh vật sống, nên được thêm vào danh sách các chất ô nhiễm “cổ điển”, cùng với các hợp chất như oxit nitơ hoặc lưu huỳnh. Mặt khác, nghiên cứu khí hậu đã liên kết một số hợp chất nhất định từ lâu được coi là chất gây ô nhiễm không khí (ví dụ như carbon đen) với sự nóng lên của khí hậu, do đó cung cấp thêm một lý do để kiểm soát chúng.

Các chất gây ô nhiễm không khí có thể bắt nguồn từ các nguồn tự nhiên hoặc do con người (nhân tạo) hoặc cả hai. Ví dụ về các nguồn ô nhiễm tự nhiên bao gồm phun trào núi lửa hoặc xói mòn do gió. Khí thải từ động cơ đốt trong là một nguồn gây ô nhiễm do con người gây ra. Một số nguồn gây ô nhiễm, chẳng hạn như cháy rừng, có thể liên quan đến cả các hiện tượng tự nhiên và hoạt động của con người.

Các phản ứng trong khí quyển có thể biến đổi các chất ô nhiễm sơ cấp thành các dạng hóa học khác nhau. Những phản ứng này có thể tạo ra cả hợp chất vô hại và chất ô nhiễm không khí thứ cấp có thể gây hại hơn tiền chất của chúng.

Các chất gây ô nhiễm không khí quan trọng nhất trên thế giới, nguồn gốc của chúng và các tác động môi trường đã biết hoặc nghi ngờ được liệt kê trong Bảng 1.

Bảng 1: Các chất ô nhiễm không khí, nguồn gốc và ảnh hưởng của chúng

Chất ô nhiễm	Nguồn tự nhiên	Nguồn nhân tạo	Hiệu ứng môi trường
Ôxít nitơ (NO + NO ₂ )	Sét, vi khuẩn đất	Đốt cháy nhiên liệu ở nhiệt độ cao — xe có động cơ, công nghiệp và tiện ích	Các chất ô nhiễm chính tạo ra sương mù quang hóa, mưa axit và các hạt nitrat. Sự phá hủy ôzôn ở tầng bình lưu. Ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Hạt bụi	Cháy rừng, xói mòn do gió, núi lửa phun	Đốt nhiên liệu sinh học như gỗ và nhiên liệu hóa thạch như than hoặc dầu diesel	Giảm khả năng hiển thị trong khí quyển. Ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Các hạt carbon đen góp phần vào sự nóng lên toàn cầu.
Lưu huỳnh đioxit	Núi lửa phun trào và phân rã	Đốt than, luyện quặng, nhà máy lọc dầu, động cơ diesel đốt nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao	Mưa axit. Ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Khí quyển	Sét, phản ứng quang hóa trong tầng đối lưu	Chất ô nhiễm thứ cấp được tạo ra trong sương mù quang hóa	Thiệt hại đối với cây cối, hoa màu và các sản phẩm nhân tạo. Ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Cacbon monoxit	Đáng chú ý	Quá trình đốt cháy phong phú & phân lớp, chủ yếu từ các phương tiện cơ giới	Tác động đến sức khỏe con người
Cạc-bon đi-ô-xít	Động vật hô hấp, phân hủy, thải ra khỏi đại dương	Nhiên liệu hóa thạch và đốt gỗ	Khí nhà kính phổ biến nhất
Hydrocacbon không mêtan (VOC)	Quy trình sinh học	Đốt cháy không hoàn toàn, sử dụng dung môi	Các chất ô nhiễm chính tạo ra sương mù quang hóa
Mêtan	Phân rã kỵ khí, động vật nhai lại, giếng dầu	Rò rỉ và đốt cháy khí tự nhiên	Khí gây hiệu ứng nhà kính
Chlorofluorocarbons (CFC)	Không có	Dung môi, chất đẩy aerosol, chất làm lạnh	Sự phá hủy ôzôn ở tầng bình lưu

Các chính phủ và các tổ chức quốc tế đã và đang thực hiện các hành động để bảo vệ chất lượng không khí, cũng như để kiểm soát lượng khí thải do tác nhân gây ra khí hậu. Các tiêu chuẩn và hướng dẫn về chất lượng không khí xung quanh, do các cơ quan bảo vệ môi trường ban hành là công cụ để đạt được mục tiêu chất lượng không khí. Một ví dụ về luật như vậy được đặt ra bởi Tiêu chuẩn Chất lượng Không khí Xung quanh Quốc gia Hoa Kỳ (NAAQS) do Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) thông qua. NAAQS áp dụng cho cả sức khỏe con người (tiêu chuẩn chính) và phúc lợi công cộng (tiêu chuẩn phụ). Tiêu chuẩn cơ bản bảo vệ các thành viên nhạy cảm của cộng đồng con người khỏi các tác động xấu đến sức khỏe của các chất gây ô nhiễm không khí theo tiêu chí. Các tiêu chuẩn thứ cấp bảo vệ phúc lợi công cộng khỏi bất kỳ tác động bất lợi nào đã biết hoặc đã biết trước liên quan đến sự hiện diện của chất ô nhiễm trong không khí xung quanh.

Theo Đạo luật Không khí sạch của Hoa Kỳ năm 1990, các tiêu chuẩn NAAQS đặt ra giới hạn nồng độ môi trường xung quanh tối đa cho sáu tiêu chí gây ô nhiễm bao gồm: