Джерела забруднення атмосфери можуть бути природними й штучними. Природні джерела забруднення атмосфери — виверження вулканів, лісові пожежі, курні бури, процеси вивітрювання, розкладання органічних речовин. До штучного (антропогенним) джерелам забруднення атмосфери ставляться промислові й теплоенергетичні підприємства, транспорт, системи опалення жител, сільське господарство, побутові відходи.
Природні джерела забруднення атмосфери являють собою такі грізні явища природи, як виверження вулканів і курні бури. Звичайно вони мають катастрофічний характер. При виверженні вулканів в атмосферу викидається величезна кількість газів, пар води, твердих часток, попелу й пилу. Після загасання вулканічної діяльності загальний баланс газів в атмосфері поступово відновлюється. Так, у результаті виверження вулкана Кракатау в 1883 р. в атмосферу було викинуто близько 150 млрд. т пилу й попелу. Дрібні пилові частки трималися у верхніх шарах атмосфери протягом декількох років. «Над Кракатау піднялася чорна хмара висотою близько 27 км. Вибухи тривали всю ніч і були чутні на відстані 160 км від вулкана. Гази, пари, уламки, пісок і пил піднялися на висоту 70 - 80 км і розсіялися на площі понад 827000 км'» (Влодавец, 1973).
При виверженнях вулкана Катмай на Алясці в 1912 р. було викинуто в повітря близько 20 млрд. т. пилу, що довго трималася в атмосфері. Виверження вулкана Пинатубо на Філіппінах в 1991 р. супроводжувалося викидами в атмосферне повітря диоксида сірки. Його кількість склала більше 20 млн. т. При виверженні вулканів відбувається теплове забруднення атмосфери, тому що в повітря викидаються сильно нагріті речовини. Температура їх, у тому числі пар і газів, така, що вони спалюють усе на своєму шляху.
Істотно забруднюють атмосферу великі лісові пожежі. Найчастіше вони виникають у посушливі роки. У Росії найнебезпечніші лісові пожежі в Сибіру, на Далекому Сході, на Уралі, у Республіці Комі. У середньому за рік площа, пройдена пожежами, становить близько 700 тис. га. У посушливі роки, наприклад, в 1915 р. вона досягла 1 - 1,5 млн. га. Дим від лісових пожеж поширюється на величезні площі - близько 6 млн. км. Пам'ятним для жителів Підмосков'я залишається літо 1972 р., коли повітря протягом усього літа був сизим від диму пожеж, видимість на дорогах не перевищувала 20 - 30 м. Горіли ліс і торфовища. Прямий збиток від лісових пожеж у середньому становить 200 - 250 млн. дол.
У середньому за рік згоряє й ушкоджується на корені до 20-25 млн. м3деревини.
Курні бури виникають у зв'язку з переносом сильним вітром піднятих із земної поверхні дрібних часток ґрунту. Сильні вітри - смерчі й урагани - піднімають у повітря й великі уламки гірських порід, але вони не тримаються довго в повітрі. При сильних бурах в атмосферне повітря піднімається до 50 млн. т пилу. Причинами курних бур є посуха, суховії; провокують їхня інтенсивна оранка, випас худоби, відомість лісів і чагарників. Найбільш часті курні бури в степових, напівпустельних і пустельних районах. У Росії катастрофічні курні бури спостерігалися в 1928-м, 1960-м, 1969-м, рр.
Катастрофічні явища, пов'язані з виверженням вулканів, лісовими пожежами й курними бурами, приводять до виникнення світлозахисного екрана навколо Землі, що трохи змінює тепловий баланс планети. У цілому ці явища мають помітний, але локальний ефект відносно забруднення атмосфери. І зовсім незначний місцевий характер носить забруднення атмосферного повітря, пов'язане з вивітрюванням і розкладанням органічних речовин Штучні джерела забруднення найнебезпечніші для атмосфери. По агрегатному стані всі забруднюючі речовини антропогенного походження підрозділяються на тверд рідкі й газоподібні, причому останні становлять близько 90% [від загальної маси забруднюючих речовин, що викидаються в атмосферу, (мал. 9).
Проблема забруднення повітря не нова. Більше двох сторіч серйозні побоювання викликає забруднення повітря у великих промислових центрах багатьох європейських країн. Однак тривалий час ці забруднення мали локальний характер. Дим і кіптява забруднювали порівняно невеликі ділянки атмосфери й легко розбавлялися масою чистого повітря в той час, коли заводів і фабрик було небагато. Швидкий ріст промисловості й транспорту в XX в. привів до того, що така кількість викинутих у повітря речовин не може більше розсіюватися. Їхня концентрація збільшується, що спричиняє небезпечні й навіть фатальні наслідки для біосфери.
Забруднення атмосферного повітря в промислових містах і міських агломераціях значно вище, ніж на прилягаючих територіях. Так, по даним американських учених, концентрація різних речовин у містах у такий спосіб ставиться до середнього (фоновим) показникам цих речовин у тропосфері (у частинах на млн. частин): SOз - 0, 3/0, 0002-0, 0004; NO2 - 0, 05/0, 001-0, 003;
Оз- під час смогів - до 0, 5/0, 01-0, 03; З - 4/0, 1; NНз - 2/1-1,5;
пил (у мкг/м3) - 100/1 -30.
В 1970 р. у містах США було викинуто в повітря (у млн. т): пилу — 26,2; SOД — 34,1; NOД — 22,8; З — 149; НС — 34,9. На 1 км' у Нью-Йорку щомісяця випадає 17 т сажі, у Токіо — 34 т.
Особливе місце серед джерел забруднення атмосфери займає хімічна промисловість. Вона поставляє диоксид сірки (SO2), сірководень (H2S), оксиди азоту (NO, NO2), вуглеводні (СxНy) галогени (F2, Сl2) і ін. Для хімічної промисловості характерна висока концентрація підприємств, що створює підвищене забруднення навколишнього середовища. Речовини, виділювані в атмосферу, можуть вступати в хімічні реакції один з одним, образуя высокотоксичные сполуки. Разом з туманом і деякими іншими природними явищами в місцях підвищеної концентрації хімічних речовин виникає фотохімічний смог. Часто при цьому концентрації озону в багато разів перевершують його нормальний рівень у повітрі в поверхні Землі, що небезпечно для життя рослин, тварин і людину.
З кожним роком зростає роль автомобільного транспорту в забрудненні атмосфери вихлопними газами. У США на частку автотранспорту доводиться 60% загалом, забрудненні атмосфери. З вихлопними газами в повітря надходять чадний газ, оксиди азоту, вуглеводні, свинець і його сполуки. Надходження свинцю і його сполук у повітря пов'язане з тим, що до дизельного палива й бензину для зниження детонації й підвищення КПД двигунів внутрішнього згоряння додають тетраэтилсвинец [ТЕС - РЬ(С~Н~)4]. У результаті при згорянні 1 л такого бензину в повітря попадає 200 - 400 мг свинцю. З початку 30-х рр., коли в паливо автотранспорту стали додавати ТЕС, авіаційні, автомобільні, суднові й тепловозні двигуни стали викидати свинець в усі зростаючій кількості. На 70 - 80% він складається із часток менш 1 напівтемний. Відомо, що міське повітря містить свинцю в 20 разів більше, ніж сільський, і в 2000 разів більше, ніж морський.
Підвищення концентрації іонів свинцю в крові людини до 0,80 частий/млн викликає важке свинцеве отруєння: анемію, головний і м'язовий біль, втрату свідомості. Середній рівень свинцю в крові американців - 0,25, у працівників бензозаправних станцій - до 0,34 - 0,40. Найбільш висока концентрація свинцю (0,40 - 0,60 частий/млн.) виявляється в крові дітей, що грають на бруківці в міських кварталах, тому що вихлопні гази важче повітря й скапливаются в його приземному шарі, яким дихають діти (Бондарев, 1976). Висока концентрація вихлопних газів поблизу транспортних магістралей негативно позначається на рослинах, викликаючи пожовтіння листів і ранній листопад, а в остаточному підсумку їхня загибель.
Серйозні наслідки має забруднення повітря хлорфторметанами, або фреонами. Із широким використанням фреонів у холодильних установках, у виробництві аерозольних балонів зв'язана їхня поява на більших висотах, у стратосфері й мезосфері. Висловлюються побоювання щодо можливої взаємодії озону з галогенами, які виділяються із фреонів під дією ультрафіолетового випромінювання (мал. 10). За даними фахівців, зменшення шару озонового екрана тільки на 7 - 12% 10-кратно збільшить (у помірних широтах) інтенсивність ультрафіолетового випромінювання з довжиною хвилі 297 нм, а у зв'язку із цим у кілька разів зростає число людей, що занедужали раком шкіри. Зменшенню шару озонового екрана сприяють гази, виділювані турбореактивними літаками, польоти ракет, різноманітні експерименти, проведені в атмосфері: винос у стратосферу мідної підмножини, голок, кристалів NaC1 і ін.
В атмосферу Землі щорічно викидається в середньому більше 400 млн. т головних поллютантов (забруднювачів): диоксида сірки, оксидів азоту, оксидів вуглецю й твердих часток. «Внесок» промислово розвинених країн у забруднення атмосфери розподіляється в такий спосіб: по диоксиду сірки - 12% (Росія), 21% (США); по оксидах азоту - 6% (Росія), 20% (США); по оксиду вуглецю - 10% (Росія), 70% (США).
Промьпиленность Росіївикидає в атмосферу в середньому 19,5 млн. т забруднюючих речовин за рік. По ступені токсичності викидів в атмосферу галузі промисловості можна розташувати в такий спосіб: кольорова металургія, хімічна, нафтохімічна, чорна металургія, деревообробна й целюлозно-паперова.
На один жителя Росії доводиться близько 342 кг викидів в атмосферу в рік. В 84 містах Росії забруднення повітря більш ніж в 10 разів перевищує ПДК. З 148 млн. росіян 109 млн. проживають у несприятливих екологічних умовах з погляду забруднення атмосферного повітря, у тому числі 60 млн. чоловік при постійному перевищенні ПДК токсичних речовин у повітрі. У зв'язку із цим зростає число людей, особливо дітей, що страждають від респіраторних захворювань, від хвороб органів кровообігу, алергії, бронхіальної астми й ін.
Збільшення кількості диоксида сірки в повітрі пагубне для лісових масивів; площа ушкоджених лісів з роками зростає: 1000 га (1860), 150 тис. га (1906), 50 млн. га (1994).