Мы живем на дне великого воздушного океана атмосферы. Эта воздушная оболочка Земли простирается до условной гра­ницы в 2 тыс. км, но даже на высоте 1012 тыс. км обнаружены молекулы земных газов. Грань перехода атмосферы в космическое пространство неуловима. Более 80% массы воздуха и практичес­ки весь водяной пар находятся в приземном слое тропосфере (до высоты 810 км над полюсами и 1618 км над экватором). Температура в тропосфере уменьшается примерно на 6 °С на каждый километр высоты, достигая минимума, минус 6070° С, на высоте 1820 км. Следующий слой стратосфера занимает высоту 2050 км от Земли. В нем сосредоточена почти вся остальная часть воз­духа. Температура в стратосфере повышается на 12° С на каж­дый километр и на высоте 5055 км удерживается около 0 °С. Далее идет слой мезосферы, расположенный на высоте км. При удалении от поверхности земли температура в нем пони­жается на 23 °С на каждый километр и на высоте 80 км дости­гает минус 90 °С.

Термосфера и экзосфера занимают высоты соответственно и км. Они представляют собой наиболее разре­женные части атмосферы. Здесь встречаются лишь отдельные мо­ лекулы, атомы и ионы газов, плотность которых в миллион раз меньше, чем у поверхности Земли. Хотя общая мощность воздушной оболочки достигает почти половины радиуса Земли, по космическим масштабам она выглядит тончайшей пленкой. Общая масса воздуха ничтожно ма­ла 1/ массы Земли. Однако огромно ее значение жизнь на Земле существует до тех пор пока есть земная атмосфера.

Состав атмосферы. Больше всего в атмосфере азота 78,03% объема сухого воздуха, кислорода 20,95%, аргона и других инертных газов 0,95%, углекислого газа 0,03% и ничтожные количества других газов. В воздухе всегда находятся пары воды 34%, частицы пыли. Современный газовый состав атмосферы имеет биогенное происхождение, т. е. сложился и поддерживается за счет деятельности живых оганизмов. Кислород, отсутствующий в первичной атмосфере Земли, стал накапливаться в результате фотосинтеза зеленых растений.

Современное отношение газов в атмосфере Земли не есть нечто первозданное. Его значительные, но чрезвычайно медленные изменения происходили и до появления техносферы. Лишь лет назад определенные коррективы в естественные тенденции развития атмосферы начал вносить человек. Однако колоссальные запасы воздуха, измеряемые астрономическими величинами (свыше 5 10^15 т), и кажущаяся беспредельность атмосферы породили убежденность в неисчерпаемости воздушного бассейна. Но современные размеры вмешательства человека в атмосферные процессы (изъятие газов, технические выбросы и т. п.) также измеряются величинами астрономическими. Ежегодно сжигается, например, около 1 10^10т кислорода. Естественные и техногенные процессы в атмосфере становятся угрожающе сопоставимыми

Проблема загрязнения атмосферы возникла вместе с появлением промышленности и транспорта, работающих на каменном угле, а затем на нефти. В течение почти двух столетий задымление воздуха носило местный характер. Дым и копоть относительно редких фабричных и паровозных труб почти полностью рассеивались на большом пространстве. Но быстрый и повсеместный рост промышленности и транспорта в нынешнем столетии привел к такому увеличению объема и токсичности выбросов, которые уже не могут быть «растворены» в атмосфере до безвредных для природной среды и человека концентраций. В кернах льда, взятых для анализа с различных глубин ледниковых щитов Гренландии и Антарктиды, фоновое содержание различных примесей (сера, свинец и т. п.) оставалось почти неизменным до начала XX в. За 100 последних лет оно возросло втрое, отражая интенсификацию современного загрязнения атмосферы техногенными выбросами.

Воздействие загрязнений на здоровье человека. В течение жизни человек делает в среднем около 600 млн. вздохов, пропуская через легкие до 600 тыс. м3 воздуха. Легко понять, что даже незначительные концентрации вредных веществ во вдыхаемом воздухе постепенно подтачивают здоровье.

Длительное время едва ли не единственным решением проблем загрязнения воздуха была способность атмосферы к самоочищению. Механические частицы и газы рассеивались воздушными потоками, осаждались или выпадали на землю с дождем и снегом, а также нейтрализовались, вступая в реакцию с природными соединениями. Однако способность окружающей среды к самоочищению небеспредельна: объемы и скорости современных промышленных, бытовых и транспортных выбросов в крупных городах и промышленных центрах нередко превосходят природные возможности к их утилизации и обезвреживанию.