آلودگی محیط زیست از منابع گوناگون صورت می گیرد. با پیشرفت تمدن بشری و توسعه فن آوری و ازدیاد روز افزون جمعیت، در حال حاضر دنیا با مشکلی به نام آلودگی در هوا و زمین روبرو شده است که زندگی ساکنان کره زمین را تهدید می کند. به طوری که در هر کشور حفاظت محیط زیست مورد توجه جدی دولتمردان است. امروزه وضعیت زیست محیطی به گونه ای شده است که مردم یک شهر یا حتی یک کشور از آثار آلودگی در شهر یا کشور دیگر در امان نیستند.

برفی که در نروژ می بارد، مواد آلاینده ای به همراه دارد که منشا آن از انگلستان و آلمان است. یا باران اسیدی در کانادا نتیجه مواد آلاینده ای است که منشا آنها از ایالات متحده است. در آتن گاهی مجبور می شوند به علت آلودگی شدید هوا کارخانجات را تعطیل و رفت و آمد اتومبیل ها را محدود کنند. شهرهای دیگر دنیا مانند مکزیکوسیتی، رم و تهران نیز با مشکل آلودگی هوا دست به گریبان اند. آلودگی دریاها، رودخانه ها، دریاچه ها، اقیانوس ها و جنگل ها نیز موضوع بحث جدی هستند.

● آلودگی محیط زیست و لایه اوزون

یکی از مسائلی که در سال های اخیر باعث نگرانی دانشمندان شده، مسأله تهی شدن لایه اوزون و ایجاد حفره در این لایه در قطب جنوب است. لایه اوزون در فاصله ۱۶ تا ۴۸ کیلومتری از سطح زمین قرار گرفته و کره زمین را در برابر تابش فرابنفش نور خورشید محافظت می کند. هر گاه از مقدار لایه اوزون ۱۰ درصد کم شود، مقدار تابشی که به سطح زمین می رسد، تا ۲۰ درصد افزایش می یابد. تابش فرابنفش موجب بروز سرطان پوست در انسان می شود و به گیاهان صدمه می زند. مولکول های کلروفلوئورکربن ها ( CFCها) در از بین بردن لایه اوزون موثراند. از این ترکیبات به طور گسترده در دستگاه های سردکننده و در افشانه ها (اسپری ها) استفاده می شود.

این مولکول ها به علت پایداری به استراتوسفر راه می یابند و در آنجا بر اثر تابش خورشید پیوند C Cl شکسته می شود. اتم کلر حاصل به مولکول اوزون حمله می کند و مولکول CLO را تشکیل می دهد. این مولکول به نوبه خود با اکسیژن ترکیب شده، مولکول O۲ و اتم Cl آزاد می شود و مجدداً در چرخه تخریب اوزون شرکت می کند. از این روست که در عهدنامه سال ۱۹۷۸ مونترال قرار بر این شده که از مصرف کلروفلوئوروکربن ها به تدریج کاسته شود و مواد دیگری به عنوان جانشین برای آنها یافت شود و یافتن چنین ترکیباتی به طور مسلم کار شیمیدانان است.

● آلودگی هوا و مه دود فتوشیمیایی

بسیاری از مناطق شهری با پدیده آلودگی هوا روبه رو هستند که در جریان آن، میزان نسبتا بالایی از اوزون در سطح زمین که جزء نامطلوبی از هوا در ارتفاعات کم است، در نتیجه واکنش نور القایی آلاینده ها تولید می شود. این پدیده را مه دود نور شیمیایی می نامند و گاهی به دلیل تشابه آن با مسأله تهی شدن اوزون استراسفر از آن به عنوان «لایه اوزون در مکانی نادرست» یاد می کنند. فرآیند تشکیل مه دود در واقع شامل صدها واکنش مختلف است که ده ها ماده شیمیایی را دربرمی گیرد و به طور همزمان رخ می دهند. در واقع، هوای شهرها را به «واکنش گاه های شیمیایی عظیم» تشبیه کرده اند.

پدیده مه دود شیمیایی، نخستین بار در دهه ۱۹۴۰ در لوس آنجلس مشاهده شد و از آن زمان، عموماً به این شهر ربط داده شده است. اما در دهه های اخیر با کنترل آلودگی هوا مسأله مه دود در شهر لوس آنجلس به طور نسبی تخفیف پیدا کرده است. از نظر کمی، اکثر کشورها و همچنین سازمان جهانی بهداشت ( WHO )، حدی را برای حداکثر غلظت مجاز اوزون در هوا در نظر گرفته اند که در حدود ۱۰۰ ppb (میانگین غلظت ها در طول زمان یک ساعت) است. اوزون در هوای پاکیزه تنها به چند درصد این مقدار می رسد. واکنش دهنده های اصلی اولیه در یک پدیده مه دود نور شیمیایی، اسید نیتریک، NO و هیدروکربن های سوخته نشده هستند که از موتورهای احتراقی درون سوز به عنوان آلاینده در هوا منتشر می شوند. جزء مهم دیگر در تشکیل مه دود، نور خورشید است.

● باران اسیدی

یکی از جدی ترین مشکلات زیست محیطی که امروزه بسیاری از مناطق دنیا با آن روبه رو هستند، باران اسیدی است. این واژه انواع پدیده ها، از جمله مه اسیدی و برف اسیدی که تمام آنها با نزول مقدار قابل ملاحظه اسید از آسمان مطابقت دارد را می پوشاند. باران اسیدی دارای انواع نتایج زیان بار بوم شناختی است. وجود اسید در هوا نیز احتمالاً بر روی سلامتی انسان اثر دارد. پدیده باران اسیدی در سال های آخر دهه ۱۸۰۰ در بریتانیا کشف شد، اما پس از آن تا دهه ۱۹۶۰ به دست فراموشی سپرده شد. باران اسیدی به نزولات جوی که قدرت اسیدی آن به طور قابل توجهی بیش از باران طبیعی (یعنی باران آلوده نشده) باشد، اطلاق می شود. باران طبیعی به علت حل شدن دی اکسید کربن هوا در آن و تشکیل اسید کربونیک خود به طور ملایم اسیدی است.

● منو اکسید کربن + آب= اسید کربنیک

از تفکیک جزیی H۲CO۳ پروتون آزاد می شود و PH سیستم را کم می کند.از این رو PH باران طبیعی که آلوده نشده، از این منبع به خصوص حدود ۵.۶ است. تنها بارانی که قدرت اسیدی آن به مقدار قابل ملاحظه ای بیشتر از این باشد، یعنی PH آن کمتر از ۵ باشد، باران اسیدی تلقی می شود. دو اسید عمده در باران اسیدی، HNO۳ و H۲SO۴ است. به طور کلی، محل نزول باران اسیدی در مسیر باد دورتر از منبع آلاینده های نوع اول، یعنی SO۲ و نیتروژن اکسیدها است. باران اسیدی به هنگام حمل توده هوایی که آلاینده های نوع اول را دربردارند، به وجود می آید. از این رو باران اسیدی یک مشکل آلودگی است که به علت حمل دوربرد آلاینده های هوا، حد و مرز جغرافیایی نمی شناسد.

● مواد شیمیایی آلی سمی

واژه مواد شیمیایی سنتزی از طرف رسانه های گروهی برای توصیف اجسامی به کار می رود که عموما در طبیعت یافت نمی شوند. ولی توسط شیمیدانان از اجسام ساده تر سنتز شده اند. اکثریت مواد شیمیایی سنتزی که مصرف تجارتی دارند، ترکیبات آلی هستند و برای بیشتر آنها از نفت به عنوان منبع اولیه کربن در این ترکیب ها استفاده شده است. کربن با کلر ترکیب های زیادی را تشکیل می دهد که به علت سمی بودن آنها برای بعضی گیاهان و حشرات، کاربرد گسترده ای به عنوان آفت کش یافته اند. ترکیبات آلی کلردار دیگر به طور گسترده ای در صنایع پلاستیک و الکترونیک به کار برده شده اند.

شکستن پیوند کربن به کلر به طور مشخص دشوار است و حضور کلر همچنین واکنش پذیری سایر پیوندها را در مولکول های آلی کم می کند. همین خاصیت به این معنی است که با وارد شدن ترکیب های آلی کلردار به محیط زیست، تخریب آنها به کندی صورت می گیرد و بیشتر تمایل به جمع شدن دارند و به این علت به معضل بزرگ زیست محیطی تبدیل شده اند. اجسام آلی سمی که به طور عمده مورد استفاده قرار می گیرند، عبارت اند از: انواع آفت کش ها، حشره کش های سنتی، حشره کش های آلی کلردار، ددت، توکسافن ها، کاربامات، حشره کش های آلی فسفات دار، علف کش ها و ...

● آلودگی آبها

آب، تصفیه آن و جلوگیری از آلودگی و به هدر رفتن آن از مسائل بسیار مهم زمان ما به حساب می آید. آلودگی آب ها، معضل بزرگ زیست محیطی محسوب می شود که به علت پیشرفت صنایع و تکنولوژی، هر روزه با پیشرفت روز افزون آن مواجهیم.

● فلزهای سنگین و شیمی خاک

بسیاری از فلزهای سنگین برای انسان سمی هستند و چهار فلز جیوه ( Hg )، سرب ( pb )، کادمیم ( Cd ) و آرسنیک ( As ) فلزهایی هستند که به علت کاربرد گسترده، سمیت و توزیع وسیع آنها بیشترین خطر را از نظر زیست محیطی دارند. البته هیچ یک از این عنصرها هنوز به آن اندازه در محیط زیست پخش نشده که یک خطر گسترده به شمار آید. به هر حال، هر یک از آنها در بعضی از محلات در سال های اخیر در سطوحی سمی یافت می شود. این فلزها به طور عمده از مکانی به مکان دیگر از طریق هوا منتقل می شوند و این انتقال معمولا به صورت گونه هایی که روی ماده ذره مانند معلق، جذب سطحی شده یا در آن جذب شده است، صورت می گیرد.

● تولید انرژی و آثار محیطی آن

بسیاری از مسائل زیست محیطی، نتیجه غیرمستقیم تولید و مصرف انرژی، به ویژه زغال سنگ و بنزین است. ذخایر زغال سنگ در دنیا از مجموع نفت، گاز طبیعی و اورانیوم خیلی بیشتر است. از این رو مصرف زغال سنگ برای تولید انرژی صنعتی نه تنها ادامه خواهد یافت، بلکه احتمالاً به مقدار زیادی به ویژه در کشورهای در حال توسعه مانند چین و هندوستان که ذخایر زیادی از این ماده دارند، افزایش می یابد. از سوزاندن زغال سنگ مقدار زیادی SO۲ و CO۲ که آلاینده هستند، تولید می شود. بحث انرژی هسته ای و سایر منابع انرژی نیز جای خود دارد.