먼지란 대기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 입자상 물질 하나로 일명 분진이라고 한다. 보통 0.1∼500㎛ 입경범위를 가지며, 입자 크기에 따라 무거워서 침강하기 쉬운 것을 강하분진이라 하고, 입자가 미세하고 가벼워서 좀처럼 침강하기 어려워 장기간 대기 중에 떠다니는 것을 부유분진이라 한다. TSP는 대기 중 부유상태에 있는 총 먼지 양이고, 주요 배출원은 화석연료를 사용하는 각종 연소시설 및 소각시설, 열처리시설, 석유정제 및 석유화학제품 제조시설 중 소성, 건조, 가역 및 탈황시설, 비포장도로 및 나대지, 석탄 및 연탄 제조시설 등에서 발생한다.
발생된 먼지는 공기 중에 부유상태로 존재하면서 식물 잎에 부착되어 잎의 기공을 막고 햇빛을 차단하여 동화작용, 호흡작용 및 증산작용 등을 저해하여 식물 생육에 악영향을 미치며, 또 호흡을 통해 인체에 침입하여 기관지 폐에 부착된다. 이들 입자 중 일부는 기침, 재채기, 섬모운동 등에 의하여 제거되나 일부는 폐포 등에 침착ㆍ축적되어 인체에 유해한 영향을 미친다.
눈에 보이지 않을 만큼 미세한 입자 먼지로, 지름 10㎛(마이크로미터, 1㎛=1000분의 1㎜) 이하 먼지를 말하며 이는 지름이 50~70μm인 머리카락보다 훨씬 미세하다. 크기에 따라 PM‑10(미세먼지), PM‑2.5(초미세먼지)로 구분한다. PM(Particulate Matter)이란 입자상 물질(대기 중에 떠다니는 고체 또는 액체 상태 미세입자)이라는 뜻으로 PM‑10은 입자 크기가 지름 10㎛ 이하, PM‑2.5는 지름 2.5㎛ 이하 먼지이다.
발생 원인은 크게 자연적 요인과 인위적 요인으로 나눌 수 있다. 우선 자연적으로 생성되어 대기로 유입되는 미세먼지 종류로 토양 입자, 해염(소금) 입자, 꽃가루,
균류 포자, 박테리아, 화산재 등이 있다. 그러나 대부분은 일상생활과 교통, 산업 활동 등에 의해 발생하며 공장·발전소·농장 등 사업장, 도로(자동차), 가정에서 연소, 배기가스 배출
등에 의해 생성된다.
대기오염 물질이자 유해물질인 미세먼지는 빛을 산란시켜 대기를 혼탁하게 만들고, 식물 잎 표면에 쌓여 신진대사를 방해한다.
또한, 건축물이나 동상 등 설치물에 쌓여 부식을 유발하기도
한다. 무엇보다 호흡기와 폐 질환을 비롯하여 피부 및 안구 질환 등 원인이 되어 인체에도 위험하다. 일반 먼지와 달리 코, 구강, 기관지에서 걸러지지 않고 신체에 축적된다. PM‑2.5
경우 폐포(허파 꽈리)까지 침투하고, 혈관으로도 들어가 심혈관 질환도 일으킬 수 있다.
황산화물은 황분이 산화하면서 생성하는 이산화황(SO2), 삼산화황(SO3, 황산가스)을 SOx로 나타내며, SO2는 공기 중에서 쉽게 SO3로 산화하여 황산염이 되거나 수분과 반응하여 미세한 황산방울(H2SO4)이 된다. 주요 배출원은 난방용ㆍ발전용, 산업용 연소시설, 금속 용융 및 제련, 석유정제 및 화학비료제조, 석탄 및 석유 연소과정 등에서 발생한다.
대기 중 이산화황(SO2)은 수용성이 크기 때문에 호흡작용에 의해 그 대부분이 상기도에 흡수되어 기관지, 눈, 코 등 점막을 통해 자극을 주며 만성노출이 되면 폐렴, 기관지염, 천식, 폐기종 등 질환이 나타나게 된다.
질소산화물에는 안정한 N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5 등과 불안정한 NO3가 존재하며, 대기환경에서 문제가 될 만큼 존재하는 것들은 NO, NO2로, 통상 이들 물질을 대기오염측면에서 질소산화물(NOx)이라 한다. 주요 배출원은 화학물질 제조공정, 질산에 의한 금속 등 처리공정, 화석연료를 사용하는 내연 기관 및 연소시설 등에서 발생한다.
일산화질소(NO)보다 고농도 이산화질소(NO2)에 인체가 노출되면 눈, 코 등 점막에서 만성 기관지염, 폐렴, 폐출혈, 폐수종 발병으로까지 발전할 수 있는 것으로 보고되고 있으며, 식물에 대한 피해로는 식물세포를 파괴하여 꽃식물의 잎에 갈색이나 흑갈색 반점이 생기게 된다.
휘발성유기화합물은 증기압이 높아 대기 중으로 쉽게 증발되고, 대기 중에서 질소산화물과 공존 시 태양광 작용을 받아 광화학 반응을 일으켜 오존 및 질산과산화아세틸(PAN, Peroxyacetyl nitrate) 등 광화학산화성 물질을 생성시켜 광화학스모그를 유발하는 물질 총칭이다. 주요 배출원은 유기용제를 사용하는 도장 시설, 석유정제 및 석유화학제품 제조시설, 정유사 및 저유소 저장시설과 출하 시설 및 주유소, 세탁소 및 인쇄소 등에서 일부분 배출되고 자동차, 기차, 선박, 비행기 등 배기가스에도 다량 포함되어 있다. 또한 인간 일상생활과 밀접한 관계가 있는 소비 상품(예 : 실내공기 청정 물질, 스프레이), 건축자재(예 : 페인트, 접착제) 등에서도 배출된다.
독성화학 물질이면서(특히 방향족화합물 및 할로겐화 탄화수소물질) 광화학산화물 전구물질로 대기 중 미량으로 존재하더라도 발암가능성이 있다.
암모니아는 질소와 수소로 이루어진 화합물로서 자극성이 강한 무색 부식성 알칼리성 기체이다.
대기 중 황산화물, 질소산화물 등과 반응하여 황산암모늄, 질산암모늄 등 2차 대기오염물질을 생성한다. 주요 배출원은 주로 생산공정 시설, 농업부문 가축 및 비료 사용, 사람 분뇨에 의해 발생한다.
저농도에서 미약한 피부 발작 작용이 있고, 고농도에서는 격렬한 피부 반응을 일으키는 자극성 기체이다.
일산화탄소는 무색, 무취 유독성 가스로 탄소 성분이 불완전 연소 시 발생한다. 주요 배출원은 주로 수송 부문을 차지하고, 산업 공정과 비수송부문 연료 연소에서 발생하며, 산불과 같은 자연 발생원 및 주방, 담배연기, 지역 난방과 같은 발생원이 있다.
인체 영향은 혈액순환 중에서 산소 운반 역할을 하는 헤모글로빈을 카르복시헤모글로빈(CO‑Hb)으로 변성시켜 산소 운반 기능을 저하시키며, 고농도 일산화탄소는 유독성이 있어 건강한 사람에게도 치명적인 해를 입힌다.
연료(석탄, 석유, 가스)가 스스로 불완전 연소가 되는 것 산불 또는 생물성 연소 등에서 발생하는 입자상 물질(soot)이다. 보통 자동차 매연이나 아궁이에서 나오는 검은 연기에 포함되어 있다. 장기간 흡입 시 폐기능과 인지능력 저하를 유발하며, 그 크기는 지름 2.5㎛ 이하로 매우 짧다.
블랙카본은 가시광선(햇빛)을 흡수해 적외선으로 전환시켜 대기 중으로 배출하는데, 이때 열을 함께 배출시키기 때문에 지구 온난화에 영향을 미친다. 실제로 지구온난화에 영향을 미치는 정도는 이산화탄소가 40% 정도이고, 블랙 카본은 두 번째로 높은 18% 정도인 것으로 알려져 있다.