地球周圍的大氣受到了自然界和人類的污染，但大氣本身具有凈化作用。根據凈化原理，可將大氣凈化過程分為兩類: 污染物沉降，將污染物轉化成正常大氣所具有的成分。這兩個大氣凈化過程所不能消除的污染物必然會在大氣中積累。大氣中的化學反應有助于這兩個過程的進行。一種凈化，即沉降，主要發生在低層大氣，將污染物氧化或結合，產生固體或液體顆粒，或在顆粒上吸附。二種凈化，即轉化，發生在高層大氣。利用來自太陽的高能短波輻射破壞更為復雜的氣體分子。

        在大氣中，不同污染物的停留時間不同，如臭氧的停留時間只有幾小時，而二氧化碳和一氧化碳的停留時間可達幾年之久。污染城市大氣的硫多數是以氣體二氧化硫的形態被排放的。空氣中的大部分二氧化硫被氧化成三氧化硫，再與水反應生成硫酸霧。這種氣溶膠態的碗酸與其他物質反應生成硫酸鹽，主要是硫酸銨和硫酸鈣。另一部分大氣二氧化碗直接被氨、方解石顆粒或其他空氣中的堿性物質所中和，然后迅速被空氣氧化成所對應的硫酸鹽，依靠沉降把這些鹽從空氣中去除。

        從大氣中去除氣態硫氧化物的過程是酸雨。但這個過程會給人類和生態環境造成很大的危害。在自然界中，生物及地球化學系統能夠除去和補充二氧化碳。綠色植物在光合作用中消耗二氧化碳，使碳進入光合作用形成的植物組織中，但在幾年之內它們又重新被氧化，產生二氧化碳又放回到大氣中。在巖石的風化過程中，二氧化碳被慢慢地吸收，而在火山運動和礦物破碎中又放出二氧化碳。因此，很難準確估計這些過程穩定全球大氣中二氧化碳濃度的能力。

        一個主要影響大氣中二氧化碳濃度的因素是海洋，它與大氣進行二氧化碳的交換，其總含量估計約是大氣中總含量的60倍。現在，人類活動每年向大氣中排放一氧化碳約3億噸，多數是由汽油的不全燃燒所造成。它占了對流層中一氧化碳總量的一半以上。由于高層大氣能夠接受短波紫外輻射，一部分一氧化碳可能被氧化成二氧化碳。在這個氧化過程中起重要作用的是羥基自由基，該過程能夠減小一氧化碳的累積速度。

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