目前，人们已经认识到，已经产生并正在影响环境的主要空气污染物有很多种，包括含硫化合物(SO2、H2S等)。)，含氮化合物(NO、NO2、NH3等。)，含碳化合物(CO、VOCs等。)，光化学氧化剂(O3、H2O2等。)，含卤化合物(HCl、HF等。)，颗粒物，持久性有机污染物等。根据它们的物理状态，这些空气污染物可以分为两类：气态污染物(如SO2和NO)和颗粒物。根据形成过程，可分为一次污染物和二次污染物。
进入大气的污染物在大气水平运动和各种大气扰动运动的影响下，会有不同程度的输送。
大气的水平运动叫做风。风对污染物的扩散有两种作用：一是整体输送作用，二是稀释作用。风向决定污染物的迁移方向，风速决定污染物的迁移速度。污染物总是从逆风流向顺风。在污染源的下风处，污染较重；风速越大，单位时间内混入污染物的洁净空气量越大，稀释效果越好。一般来说，大气中污染物浓度与污染物排放总量呈正相关，与风速呈负相关。
在一些特殊的天气条件下，一个地区排放的污染物可能会随着上升气流进入天空，并与天空中的气团一起输送。结果，污染物可能随着下沉的气团远离污染源而落在地表附近，导致污染物的跨区域输送。比如在一些特殊的气象条件下，亚洲的沙尘可能会传播到北美甚至欧洲。
污染物的输送使得一个地区的空气污染在更大的时间和空间尺度上是有害的，甚至南极和北极的动物也受到空气污染的影响。目前沙尘暴、PM2.5(细颗粒物)、酸雨等都是大气污染物在大气中输送造成的区域性污染。
主要污染物是指从污染源直接排放的污染物，如一氧化碳和二氧化硫。二次污染物是指臭氧、硫酸盐、硝酸盐、有机颗粒物等一次污染物发生化学反应或光化学反应形成的污染物。值得注意的是，二氧化碳以前并不被视为空气污染物，但鉴于其对气候变化的重要影响，一些国家已经将二氧化碳视为空气污染物。中国2012年发布的《环境空气质量标准》中规定的大气污染物包括：二氧化硫、总悬浮颗粒物(TSP)、PM10颗粒物、细颗粒物PM2.5、氮氧化物、一氧化碳、臭氧、铅(Pb)、苯并[a]芘、氟化物等。
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