1. Cacbon monoxit (CO) Khí quyển toàn cầu chứa khoảng 530 triệu tấn cacbon monoxit với thời gian lưu trung bình từ 36 đến 110 ngày. Cacbon monoxit kết hợp dễ dàng với hemoglobin (Hb) tạo ra cacboxihemoglobin (COHb) : O2Hb + CO -> COHb +O2 Cacboxihemoglobin là phức bền do vậy mà kết quả là làm giảm khả năng tải O2 của máu. Nồng độ bình thường của cacboxihemoglobin trong máu người không hút thuốc khoảng 0.5% do sự nội sinh CO từ sự dị hóa của máu. Sự hấp thụ CO ngoại sinh làm tăng COHb như là hàm số của nồng độ CO trong không khí cũng như độ dài phơi nhiễm và tốc độ thông hơi của cá nhân. Tác dụng ban đầu của sự nhiễm độc cacbon monoxit là sự mất khả năng xét đoán, là một trong những nguyên nhân gây ra nhiều tai nạn ô tô. Cùng với sự tăng nồng độ cacbon monoxit thì những rối loạn về trao đổi chất khác nhau cũng diễn ra và hậu quả, mà trước tiên là chứng ngạt, dẫn đến tử vong. Sự nhiễm độc CO ở nồng độ thấp trong một thời gian dài có khả năng làm cho tim và sự rối loạn hô hấp thêm trầm trọng. Người bị nhiễm độc CO có thể cứu chữa bằng cho thở oxi hoặc đưa ra chỗ thoáng khí có oxi trong lành nhờ phản ứng nghịch xảy ra mạnh hơn. 2. Lưu huỳnh đioxit Lưu huỳnh đioxit là một khí kích thích tan trong nước. Nó được hấp thụ chủ yếu theo dòng không khí thở và kích thích sự co thắt phế quản và sự chế tiết của màng nhày. Hầu hết mọi người bị kích thích ở nồng độ SO2 là 5ppm và cao hơn. Một số người nhạy cảm thậm chí còn bị kích thích ở nồng độ 1-2 ppm. Nghiên cứu chỉ ra rằng với những nồng độ nhiễm tương đối cao của SO2 sẽ gây tổn thương tế bào đường hô hấp và làm tăng sinh các tế bào hình đôi của màng tiết nhày. SO2 được xem như chất làm ô nhiễm không khí đáng kể nhất, mặc dù trên thực tế sự nhiễm cấp ở nồng độ 20ppm không gây độc hại và nồng độ gây chết người chỉ tại 500 ppm. Ảnh hưởng độc của SO2 được tăng cường khi nó được kèm theo với khói bụi. Nhiều thảm họa gây chết người đã xẩy ra ngay cả khi nồng độ SO2 thấp. Nguyên nhân có thể do trong các hạt khói bụi có chứa các kim loại (sắt, mangan, vanađi) xúc tác cho quá trình chuyển hóa SO2 thành SO3 tạo ra axit sunfuric có tính độc cao hơn nhiều so với SO2. SO2 tác dụng lên giới thực vật ở nồng độ cao gây ra sự phá hủy các mô lá, làm hư hại vùng rìa của lá và vùng nằm giữa các gân lá. Ảnh hưởng của khí quyển SO2 ở nồng độ thấp nhưng lâu dài nguy hiểm đối với cây trồng hơn là ở nồng độ cao nhưng trong thời gian ngắn. SO2 còn gây ra mưa axit gây hại cho cây trồng và môi trường. 3. Các nitơ oxit Nitơ monoxit (NO) ít độc hơn so với nito đioxit. Giống với CO, NO tạo liên kết với hemoglobin và làm giảm hiệu suất vận chuyển oxi của máu. Nitơ đioxit (NO2) gây độc hại hơn đối với sức khỏe con người. Nó là chất kích thích phổi mạnh và có thể dẫn đến phù nề phổi (tràn dịch phổi) và chảy máu. Có thể một số hệ enzim của tế bào dễ dàng bị phá hủy bởi NO2, bao gồm sự đehidro hóa lactic và catalaza. NO2 còn đóng góp vào gây mưa axit. Vào cuối những năm 1980 thế kỉ trước sự phát thải toàn cầu được xác định vào khoảng 180 triệu tấn mét khối SO2 và khoảng 75 triệu tấn mét khối NOx. Nhiều trận mưa axit ở châu Âu và châu Mỹ trải rộng hàng chục nghìn kilomet vuông với sự hạ thấp pH 4, 5-5, 5 gây hại cho các hệ sinh thái dưới nước và trên cạn. 4. Ozon Ozon là chất khí oxi hóa và gây viêm mạnh (tương tự khí NO2 nhưng mạnh hơn), được hình thành bởi tác dụng của ánh sáng tử ngoại lên nitơ đioxit trong khói ở tầng đối lưu (ozon xấu), (ozon tầng bình lưu nằm cách bề mặt trái đất khoảng 30 dặm là ozon tốt, có nhiệm vụ lọc tia cực tím tới trái đất). Trong không khí có chứa hiđrocacbon dưới tác dụng của O3, NO2 tạo ra peroxiaxetyl nitrat (CH3COOONO2, PAN) cũng có tác dụng gây độc mạnh. Ozon và PAN đều gây hại đối với mắt và cơ quan hô hấp của con người (gây tắc nghẽn, phù nề và xung huyết phổi). Không khí chứa 50ppm O3 sẽ gây chết trong vài giờ do tràn dịch phổi. Ở những nồng độ thấp hơn, O3 gây ra sự tích lũy chất lỏng trong phổi và phá hủy các mao quản của phổi. O3 và PAN (chủ yếu là sự phát sinh các gốc tự do) phản ứng với các nhóm sunfiđrin (-SH) trên enzim (oxi hóa và axetyl hóa). Trong số các axit amin thì xistein bị PAN tấn công mạnh. Các enzim bị làm tê liệt (mất hoạt tính) bởi các tác nhân oxi hóa quang hóa bao gồm isoxitric đehiđrogenaza, malic đehiđrogenaza và glucozơ-6-photphat đehiđrogenaza (các enzim tham gia vào chu trình axit xitric sinh năng lượng). Các tác nhân oxi hóa này cũng ngăn cản hoạt tính của các enzim tổng hợp xenlulozơ và chất béo trong thực vật. Các cây trồng nông nhiệp khá nhạy cảm với tác động của O3. Nồng độ tối đa cho phép trong không khí xung quanh trung bình 24 giờ của CO, NO2, SO2, O3 tương ứng là 5; 0, 1; 0, 3; 0, 06 (mg/m3) theo TCVN. 5. Xianua Xianua ức chế sự hô hấp tế bào (giống như CO) ở giai đoạn cuối của chuỗi hô hấp (giai đoạn chuyển electron từ xitocrom oxiđaza tới oxi). Gây ra sự giảm oxi huyết dẫn đến các dấu hiệu sớm nhất của sự mất chức năng ở cơ tim và các tế bào thần kinh. Sự nhiễm cấp xianua gây tổn thương chất trắng và các cấu trúc trong hệ thống thần kinh trung ương; các tế bào thần kinh ở những vùng riêng biệt của các hạch gốc và đồi hải mã, một số lớp vỏ đại não. Sự giải độc xianua trong cơ thể nhờ tác dụng của rođanaza (một enzim ti lạp thể), enzim này chuyển hóa xianua thành chất trao đổi ít độc hơn là thioxianat. Xianua cũng có thể được khử độc bằng sự liên kết vào methemoglobin. Dựa vào cơ chế sinh hóa giải độc trên người ta có thể khắc phục sự nhiễm độc xianua bằng sử dụng các chất giải độc natri nitrit (tiêm vào máu) hoặc amylnitrit (C5H11NO2) (ngửi). 6. Nitrat và nitrit Nguồn nitrat và nitrit tồn lưu trong môi trường chủ yếu từ phân bón (NH4NO3) và từ các quá trình oxi hóa xúc tác vi sinh các dạng khử của nito (NH3, NH4, ure) từ công nghiệp hóa chất liên quan và mưa axit. Nitrat và nitrit cũng có trong nhiều loại thực phẩm. Nitrat chủ yếu là gây chứng bệnh methemoglobin (sự oxi hóa sắt hai của máu thành trạng thái sắt ba). Methemoglobin không có khả năng liên kết và vận chuyển oxi đến các tế bào. Nitrit còn là tác nhân gián tiếp gây ung thư dạ dày. Nitrit phản ứng với các amin tạo ra N-nitrosamin-được biết là chất gây ung thư động vật. Nitrosamin không chỉ tạo ra ở trong dạ dày, mà còn hiển diện trong thực phẩm và đồ uống (thịt, thịt rán, cá, pho mát, bia), trong khói thuốc lá cũng như nước uống. 7. Flo (F) Flo là nguyên tố halogen thể khí không kim loại nhẹ nhất và hoạt động nhất của nhóm VII bảng tuần hoàn, là nguyên tố âm điện nhất và là tác nhân oxi hóa mạnh nhất được biết. Trong tự nhiên flo gặp chủ yếu ở dạng ion florua hóa trị một, là thành phần của các khoáng như floapatit. Flo được thải vào môi trường từ nhiều nguồn khác nhau. Khí florua (phần lớn là HF) được phát ra qua hoạt động của núi lửa và bởi một số ngành công nghiệp khác nhau. Flo ở dạng khí và dạng hạt là sản phẩm phụ của sự đốt than và được giải phóng ra trong quá trình sản xuất thép và luyện các kim loại không chứa sắt. Florua có các ảnh hưởng bệnh lí học lên cả thực vật và động vật. Các ảnh hưởng của florua đến thực vật rất phức tạp vì liên quan với rất nhiều phản ứng sinh hóa. Các triệu trứng thương tổn chung là sự gây vàng đỉnh và mép lá và gây cháy lá. Nó cũng làm giảm sự sinh trưởng phát triển của thực vật và sự nẩy mầm của hạt. Florua chỉ có độc tính cấp vừa phải đối với động vật và không được xem là mối đe dọa đối với động vật hoang dã nhưng florua chỉ có độc tính cấp vừa phải đối với động vật và không được xem là mối đe dọa đối với động vật hoang dã. Sự ô nhiễm không khí có chứa florua có khả năng gây ra sự phá huỷ rộng lớn hơn đối với vật nuôi ở các nước công nghiệp phát triển so với bất kì các chất ô nhiễm nào khác. Các triệu chứng ảnh hưởng thấy rõ là: Sự vôi hóa khác thường của xương và răng; bộ dạng cứng nhắc, thân mảnh, lông xù; giảm cho sữa, giảm cân.
