（第一节）烟羽
不断从工厂烟囱中排放出来的烟体，因其外形呈羽毛状而得名。烟羽可被看成是由无数个时间段为无限短暂的、依次排放的烟团所构成；烟团各部分的运动速率不同。烟囱一开始排放，每个烟团就向下风方向移动。排放物的量，通常用排放率（千克／时或克／秒）表示；排放物在下风方向的分布，一般用排放期间的平均浓度（毫克／立方米）表示。
一、烟羽形状
经过对示踪烟羽的扩散实验或实际观察，能够看到烟羽外形是随着天气情况与一天中不同时间而变化的，并且和大气湍流状况有密切关系。烟羽的不同外形表示污染物浓度的空间分布：（1）环链形：该种烟羽曲折呈环链状，在水平与垂直方向上摆动剧烈，容易分裂而消散，并随着和烟囱距离的增大，污染物浓度迅速降低。此种烟羽多出现在午后低层大气不稳定、湍流发展强烈时，在晴朗的夏天午后为常见。
（2）锥形：此种烟羽的形状像一个有水平轴的锥体，烟羽体外形清晰。锥形烟羽多出现在阴天、风速较大、低层大气处于中性平衡时，或在早晚大气温度层结转换的过渡时刻（从稳定过渡到不稳定，或从不稳定过渡到稳定）。此时，近地面气层里的烟羽常沿主导风向流动，呈锥形扩散。锥形烟羽从烟囱到达地面的距离比环链形烟羽长。
（3）扇形：俯视此种烟羽，外形呈扇形。扇形烟羽多出现在晴朗夜间或早晨，当低层风小、气温自下向上增高、大气处于稳定状态时。在此种情况下，烟羽只能在稳定气层内缓慢地向两侧扩散。扇形烟羽内部的污染物浓度很高，当遇到山地、丘陵或高大建筑物时，污染物还会下沉，造成地面污染。
（4）漫烟形（熏烟形）：这种烟羽多出现在日出后辐射逆温被破坏时。烟轴之上有逆温层，而烟轴之下至地面间气层不稳定，因而烟羽上升扩散到一定程度就受到逆温层的阻挡，使垂直扩散空间仅局限于地面至逆温层底之间。在此种情况下，如果低层风小，则大气稀释能力就更低，高浓度的烟羽会迅速扩展到地面，造成地面的严重污染。烟雾事件大都是在此种情况下发生的。
（5）屋脊形（上升形）：此种烟羽多出现在傍晚，当烟轴之下至地面间气层稳定而烟轴之上气层不稳定时，烟羽则在上面不稳定气层中沿主导风向流动，呈屋脊形扩散。屋脊形烟羽体的下边边缘清晰，烟气浓密；而烟羽体上边稀疏，甚至出现不连续的碎片。屋脊形烟羽体的下部，污染物浓度大，但只要不遇到高大建筑物、山地或丘陵，就不会发生下沉作用而造成地面污染。
二、烟羽在下风方向的浓度分布
烟羽中心轴上的浓度最高距烟羽轴垂直距离越大，上下两侧浓度越低。在扩散空间的大气湍流强度近似均匀的情况下，浓度分布曲线相对应于烟羽轴是对称的，符合正态分布；相反，是非正态分布的。湍流强的一侧浓度高，湍流弱的一侧浓度低。随着大气稳定度的变化，烟羽在水平方向的散布及其中心轴处的浓度也会发生变化。例如大气稳定时，烟羽水平散布窄，浓度在烟羽中心轴附近较高而向两侧降低得较快；相反，大气不稳定时，烟羽水平散布宽，浓度在烟羽中心轴附近较低而向两侧降低得较慢。对于同一个扩散烟羽来说，下风方向各处烟羽轴上下的浓度廓线是随着距离的增大而有变平的趋势；烟羽中心轴附近的浓度逐渐降低而在两侧则相应地增高。在同一气象条件下，烟羽外形的侧向范围是随着扩散平均时间的增长而加宽；下风方向某一固定地点浓度的侧向分布曲线是随着取样时间的加长而变平。不同时间的烟羽轮廓线与横向浓度分布中可看出：瞬间烟羽廓线呈现出一种不规则的变化，并随着同污染源距离的增加而逐渐变宽，其浓度的分布也是不规则的，在峰处浓度很大；10分钟内的平均烟羽廓线呈现出光滑而规则的边界，其浓度的分布是较规则的，但在峰处浓度较大；2小时内的平均烟羽廓线变宽，其浓度分布规则，而且在峰处浓度较小。
烟羽下风向地面浓度的分布是由高烟囱排放的烟羽所造成的地面浓度分布；在烟囱底部附近，浓度为零；在某一下风向距离上，浓度迅速升到高值，随后又逐渐减小；烟羽轴投影线上的地面浓度总是比其两侧高。
（第二节）氮氧化物污染
氮氧化物（NOx）主要是一氧化氮（NO）与二氧化氮（NO2），它们在大气中的含量与存在的时间达到对人、动物、植物以及其他物质产生有害影响的程度，就形成污染。大气中还有其他形态的氮氧化物，如氧化亚氮（N2O）与三氧化二氮（N2O3）等。
二氧化氮在大气中能和臭氧很快地反应形成二氧化氮。二氧化氮直接和氧作用生成二氧化氮的速率主要取决于二氧化氮的浓度与环境温度。在20℃以下、二氧化氮浓度为10毫克/立方米的条件下，10％的二氧化氮氧化为二氧化氮需1.5小时，50％的二氧化氮氧化为二氧化氮需要10.75小时。在二氧化氮浓度为2毫克/立方米的条件下，10％的二氧化氮氧化为二氧化氮需8小时以上。可见空气中二氧化氮含量很低时，它能在空气中存留较长时间。
二氧化氮也可和二氧化氮反应生成三氧化二氮（N2O3），但形成的量很少，对大气质量没有多大影响。二氧化氮是低层大气中最重要的光吸收分子，能够吸收太阳辐射的可见光与紫外光。它吸收了波长小于400纳米的紫外光，被分解成二氧化氮与氧原子，尤其是在波长为300～370纳米的光照射下，90％以上的二氧化氮分子可分解；由于二氧化氮中氧原子与二氧化氮之间化学键的键能（73卡/摩尔）大于波长为400纳米的光子能量，因此二氧化氮受到波长大于420纳米的可见光照射，不发生分解。大气中绝大部分的氮氧化物最终转化为硝酸盐微粒，并经过湿沉降或干沉降等过程而从大气中消失。一氧化二氮是惰性气体，在大气中可存留很长时间。它进入平流层大气中后，可和臭氧发生反应而分解。
一、形成大气中氮氧化物的含量主要取决于自然界氮循环过程，这一过程每年向大气释放NO约4.30×108吨左右，约占总排放量的90％，人类活动排放的NO仅占10％。大气中NO的本底浓度为0.5～12微克/立方米，在大气中的“寿命”约为几天。二氧化氮主要由NO氧化而来，每年产生约5.68×108吨。人类活动排放的氮氧化物主要来自各种燃烧过程，其中以工业窑炉与汽车排放的为最多。
燃料燃烧时氮氧化物有两个生成途径：（1）空气中的氮在高温下被氧化生成的，这样生成的氮氧化物称为热致氮氧化物，其生成量是火焰结构与温度的函数。温度越高，燃烧区氧的浓度越大，氮氧化物的生成量也就越大。燃煤发电厂废气中NO含量为400～24000毫克/立方米。（2）燃料中各种氮化物被分解氧化生成的氮氧化物，称为燃料氮氧化物。矿物燃料中所含的有机氮化合物，如石油中的吡啶（C5H5N）、哌啶（C5H11N）、喹啉（C9H7N）与煤中的链状与环状含氮化合物，C-N键能一般为60～150卡/摩尔，燃烧过程中易被氧化为氮氧化物。
以汽油与柴油为燃料的各种机动车辆，特别是汽车，排出的废气中含有大量的氮氧化物。废气中的氮氧化物含量同汽车的运行速度有关，在空档与减速时，氮氧化物为10～100毫克/立方米；定速时约6000毫克／立方米；加速时可达8000～12000毫克/立方米。一氧化二氮主要由土壤与水体中的硝酸盐通过微生物的反硝化作用而产生。
二、危害与防治氮氧化物经过呼吸进入人体肺的深部，可引起支气管炎或肺气肿（见氮氧化物污染对健康的影响）。氮氧化物还能与大气中其他污染物发生光化学反应形成光化学烟雾污染。一氧化二氮在大气中通过氧化转变成硝酸，是造成酸雨的原因之一。一氧化二氮还可使平流层中臭氧减少，从而使到达地球的紫外线辐射量增加。
氮氧化物污染和采用矿物燃料作能源相关。汽车的用量与日俱增，并高度集中于大城市，致使氮氧化物成为世界各大城市主要的大气污染物之一。由于氮氧化物的治理难度较大，在今后相当长一段时间内，氮氧化物的污染情况估计不会有大的改善。关于人类活动而产生的氮氧化物污染的防治，见氮氧化物治理。
三、对土壤的污染中国《大气环境质量标准》规定氮氧化物（换算成二氧化氮）的环境标准分为三级：一级标准规定日平均最大浓度限值为0.05毫克/立方米，任何一次测定值不许超过0.10毫克/立方米，适用于自然保护区、风景区、名胜古迹与疗养区；二级标准规定日平均最大浓度限值为0.10毫克/立方米，任何一次测定值不许超过0.15毫克/立方米，适用于城市规划中的居民区、商业、交通居民混合区、文化区与农村；三级标准规定日平均最大浓度限值为0.15毫克/立方米，任何一次测定值不许超过0.30毫克／立方米，适用于大气污染严重的城镇、工业区以及城市交通枢纽、干线等。
（第三节）碳氧化物污染
碳氧化物污染包括一氧化碳（CO）与二氧化碳（CO2）对大气的污染。