Первый от поверхности Земли слой – атмосферы является неравновесной химически активной системой. В ней непрерывно идут процессы, вызывающие изменение концентрации примесей в атмосферном воздухе.

Знания о механизмах и скорости процессов поступления выбросов из природных и антропогенных источников, переноса в другие сферы (воду, почву) или трансформации в атмосфере позволяют составить баланс атмосферной части глобального кругооборота веществ в природе.

Большинство газообразных примесей, выбрасываемых в атмосферу, находятся в восстановленной форме или в виде окислов с низкой степенью окисления (сероводород, метан, оксид азота). Анализ атмосферных осадков показывают, что возвращенные на поверхность земли примеси представлены в основном соединениями с высокой степенью окисления (серная кислота, сульфаты, азотная кислота, нитраты, диоксид углерода).

Таким образом, тропосфера играет глобального окислительного резервуара.

Процессы окисления примесей в тропосфере могут протекать по трём различным направлениям:

В роли окислителя могут выступать молекулы кислорода, перекись водорода, озон. Основную роль в процессах окисления, протекающих в атмосфере, играют свободные радикалы, прежде всего гидроксильный радикал ОН- . Он образуется в верхних слоях атмосферы путём фотодиссоциации воды и при других реакциях.

Трансформация соединений углерода в атмосфере. В большинстве случаев СО можно рассматривать как химически неактивный компонент воздуха. Однако в стратосфере и при фотохимическом смоге СО может окислятся до СО2 взаимодействуя со свободным радикалом ОН-:

Образовавшейся на первой стадии метильный радикал при столкновении с молекулой кислорода даёт другую неустойчивую частицу – метилпероксидный радикал.

Метилпероксидный радикал в атмосфере разлагается с образованием метоксильного радикала:

При образовании метоксильного радикала с кислородом происходит образование формальдегида: