Os principais problemas ambientais em áreas urbanas são a poluição atmosférica provocada pelo excesso de resíduos (sólidos, líquidos ou gasosos) capazes de colocar em risco a biosfera.
Os principais responsáveis pela poluição do ar são: transportes, instalações industriais, centrais termoelétricas, queimadas, incineração de lixos.
Os principais poluentes são: monóxido de carbono, dióxido de enxofre, monóxido de nitrogênio, chumbo, dióxido de carbono e outros, que provocam desde sérios problemas respiratórios até as chuvas ácidas.
Inversão térmica: concentração de ar frio junto ao solo impedindo a dispersão de poluentes eventualmente aí lançados; ocorre no inverno em centros urbanos.
Ilhas de calor: aumento da temperatura nos centros urbanos devido à concentração excessiva de cimento, asfalto, recobrindo o solo e refletindo o calor solar, e à falta de circulação atmosférica.
Chuvas ácidas: precipitação em que o pH se apresenta abaixo de 5,0; trata-se de associação da água da precipitação com elementos (principalmente enxofre) lançados na atmosfera por fábricas, refinarias, automóveis.
Destruição da camada de ozônio: gás instável (O3) que se encontra distribuído principalmente na estratosfera e que impede a penetração de raios ultravioletas nocivos à vida. Seu desaparecimento ou diminuição pode vir a provocar câncer de pele. Detectou-se a presença de um "buraco" sobre a Antártida que estaria aumentando. São duas hipóteses para sua formação: natural ou provocada pela emissão de CFC (clorofluorcarbonetos).
Efeito estufa: dispersão de gás carbônico na atmosfera, devido à sua emissão por parte dos automóveis ou queimadas, provoca uma retenção das radiações infravermelhas na camada atmosférica, podendo acarretar um aumento da temperatura do planeta e trazendo como consequências o derretimento de gelo nos pólos e o aumento do nível oceânico e de vapor d'água na atmosfera.
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