Un tempo, quasi ogni casa, azienda e fabbrica avevano almeno un camino o un fumaiolo che emetteva un flusso di fumo. Quando le case erano sparse e le fabbriche erano piccole, il fumo poteva non sembrare una vera preoccupazione. Man mano che le popolazioni e le fabbriche crescevano, tuttavia, l'effetto di tutti quei camini fumanti divenne molto più evidente.
Definizione fumaioli

I fumaioli sono grandi condotti simili a camini che permettono a fumo e gas di sfuggire agli edifici. Il primo uso del termine fumaiolo apparve nel 1836, all'inizio della rivoluzione industriale. Mentre il fumaiolo può essere scritto come due parole ("fumaiolo"), la parola composta fumaiolo
è l'ortografia preferita. Il termine comignolo
si riferisce alla parte del camino sopra il tetto.

Sebbene comignolo
sia un'altra parola per fumaiolo, generalmente le persone usano comignolo
quando si fa riferimento alla canna fumaria delle case e ciminiere
quando si fa riferimento a camini di fabbriche commerciali o centrali elettriche.
Progettazione fumaioli

I progetti di ciminiere devono essere abbastanza alti da rilasciare gas e fumo sopra strato di inversione locale. Il fumo quindi sale e soffia via invece di stabilirsi nella zona circostante. Le inversioni superficiali si verificano, di solito di notte, quando il terreno freddo raffredda l'aria direttamente sopra e l'aria fredda più pesante rimane al suo posto. Le inversioni notturne possono avere uno spessore di qualche centinaio di metri, quindi i fumaioli devono essere progettati per essere più alti delle condizioni locali.

Poiché il fumo deve aumentare, è possibile che non siano consentite coperture per la pioggia. I progettisti devono anche considerare in che modo gli edifici circostanti o le caratteristiche naturali possono influire sul flusso di gas e fumo rilasciati.

Le pile moderne possono avere precipitatori elettrostatici installati per catturare il particolato (cenere e fuliggine) per ridurre inquinamento dell'aria. Questi precipitatori usano due elettrodi. Il primo elettrodo fa sì che la fuliggine o la cenere sviluppino una carica negativa. Il secondo elettrodo ha una forte carica positiva che attira e trattiene le particelle. I precipitatori elettrostatici variano a seconda del tipo di fuliggine e cenere che attraversa il fumaiolo.

Il traffico aereo richiede un'ulteriore considerazione di sicurezza per i fumaioli: devono disporre di luci per avvisare gli aeromobili. A seconda della zona, le ciminiere delle centrali elettriche e delle fabbriche possono essere alte più di 900 piedi.
Fumaioli e inquinamento dell'aria

In generale, l'inquinamento dell'aria esterna comprende particelle fini, gas nocivi e ozono a livello del suolo. Le particelle fini provengono dalla combustione di combustibili come legno, petrolio, gas naturale, benzina e carbone. I gas nocivi comprendono anidride solforosa, ossidi di azoto, anidride carbonica, monossido di carbonio e vapori chimici. L'ozono a livello del suolo deriva dallo smog urbano che reagisce alla luce del sole.

Le centrali elettriche che bruciano combustibili fossili, in particolare carbone, richiedono ciminiere per liberare il fumo e i gas generati durante la combustione. I fumaioli più alti riducono l'impatto degli inquinanti sull'area locale diffondendo gli inquinanti rilasciati su un'area più ampia.

Gli inquinanti derivanti dalla combustione del carbone variano in base alla chimica del carbone, ma in generale il carbone che brucia rilascia anidride carbonica, monossido di carbonio, anidride solforosa, ossidi di azoto, mercurio, arsenico e benzene. Circa il 40 percento dell'elettricità mondiale proviene da impianti a carbone. Il Sudafrica genera circa il 94 percento della sua elettricità bruciando carbone mentre l'India e la Cina generano dal 70 al 75 percento della loro elettricità bruciando carbone.
Generatori di carbone e inquinamento dell'aria

L'Agenzia per la protezione ambientale richiede che il carbone- le centrali elettriche di generazione hanno le loro emissioni di ciminiere controllate ogni anno da un revisore indipendente. Nonostante questi test, l'inquinamento atmosferico causato da centrali elettriche provoca circa 52.000 decessi prematuri negli Stati Uniti, secondo uno studio del MIT del 2013, con un numero maggiore di decessi negli Stati Uniti orientali dove il carbone ha un contenuto di zolfo più elevato. Storicamente l'inquinamento atmosferico generato dal carbone rilasciato attraverso i fumaioli ha avuto conseguenze altrettanto mortali.

Nel dicembre del 1952, il fumo combinato del carbone che fuoriesce dai camini domestici di Londra e dai fumaioli delle fabbriche divenne particolarmente denso. Un'inaspettata inversione di temperatura ha intrappolato il fumo. Gli ossidi di zolfo nel fumo hanno reagito con il vapore acqueo nella nebbia per formare goccioline di acido solforico. Queste goccioline hanno avuto un impatto soprattutto su quelle con condizioni polmonari esistenti.

Il Grande Smog di Londra del 1952 causò direttamente e indirettamente la morte di circa 12.000 persone. Inoltre, un recente studio su bambini di età inferiore a un anno o le cui madri erano in stato di gravidanza durante il Grande Smog ha riscontrato un'incidenza di asma di circa il 20% superiore.