霾作为一种自然现象在《诗经》里就有记载， 工业革命后人为活动致使频繁出现霾污染事件，根据《2010年全球疾病负担评估》报告，2010年室外颗粒物污染导致了我国120万人过早死亡……

蒋靖坤(清华大学大气污染与控制教研所)

近年来我国频繁发生的霾污染事件已引起了公众的广泛关注。霾污染的表现之一是大气能见度的急剧下降，公众在不使用监测仪器而仅凭肉眼观测就可以大致判断是否存在霾污染，这在一定程度上增加了霾污染的关注度。霾污染是由大气中颗粒物浓度的增加(特别是细颗粒物，即PM2.5)而导致的 ，大气颗粒物通过散射和吸收同可见光发生相互作用，从而造成能见度的下降。

尽管霾作为一种自然现象在《诗经》里就有记载， 但在工业革命后经济快速发展的地区，人为活动往往导致大气细颗粒物浓度急剧增加，致使频繁出现霾污染事件，例如上个世纪伦敦和洛杉矶的污染事件。为了更准确地反映污染的本质。以下的讨论主要围绕大气颗粒物或PM2.5，并将重点放在人为活动上。

大气颗粒物的来源包括直接排放和大气中反应生成。各种人为活动，例如煤、石油等化石燃料的燃烧过程(如火力发电、机动车、工业锅炉、民用燃煤活动等)、水泥和冶金等工业的生产过程、秸秆焚烧等农业活动，会向大气中直接排放颗粒物。另外各种人为活动向大气中排放的二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物和氨等气体污染物，在合适的大气条件下会通过化学反应直接生成大气颗粒物，特别是PM2.5。例如清华大学自1999年起在北京进行的PM2.5长期监测结果表明，二次生成的大气颗粒物所占比例呈逐年上涨的趋势。

大气颗粒物通常为固态或液态。二次颗粒物形成的本质是分子在气相和固相/液相之间的重新分配，即气态分子变成了固态或液态，该过程往往伴随着气体分子的氧化和分子间反应，形成无机盐或有机盐等产物而导致挥发性的降低。以二氧化硫为例，二氧化硫和氨气的挥发性高，通常为气态，大气中的氧化剂会氧化二氧化硫并形成硫酸，而硫酸的挥发性远低于二氧化硫，如果硫酸同大气中的氨气反应形成硫酸铵，则挥发性变得更低，因此，反应产物硫酸铵和硫酸都比较容易变为固态或液态而形成二次颗粒物。挥发性有机物也可以通过一系列化学反应生成挥发性较低的产物并最终变成颗粒物。大气反应除了在气相里进行，也可以发生在已有颗粒物的表面上。反应产物可以直接添加到已有颗粒物表面上，增加大气颗粒物的质量浓度，另外，反应产物还可以直接形成新的颗粒物(又称为新粒子生成或均相成核过程)，增加大气颗粒物的数量浓度和质量浓度。霾污染时，PM2.5中通常含有大量的二次组分，例如硫酸盐、硝酸盐、铵盐和二次有机物等。

大气颗粒物的浓度除了受到排放和大气化学反应过程的影响外，还受到大气输运过程和污染物沉降过程的影响。大气输运过程比较剧烈时，有助于污染物的迁移，即使在排放量不变的条件下，也会改变污染物的浓度，同时大气输运也会影响大气化学反应过程。以北京为例，通常风速较高时，PM2.5浓度较低，大气输运过程带来了新鲜的空气，帮助稀释了大气颗粒物的浓度。但同时也把污染转移到了其他地方，从大尺度范围来看，输运过程并没有减少污染物的总量，只是把他们进行了空间上的转移。降雨和降雪可携带大量的颗粒物，帮助降低大气颗粒物的浓度，通常雨雪过后空气质量都比较好。

高浓度的大气细颗粒物会导致大气能见度的急剧下降，而长期暴露于PM2.5污染可能会带来一系列健康影响(例如呼吸系统和心脑血管疾病等)。《2010年全球疾病负担评估》报告表明室外颗粒物污染2010年在我国导致了120万人过早死亡以及2500万健康生命年的损失，在20个疾病负担的风险因子中排名第四，仅次于饮食结构不合理、高血压和吸烟。而排名第五的风险因子为家庭固体燃料燃烧产生的空气污染，这也主要同颗粒物污染相关。鉴于其健康影响，2013年国际癌症研究机构已经把颗粒物和大气污染列为致癌物。另外，大气颗粒物通过同光波辐射的相互作用以及影响成云和降雨，还在地球辐射平衡和全球气候中有着重要的影响。

降低大气PM2.5污染是公众的普遍要求，也已成为政府的工作重点之一。尽管像室内这样的微环境里颗粒物污染的改善可以通过空气净化技术来实现，降低大气环境中的细颗粒物浓度，需要从污染源头控制一次颗粒物和气体污染物的排放。西方发达国家的例子证明降低以颗粒物为首的大气污染是可以实现的，且其收益远高于投入，例如1970-1990期间美国约投入了5200亿美元治理大气污染，所带来的收益约为22万亿美元，收益是投入的42倍。改革开放以来，粗放型的经济发展带来了一系列资源环境问题，PM2.5污染仅是我国面临的众多环境问题的一个主要代表。只有将环境保护放在更重要的位置，才有可能从根本上统筹经济和环境，并实现可持续发展和生态文明。去年颁布的大气污染防治行动计划，为2017年北京PM2.5的年均值设定了60微克/立方米的明确目标。而去年北京的年均值约为90。我期待着2017的到来!更期待着我国的大气环境质量全面达到世界卫生组织建议水平那一天的到来!

(本文整理自清华大学医学院的雾霾研讨会，作者授权赛先生刊发)

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