作者：潘小川
出版社：人民卫生出版社
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实面“霾”伏——“雾霾”中的生活与健康试读：
前言
航班大面积延误，口罩成为热销品，喜欢晨练的人们不得不待在家里……今年元旦以来，从南方的广州、杭州到北方的北京、兰州，雾霾天气频繁影响着我国多个地区。许多地方出现严重雾霾天气，细颗粒物大大超标，其中以北京及其周边地区最为引人关注。根据北京市环保监测中心数据显示，自1月12日以来，北京西直门北、南三环、奥体中心等监测点PM实时浓度突破每立方米900微克，西直门北2.5交通污染监测点最高达每立方米993微克。一时间中国多地区灰霾污染问题成为舆论沸腾、万众揪心、全球关注的焦点！一时间“十面霾伏”、“中国被霾”、“自强不吸”等热词在媒体上被热捧，在公众之间快速传播。不可否认，近期的灰霾天气和PM污染确实恶化了我2.5国的大气环境，对公众的健康产生了不同程度的危害。但同时也反映出，我国广大的公众对灰霾天气、对细颗粒物污染尚缺乏科学、清醒的认识，因而也缺乏理性、积极的应对措施和行动。
在这样的背景下，如何让广大的公众理解和认识什么是雾、什么是霾？雾、霾有什么区别？霾和细颗粒物PM有什么关系？对人体2.5健康有什么具体的危害？个人应该如何科学和积极地应对？科学、准确地回答上述这些问题，就是本书的目的和主要内容。相信本书对在人民群众中普及气象、大气污染和健康的科学知识，正确指导广大公众理性认识、科学应对现实发生的各种大气污染现象，会有积极的意义，在当前也特别具有迫切性和针对性。
本书由北京大学公共卫生学院相关专业的教授、研究生和中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所和具有丰富工作经验的研究人员合作编写完成。由于时间仓促，加之作者水平有限，不足之处，恳请读者批评指正为盼！编者2013年3月写在前面的话
蓝蓝的天上飘着朵朵白云，碧绿的水中映衬出青山婀娜的身姿，微风吹拂着青嫩的小草，悦耳的蛙鸣鸟叫声中，洁白的羊群如珍珠般点缀在远处的山坡上……曾几何时，这是人们对大自然的心灵描述。而今，已越来越成为人们，尤其是生活在现代化大都市的人们，对美好生活环境的渴望与向往。
自古以来，随着人类文明的进步和社会的发展，人们就对自身的生活环境有着美好的渴望和要求。什么样的生活环境是较理想的呢？适宜的自然温度（22～25℃），既无寒冬，亦无酷暑，适宜的湿度（50%～70%），不超过三级的和煦微风，良好的大气能见度，充沛的雨量，肥沃的农田，清澈的河流纵横交错，丘陵逶迤，高山叠翠，交通方便。回顾中华文明的历史，在黄河与长江流域文明的发源地，在黄帝的故乡，几千年来的人们就是在这样良好的生活环境中生活、繁衍和发展的。而今，在我们稳步跨入现代化社会的时候，恰恰就在这片中华文明的重要发源地，连续几年，从南到北，人们的生活居住环境几乎被可恶的灰霾笼罩，十面“霾”伏，舆论四起。灰霾不仅会给人们带来灰色的心情，从环境与健康的关系和角度，更重要的是会对人们的身心健康造成严重的危害。因此，不能不引起我们的警醒！白雪涛中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所知识篇一、自然的大气环境（一）大气层
一直以来，地球表面就被一层厚厚的大气层包裹着。这层看不见、摸不着、闻不出的大自然给人类的恩赐究竟是什么？包括什么？一直是个很吸引人的问题。
人类经过不懈地探索和追求，对大气层有了越来越清晰的了解。现在我们知道，整个大气层从下而上分为对流层、平流层、中间层、热成层和逸散层（图1）。对流层是大气圈最靠近地面的一层，与人类的生活最为密切，对流层集中了占大气总质量75%的空气和几乎全部的水蒸气量，天气变化极其复杂，主要的天气现象，如云、雨、雪、雹等都发生在这一层里。对流层的大气温度随着海拔高度的增加而降低，每增加1000米，温度就会自然降低6.5℃，这又称为“温度垂直递减率”。人类活动排入大气的污染物绝大多数在对流层聚集，因此对流层与人类关系最密切。图1 大气层（二）大气的组成
自然状态下的大气是由混合气体、水气和悬浮颗粒组成，混合气体包括有氮（N，占78.1%）、氧（O，占20.9%）、氩（Ar，占220.93%）等，同时，大气中自然存在着二氧化碳（CO）和水。自然2状态下，这些混合气体在空气中占有的百分比是基本恒定的。二、霾是什么
霾在史书中是用来表示有风沙的天气的，“风而雨土为霾”。霾，文字的直接解释是空气中因悬浮着大量的烟、尘等微粒而形成的混浊现象，也称灰霾。霾也是一种天气现象，是由空气中的灰尘、多种微小颗粒物以及硫酸、硝酸、碳氢化合物、含氮化合物等化学物质组成的气溶胶系统。当大气严重污染时，一年四季都可能出现霾。和雾一样，霾也能使大气透明度降低，变得浑浊，导致大气能见度恶化。当水平能见度小于10 000米时，将这种非水成物组成的气溶胶系统造成的能见度障碍称为霾（haze）或灰霾（dust-haze）。霾的厚度可达1～3千米左右。霾与雾、云不一样，与晴空区之间没有明显的边界，霾颗粒的分布比较均匀，而且霾颗粒的尺度比较小，从0.001微米到10微米，平均直径大约在1～2微米左右。人的肉眼分辨率大约在100微米，也就是说，肉眼很难看清小于100微米的物体，所以我们用肉眼根本看不到大气中飘浮的单个颗粒物。由于灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的霾，其散射波长较长的光比较多，因而霾看起来常呈现出令人厌恶的黄色或橙灰色。由于霾中含有很多对人体有害的化学物质和微小颗粒物，所以霾天气对人体健康会造成直接危害。【霾与雾的区别】
现在人们通常所说的“雾霾”，顾名思义是雾加霾。但雾是雾，霾是霾，雾和霾在本质上有很大的区别。
气象学认为，雾是一种天气现象，是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统，多出现于秋冬季节，是近地面层空气中水气凝结（或凝华）的产物。雾的本质主要是水分，雾会使空气透明度降低，使大气能见度恶化。当悬浮在近地面空气中的水气凝结（或凝华）物使目标物的水平能见度降低到1000米以内时，这种天气现象称为雾（fog）。而当目标物的水平能见度在1000～10 000米时，这种天气现象称为轻雾或霭（mist）。由于液态水或冰晶组成的雾散射的光与波长关系不大，因而雾看起来呈乳白色或青白色。雾天时，如大气没有污染存在，一般不会对人体健康造成直接危害。
霾与雾的区别在于发生霾时相对湿度不大，而雾中的相对湿度是饱和的（如有大量凝结核存在时，相对湿度不一定达到100%就可能出现饱和）。一般来说，当相对湿度小于80%时，大气透明度降低，变得浑浊，能见度恶化，是霾造成的。当相对湿度大于90%时，大气透明度降低，变得浑浊，能见度恶化，是雾造成的。而当相对湿度介于80%～90%之间时的大气透明度降低，明显混浊，能见度恶化，是霾和雾的混合物共同造成的，但其主要成分是霾，我们把这种天气称为灰霾天气。组成雾的悬浮颗粒物其核心主要是微小水滴，因此雾除了对湿度和体感有一定影响，本身是无毒无害的。而霾的组成比较复杂，组成霾的颗粒核心可能有炭黑、碘化银、燃烧颗粒核、粉尘、土尘、铸造尘、煤尘、雨滴、雾和硫酸雾等，这与污染类型和气象条件有关，而这些颗粒会吸附空气中的其他污染物如有机物、重金属、微生物及病毒等，因此霾对人体是非常有害的。在气象学中，雾与霾的图形符号也是不同的（图2）。图2 灰霾天气图形符号三、霾的成因
灰霾污染日益严重，正受到社会各界的广泛关注。那么，是什么导致了灰霾的产生？这些本来肉眼看不见的微小颗粒，究竟是如何形成、如何变化，又是怎样影响人们赖以呼吸的空气呢？很多人在抱怨和恐慌的同时，有没有想过我们正在享受的现代化便捷，已经给我们生存的环境造成了难以承受的负担？
研究认为，严重的灰霾污染是人为空气污染物排放、异常气象因素和地形等共同作用的结果。空气污染物的产生主要来源于汽车尾气的排放、煤炭燃料的燃烧、工业企业的排放以及沙尘叠加等多种因素。与大气污染有密切关系的气象条件主要有风、逆温、气压、气湿等，这些气象因素都影响和制约着大气污染物浓度及其时空分布情况。（一）空气污染物排放（源排放）
大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康或污染环境的现象。大气污染包括天然污染和人为污染两大类。天然污染主要由自然原因形成，例如沙尘暴、火山爆发、森林火灾等；人为污染是由人们的生产和生活活动造成的，可来自固定污染源（如烟囱、工业排气管等）和流动污染源（汽车、火车等各种以石化燃料为能源的机动交通工具）。二者相比，人为污染源的来源更多，范围更广。
城市灰霾天气的主要成分是如今家喻户晓的PM（细颗粒2.5物）。PM是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称细颗粒物，2.5是由直接排入空气中的微粒和空气中的气态污染物通过化学转化生成的二次微粒共同组成的。直接排入空气中的微粒由尘土性微粒、植物和矿物燃料燃烧产生的碳黑粒子组成。二次微粒主要由硫酸铵和硝酸铵组成，这两种微粒是由大气中的SO和NO转化生成的。2x
近年来，我国社会经济高速发展，以煤炭为主的能源消耗大幅攀升，机动车保有量急剧增加，经济发达地区氮氧化物（NO）和挥发x性有机物（VOCs）排放量显著增长，臭氧（O）和细颗粒物PM32.5污染加剧，在可吸入颗粒物（PM）和总悬浮颗粒物（TSP）污染10还未全面解决的情况下，京津冀、长江三角洲、珠江三角洲等区域PM和O污染加重，灰霾现象开始频繁发生，城市能见度降低。重2.53要的污染源有下面几类：1.机动车尾气的排放
行驶在全国大小道路上的上亿辆汽车，已成为国内气溶胶污染物的主要“贡献者”。据有关研究显示，目前中国已经超过法国，在美国、日本、德国之后成为世界第四大汽车生产国。中国汽车市场需求完全可能保持20年甚至更长时间的持续、稳定、快速增长。据统计，2012年我国汽车产销双双突破1900万辆，再次突破纪录，增速都超过了4%，蝉联世界第一。到2020年，中国家用轿车保有量将达到7200万辆。与汽车市场蓬勃的发展相比，尾气污染已经变成令人触目惊心的现实，按照排放源对比的分担率来看，汽车尾气排放分担了大气颗粒物浓度的70%～80%（图3）。汽车的主要燃料是汽油、柴油等石油制品，燃烧后能产生大量的颗粒物（PM）、碳氢化合物（HCs）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NO）、多环芳烃和醛类x等，这些有害的污染物，都为灰霾的产生“增砖添瓦”。图3 汽车尾气
扩展阅读光化学烟雾，是由汽车尾气中的氮氧化物（NO）和碳氢化合物x（HCs）在日光紫外线的照射下，通过一系列的光化学反应生成的刺激性很强的浅蓝色烟雾。通俗地说，从汽车废气释放出的污染物聚集在空气中，一旦污染物质达到一定浓度，单个分子就有机会与其他分子碰撞，相遇的分子就会发生化学反应，而反应所需要的能量可以由太阳光提供。这些化学物质的混合体聚集在空气中被阳光加热，就像做汤用的各种配料混合在锅里在炉子上加热一样，最终煮成对环境和人体的危害更大的“空气毒汤”（图4）。图4 光化学烟雾的成因及危害示意图
小贴士光化学烟雾事件的特点：①污染物主要来自汽车尾气，经日光紫外线的光化学作用生成强氧化型烟雾；②气象条件为气温高、天气晴朗、紫外线强烈，多发生在夏秋季节的白天；③多发生在南北纬度60°以下的地区；④大城市内机动车拥挤、高楼林立，街道通风不畅，易发生此类事件。2.煤炭燃料的燃烧
燃料是人们在生产和生活活动中必不可缺的能源。就世界整体而言，燃料燃烧（火力发电）给我们提供85%的能量，其余的能量由水力发电及核能提供，更少的还有风能和地热。燃料的燃烧使人们遭受大量的空气污染（图5），这不是什么新奇现象。电厂锅炉、工业锅炉、取暖锅炉不停的燃烧，给我们带来生活便捷的同时，也产生和排放着大量的空气污染物。图5 煤炭燃烧
煤炭燃烧时产生的污染物的种类和数量除与燃料中所含的杂质种类和含量有关外，还受燃料燃烧状态的影响。当燃料完全燃烧时的主要污染物是元素碳颗粒物、CO、SO、NO、水气和灰分。燃烧不222完全时，则会产生有机碳颗粒物、CO、NO、SO、多环芳烃等，这xx些有害物质也是灰霾PM气溶胶的“罪魁祸首”之一。2.5
当空气中的煤烟型空气污染物达到一定的浓度时，在特定气象条件的作用下，污染物得不到充分的扩散，就会爆发严重的煤烟型污染事件，例如伦敦烟雾事件。
小贴士煤烟型烟雾事件的特点是：①污染物来自煤炭的燃烧产物以及工业生产过程中的污染物；②气象条件为气温低、气压高、风速低、湿度大、有雾、有逆温产生；③多发生在寒冷季节；④河谷盆地易发生。3.工业企业废气污染
随着现代化的发展，工业企业如雨后春笋般冒出，工厂的烟囱，不断向外喷着烟雾，给我们赖以生存的大气带来了不可忽视的污染。排放污染物的工业企业主要有发电厂、冶炼厂、化工厂、机械加工厂、硫酸厂、建材厂等。污染物的种类与工厂原料种类及其生产工艺有关，生产工艺不同，产生的污染物的种类也不同。（二）气象条件
有人可能会疑惑，空气污染物越来越多，为什么灰霾天气只是在近期频繁爆发呢？如果说空气污染物的排放是“主谋”，那气象条件就是灰霾发生的“帮凶”。与大气污染有密切关系的气象条件主要有风、逆温、气压、气湿等，这些气象因素都影响和制约着大气污染物浓度及其时空分布情况。1.风
我们知道，刮风的时候，污染物排放时的下风向地区比其他方向受影响的程度要大，因此我们应尽量避免处在污染源的下风口。风速决定了大气污染物稀释的程度和扩散范围。排入空气中的污染物在风的作用下会被输送到其他地区，风速愈大，单位时间内污染物被输送的距离愈远，混入的空气愈多，污染物浓度愈低。在其他条件不变的情况下，污染物浓度与风速成反比，风速越高，污染物浓度越低；反之，风速越低，污染物浓度越高。
风对污染物水平输送的同时也有稀释冲淡的作用。风速时大时小，上下、左右出现无规则的摆动，而这种无规则、杂乱无章的摆动能使气体充分混合，有利于污染物的稀释和扩散，称为大气湍流。风速越高，地面起伏程度越大，湍流运动就越强。
近年来随着城市建设的迅速发展，大楼越建越高，阻挡和摩擦作用使风流经城区时明显减弱。静风现象增多，不利于大气污染物的扩散稀释，却容易在城区内和近郊区周边积累。2.逆温
对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射，在自然的大气条件下，大气温度随着高度增加而下降（图6）。每上升100米，温度下降0.6℃。就是说在数千米以下，总是底层大气温度高、密度小，高层大气温度低、密度大。对流层内的空气携带着空气污染物从温度高的底层逐渐上升，上升过程本身要消耗能量，上层空气的温度就会自然降低，形成气温下高上低的自然状态。此时空气对流良好，温度的垂直分布不稳定，有利于污染物的扩散和稀释。图6 气温随高度增加而下降示意图
然而，近地面的大气的实际情况非常复杂，各种气象条件均可影响到气温的垂直分布，在一定条件下，会出现气温随高度增加而升高的反常现象，气象学家们称为“逆温”，这就是逆温现象。
扩展阅读逆温现象产生类型有三种：即辐射逆温、锋面逆温和地形逆温。晴朗无风的夜晚，地表无热量吸收，但同时向外散发热量而快速变冷，距地表几百米范围内的大气也因此而变冷。而在这冷却的大气层之上，空气却没有变冷，所以温度相对就要高，形成辐射逆温。早晨太阳温暖了大地，近地面的大气层又变暖，这时候逆温也就消失了。辐射逆温的产生，阻碍了空气的垂直对流运动，妨碍了烟尘、污染物、水气凝结物的扩散，近地面的污染物“无路可走”，只好“原地不动”，越积越厚，烟尘遮天蔽目，空气污染势必加重，“悲剧”自然而然也就发生了。1952年的伦敦煤烟雾事件，就是辐射逆温在“作怪”。对流层中冷暖空气相遇，冷空气和暖空气的密度不同，很难融合在一起，所以只能分离，暖空气密度小爬升到冷空气的上面，两者之间形成一个倾斜的过渡区锋面，这叫锋面逆温。洛杉矶的光化学烟雾事件就是由锋面逆温所致。地形逆温发生在山地、山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖和空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度倒置现象，这样的逆温主要是在一定地形条件下形成的，所以又称为地形逆温（图7）。如美国的洛杉矶因一面临海，三面环山，每年有200多天出现逆温现象。图7 地形逆温3.气压
空气污染物的扩散和稀释与气压的高低也有密切的关系。气压的高低与海拔高度、地理纬度和空气湿度等有关。地球上不同纬度地区所得到的太阳辐射是不同的，因而气温的高低也随纬度而变化，同时气压也跟着变化。当温度升高时，空气受热膨胀上升，密度减小，因而形成低气压；反之，当温度降低时，空气受冷压缩，密度变大，形成高气压。
大气总是由气压高的地方吹向气压低的地方，因此当地面温度高，受低压控制时，四周高压气团流向中心，中心的空气上升，形成上升的气流，此时空气垂直分布呈不稳定的状态，多为大风和多云的天气，有利于污染物的扩散和稀释；反之，当出现逆温现象时，地面温度降低，地面受高压控制，中心部分的空气向周围下降，呈顺时针方向旋转，形成反气旋。此时天气晴朗，风速小，不利于污染物的扩散（图8）。图8 北半球低压气旋（左）及高压气旋（右）的形成及其天气示意
世界上三大著名的煤烟型烟雾事件——伦敦烟雾事件、多诺拉事件及马斯河事件，其发生的气象条件正是由于逆温造成地面受高气压控制，导致低气层低温、无风，空气污染物不能及时扩散和稀释，酿成重大的烟雾事件。4.气湿和降水
气湿通常用相对湿度（%）来表示，即大气含水的程度。空气中水分多，气湿大时，大气中的颗粒物质因吸收更多的水分使重量增加，运动速度减慢，气温低的时候还可以形成雾，影响污染物的扩散程度，使局部污染加重。
空气污染物中的可溶性成分遇到浮尘矿物质凝结核后会迅速包裹，形成混合颗粒，再遇到较大的空气相对湿度后，就会很快发生吸湿增长，颗粒的粒径增长2至3倍，吸收可见光的能力增加8至9倍，也就使能见度下降为原来的1/9至1/8。简单地讲，空气中原本存在的较小颗粒的污染物遭遇水气后变成人们肉眼可见的大颗粒物，随即发生灰霾事件。
大雨（雪）之后，空气格外清新，这是由于雨、雪等各种形式的降水，可将大气污染物从空中清洗至地表面。降水净化大气的作用主要有两个方面：①许多污染微粒物质充当了降水凝结核，然后随降水一起降落到地面；②雨滴等在下降过程中，碰撞、捕获了一部分颗粒污染物。这两种作用既发生在云中，也发生在云下降水下落的过程中。（三）地形
地形可以影响局部的气象条件，从而影响当地大气污染物的稀释和扩散。
在盆地和山谷地形中，晚上寒冷的空气沿山坡聚集在山谷中，形成滞止的冷气团，其上层有热气流。因此，山谷中就形成了上温下冷的逆温层。若没有阳光直射或热风劲吹，这种情况有时可持续一整天，著名的马斯河谷和多诺拉大气污染事件的发生中，地形逆温的形成起到很重要的作用。
随着城市建设的迅速发展，大楼越建越高，高大的建筑物间犹如峡谷，可以阻碍近地面空气污染物的扩散（图9）。图9 建筑物之间的污染物扩散
人口密集的城市热量散发远远大于郊区，结果造成城区气温较高，往郊外方向气温逐渐降低。如果在地图上绘制等温图，城区的高温部就像浮在海面上的岛屿，称为热岛现象。热岛现象时，城市的热空气上升，四周郊区的冷空气补充，可把郊区排放的污染物引入城市，加重市区的大气污染（图10）。图10 城市热岛环流模式
通过对以上气象因素的分析，我们可以发现，逆温现象、风速小、大气稳定性高、相对气湿大及区域内特殊地形的影响是导致区域地区污染的重要原因。事实上，气象与污染这两个因素之间是相互影响、相互作用的，不利的气象条件可以使污染物在大气中不断累积，使污染加重；反过来，污染物浓度的增加也可以改变城市中温度和风的分布，使城市气象发生变化，因此两者不能截然分开。
2012年11月下旬以来，影响我国的冷空气活动频繁，先后出现了7次大范围的冷空气活动，全国平均气温为近28年同期最低，呈现出平均气温明显偏低，部分地区日最低气温破历史极值，降温幅度大，低温持续时间长，雨雪多，湿冷特征明显的特点。由于低温导致燃煤采暖排放量相应增加，加重了大气污染。冷空气过后气温上升，易形成逆温现象。逆温层好比一个锅盖覆盖在城市上空，这种高空的气温比低空气温更高的逆温现象，使得大气层低空的空气垂直运动受到限制，导致污染物难以向高空飘散而被阻滞在低空和近地面。反观2013年1月，影响我国的冷空气活动较常年偏弱，风速小，中东部大部地区稳定类大气条件出现频率明显偏多，尤其是华北地区高达64.5%，为近10年最高。静稳天气易造成污染物在近地面层积聚。在污染物排放与气象条件的共同“努力”下，我国2012年冬季的灰霾事件频频发生。（四）霾与颗粒物
近年来，随着大气污染与人体健康影响研究的步步深入，人们越来越多地将注意力集中在能加重灰霾天气污染的罪魁祸首——颗粒物上。颗粒物这一名词正逐渐为大众所熟悉。到底什么是颗粒物呢？它的科学含义是什么？
颗粒物是描述大气质量的一个指标，英文是particulate matter，缩写为PM。有些颗粒物因粒径大或颜色黑可以为肉眼所见，比如烟尘。有些则小到需使用电子显微镜才可观察到（图11）。图11 煤灰的电子显微镜扫描照片，显示了不同粒径的颗粒物
小贴士PM定义：通常我们把在10微米以下的颗粒物称为PM，2.52.510微米以下的称为PM，因两者都能深入到人体肺部气管，甚至到小2.5支气管和肺泡处，又称为可吸入颗粒物。图12是PM、PM粒径与102.5人头发和海滩细沙粒的形象比较。颗粒物的直径越小，进入呼吸道的部位越深。气管的上皮细胞表面有很多像纤毛一样的微小突起，如进入气管内的颗粒物粒径较大的话，一部分被直接呼出，一部分就会附着其上，随后被细胞的分泌液粘附，同时纤毛向喉部方向摆动，于是颗粒物就会以痰的方式被排出体外。当进入肺部的颗粒物粒径很小时，它就会长驱直入，进入小支气管或肺泡部位，而这一部位的细胞没有功能强大的纤毛，呼出气流也明显减弱，颗粒物就会沉积下来。图12 毛发与PM、PM大小的比较2.510
灰霾天气时，空气中的污染物80%以上是各种各样的悬浮在空中的颗粒物，这些悬浮的颗粒物可以是炭黑、碘化银、燃烧颗粒核、粉尘、土尘、铸造尘、煤尘、雨滴、雾和硫酸雾等，这些不同的颗粒物代表着不同的污染来源。同时由于污染来源和形成条件不同，颗粒物的形状也是多种多样的，有球形、菱形、方形等。另外，粒径也是颗粒物最重要的性质之一，它反映颗粒物来源的本质，并可影响光散射性质和气候效应。颗粒物的许多性质如体积、质量和沉降速度都与颗粒物的大小有关。而颗粒物的大小一般用空气动力学当量直径来表示。
扩展阅读空气动力学是力学的一个分支，它主要研究物体在同气体做相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化。它是在流体力学的基础上发展而成长起来的一个学科。从空气动力学角度来看，由于不同类型颗粒物的密度和形状的不同，即使同一粒径的颗粒物在空气中的沉降速度也不尽相同，进入并沉积在呼吸道内的部位可能也不同。为了互相比较，便提出空气动力学当量直径这一概念。空气动力学当量直径是一种假想的球体颗粒直径，它能直接表达出颗粒物在空气中的停留时间、沉降速度、进入呼吸道的可能性、在呼吸道沉积部位，故最为理想。空气动力学粒径与实际存在的颗粒物的粒径有显著不同。颗粒物的空气动力学当量直径是指某一种类的颗粒物，不论其形状、大小和密度如何，如果它在空气中的沉降速度与一种密度为1的球形粒子的沉降速度一样时，则这种球形粒子的直径即为该种颗粒物的空气动力学当量直径。实际存在的颗粒物的粒径与颗粒物组成、相对密度和形状有很大关系。理想粒径是球形颗粒直径。实际上，空气中悬浮颗粒物是由无定形不规则的颗粒组成的。用于描述大气质量的PM、PM具有特定的科学含102.5义，我们可以理解为，不是所有10微米以下，或2.5微米以下的颗粒物都可称之为PM、PM。理解空气动力学当量直径的概念，就像102.5我们理解不同类型炸药的爆炸力一般要用TNT当量来表示一样。空气动力学当量直径的特征：（1）同一空气动力学当量直径的颗粒物趋向于进入并沉积在人体呼吸道内相同区域。（2）同一空气动力学当量直径的颗粒物在大气中具有相同的沉积速度和悬浮时间。（3）同一空气动力学当量直径的颗粒物在通过旋风器和其他除尘装置时具有相同的几率。（4）同一空气动力学直径的颗粒物在进入颗粒物采集系统中具有相同的几率。
从环境与健康的角度，经常提到的颗粒物有总悬浮颗粒物（≤100微米；total suspended particulates，TSP）、可吸入颗粒物（≤10微米；thoracic particulate matter，PM）、粗颗粒物（>2.5微米且≤1010微米，PM）、细颗粒物（≤2.5微米，fine particulate matter，2.5～10PM）和超细颗粒物（ultrafine particles，UFPs）。不同粒径的颗粒2.5物其有害物质的含量也有所不同。研究发现，60%～90%的有害物质存在于PM中。一些元素如铅（Pb）、镉（Cd）、镍（Ni）、锰10（Mn）、溴（Br）、锌（Zn）以及多环芳烃等主要附着在2.5微米以下的细颗粒物上，而城市灰霾天气的主要组分就是细颗粒物。
不同粒径的颗粒物在呼吸道的沉积部位不同（图13）。大于5微米的多沉积在上呼吸道，即沉积在鼻咽区、气管和支气管区，通过纤毛运动这些颗粒物被推移至咽部，或被吞咽至胃，或随咳嗽和打喷嚏而排除（图14）。小于5微米的颗粒物多沉积在细支气管和肺泡。2.5微米以下的75%在肺泡内沉积，但小于0.4微米的颗粒物可以较自由地出入肺泡并随呼吸排出体外，因此在呼吸道的沉积较少。有时颗粒物的大小在进入呼吸道的过程中会发生改变，吸水性的物质可在深部呼吸道温暖、湿润的空气中吸收水分而变大。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]