1 什么是雾霾

雾霾是雾与霾的混合体系，主要为相对湿度(RH)小于90%，能见度小于10 km的天气现象[1]。

雾霾的主要污染物为PM2.5，指空气动力学当量直径小于等于2.5 μm的细颗粒物，其具体包含一次源、二次源，其中一次源包含扬尘所带来的地壳元素氧化物，金属冶炼时所释放的重金属化合物，众多工业活动所排放的一次颗粒等。二次源指由污染源排放的气态前体物SO2，NOx与挥发性有机物等形成的[1]。霾包含的颗粒物一般在0.01～10 μm左右，粒径比较小，散射波长较长的波较多，所以霾一般呈黄色、橙灰色，还可能成为病菌的载体进入人体，危害健康。

2 我国雾霾的来源

雾霾的主要来源包括自然源和人工源。自然源包括火山爆发、土壤风化、沙尘暴、花粉、细菌等，以及各种有机物质的自燃过程等，它们都能引起空气中颗粒物增多，而导致天气阴沉能见度降低；一般由自然源产生的颗粒物数量大，对雾霾的形成贡献率也较大，但由于其污染程度在大气的承载范围内，所以很快就能恢复[2]。

但近年来随着人类活动的加据，污染程度越来越深，雾霾污染也越来越严重了。因为人类活动复杂，产生颗粒物的方式也有各种方式，可以将其分为三种大的类型：交通工具化石燃料的燃烧生成的、烧煤的电厂、水泥厂等工业和建筑业的扬尘产生的、各类服务业和人类生活中无序排放的。在这些过程中，会产生性质和种类各不相同的颗粒物，这些物质带来的损害和影响也各不相同。如工业园中的钢铁产业排放的颗粒物富含Fe、Ca、Si、Mn等元素，有色冶金行业的颗粒物排放的与其相应的有色金属元素等，这些重金属颗粒物对人体健康与植物生长危害极大；我国的农业产生的大量农作物残体、城市产生的大量垃圾等生物质在燃烧过程中产生大量的有机颗粒物，加重了雾霾的形成。

3 雾霾的危害

由于雾霾的颗粒物主要来源于机动车尾气、燃料燃烧、餐饮油烟、工业生产及建筑扬尘等，颗粒物中可能会聚集大量的重金属元素或者有机致癌物质，尤其是越小的颗粒物对环境和人体伤害越大[3]。

3.1 损害人类身体健康

雾霾中的固体慷匀死辔：ψ钗现兀蛭渲本缎∮?.5 μm，而且成分复杂，进入肺部后，难以分解，导致人体代谢紊乱。近年来由于雾霾污染，使人患支气管疾病、癌症的几率加大。据有关研究表明，PM2.5可携带重金属污染物，其污染物分成致癌物和非致癌物。其中As、Cd、Cr、Ni等属于致癌重金属，可使人体组织细胞发生癌变；而Cu、Pb、Zn、Mn等属于非致癌重金属，可造成人体紊乱[4]。索丹凤等[5]研究表明PM2.5对黑素细胞增殖、迁移、酪氨酸酶活性、黑素合成均有抑制作用，可造成毒性损伤。

3.2 对农作物的影响

据美国的外场观测资料证实，高浓度的气溶胶可以增加散射，使植物叶片受光更加均匀，一定程度上有利于植物的光反应。但当雾霾中含有的酸性颗粒物沉降到植物叶片表面时，会损伤叶片，堵塞叶孔，干扰代谢进行[6]。另一方面气溶胶造成的昼夜温差改变了农作物的水热条件导致植物减产。污染物扩散到土壤中也会造成农作物减产，比如，土壤镉累积4～5 mg/kg时，大豆和菠菜产量会下降25%。物质循环后，重金属会富集到人体内[6]。所以霾污染也使未来农业生产面临严峻挑战。

4 有关雾霾产生的两个重要因素的分析

4.1 机动车的尾气排放

随着经济和生活水平的提高，城市化进程的加快，大气污染越来越严重，其中机动车尾气排放的污染就不容忽视。近年来，我国机动车总量日益增多，尾气排放已经成为雾霾形成重要原因之一[7]。据北京大学环境科学与工程学院的调查分析，2018年北京市的机动车、燃煤、工业生产和扬尘对颗粒物排放的贡献分别占了31.1%、22.4%、18.1%和14.3%，很明显机动车占比较大[8]。另外，有研究表明，在我国重点城市群，机动车尾气对PM2.5的一次排放和二次生成总贡献达到30%，对机动车尾气排放的改善迫在眉睫[9]。下图是从2000年到2018年，中国私家车总量从625万辆猛增到万辆，汽车数量的猛增加剧了对大气环境的污染。据有关分析表明，机动车尾气能产生更多的碳黑颗粒物，在机动车的气缸中汽油燃烧不完全，有机碳、一氧化碳、碳黑颗粒等污染物被排放到大气当中，而大气中的氮气在汽缸中被氧化而形成的NOx。

图1 2000-2018 年中国私人汽车拥有量Fig.1 Private car ownership in China from 2000 to 2018