针对大气污染造成的雾霾，我国在2012年把PM2.5监测指标列入《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）内，2014年底，在338个地级及以上城市设置了1436个空气质量监测站点。但是早在2004年“雾霾”一词已开始在天气新闻中出现，在2012年之前雾霾就已经很严重。2013年整个中国雾霾大爆发，根据中国气象局基于能见度的观测结果表明，2013年全国平均霾日数为35.9天。

经过这几年的大气治理，我们的空气质量大有好转，2013年全国74个地级及以上城市空气PM2.5平均值为72μg/m3,2019年全国337个地级及以上城市大气PM2.5平均值降至36μg/m3，整体趋势向好。但是京津冀及周边地区和汾渭平原等区域的空气质量依然不容乐观，为了改善大气质量，人们仍需对大气中细颗粒物(PM2.5)的成因、治理及管理等方面深入研究。

气溶胶悬浮在大气中的粒子或液滴都称为颗粒物（PM），细颗粒物PM2.5是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的细颗粒物，细颗粒物PM2.5粒径小、比表面积大、吸附能力强，易吸附有毒有害物质，例如，重金属、 大分子苯类及微生物等。其还具有胶体性质，如：布朗运动、对光线有散射等，颗粒小的不易沉降而且在大气中的停留时间长、输送距离远，可长期悬浮在大气中。

大气颗粒物含有可硫酸盐、硝酸盐等，而且粒径小，对可见光的散射对减低能见度有很大的贡献，对人类活动影响大，如影响道路交通和航班等，不仅对出行带来不便，大气颗粒物对人体健康也影响极大，特别是PM2.5。1994年我国国家环保局与美国环保局合作，以兰州、重庆、广州和武汉4个城市作文研究对象，发现儿童肺功能异常率细颗粒物浓度有很明显的相关性。2002年美国纽约大学药学院调查了1982年至1998年期间，大气细颗粒物（PM2.5）对肺、心脏病所致的死亡率之间的关系，数据表明空气中的细颗粒物每增加10μg/m3，肺癌致死的危险增加8%，心脏病死亡率增加6%，总死亡率增加4%，但是没有发现疾病死亡率和总悬浮颗粒物及粗颗粒物相关。2019年，复旦大学公共卫生学院阚海东教授等研究者在《652个城市的大气颗粒物污染与每日死亡率的关系》中研究结果是PM10浓度每增加10μg/m3，全因死亡率增加0.44%，PM2.5浓度每增加10μg/m3，全因死亡率增加0.68%。PM2.5浓度与死亡率之间的关联强度略超过PM10与死亡率之间的关联强度，是因为PM2.5可以吸附空气中的有毒成分，并渗入肺深部。

根据《BP世界能源统计年鉴》数据，2018年中国的煤炭消费占全球煤炭消费的50%，2018年中国原煤消耗36.8亿吨，电力用煤占能源消费总量的59.0%，也就是2018年全球的煤炭有29%以上用于中国煤电。

中国国家统计局数据显示（图1 2005-2019年能源消费总量），我国的能源消费主要还是煤炭。在煤炭的需求方面，一半来自煤电，其余部分主要来自煤炭密集型行业，如水泥、钢铁和有色金属，而这四大煤炭依赖性高的行业主要也就集中在华北、华中、华南、西北东部、东北西南部和西南东部地区。化石燃料是碳氢化合物，燃烧后主要产物是水和二氧化碳，因此二氧化碳的排放与化石燃料消耗有很大的关系，化石燃料消耗会增加会促进二氧化碳的排放。我国各地区的二氧化碳排放密也不相同，与产业结构、能源结构、人口密集等有很大关系，但主要还是化石燃料消耗的影响，根据碳卫星监测数据，中国二氧化碳排放密度分布与中国化石燃料消耗分布基本一致。

图1 2005-2019年能源消费总量

按照《中国应对气候变化的政策与行动2019年度报告》对2018年能源消费初步核算，煤炭、石油、天然气和非化石能源在能源消费中占比分别为59.0%、18.9%、7.8%、14.3%，计划在2020年全国电力用煤占煤炭消费总量比重达到55%以上。国家能源委员会通过的《能源生产和消费革命战略（2016-2030）》计划2021—2030年，能源消费总量控制在60亿吨标准煤以内，非化石能源占能源消费总量比重达到20%左右，天然气占比达到15%左右。虽然我们的化石能源消费比例在下降，但是在一定时期内，我国的能源主要还是依赖化石能源，而且消费绝对量依然是上升的趋势，2019年煤电产量51110.3亿千瓦，按照中国能源的发展战略，预计2030年或更早，中国的煤电产量达到53000亿千瓦左右。

环境容量又称环境负载容量、地球环境承载容量或负荷量，是在人类生存和自然生态系统不致受害的前提下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量。或一个生态系统在维持生命机体的再生能力、适应能力和更新能力的前提下，承受有机体数量的最大限度。区域环境容量的大小是有限的，某种污染物的物理、化学越不稳定，对某种污染物而言容量就越大；环境空间越大，环境对污染物的净化能力就越大，环境容量也就越大；区域性的环境容量受气象条件、地表特性等影响，比如风速、大气温度、大气湿度、山川、平原、植被和周边环境等影响了区域污染物的扩散。当污染物迁徙到某一区域超出了环境的自净能力，就会集中显现出“雾霾”或“灰霾”天气。

Lauri Myllyvirta根据卫星数据分析，在《冠状病毒暂时减少了中国四分之一的二氧化碳排放量》分析得出，2020年春节假期以来，与2019年农历新年假期后的两周相比，二氧化碳排放量减少了25％或更多，二氧化氮水平要比2019年同期低36％，意味着与化石能源消耗量的减少有关。但是在此期间，京津冀及周边地区且出现重污染天气，中科院大气物理所研究员王自发认为，此期间京津冀及周边地区出现多次重污染天气就是不利的气象条件所致。

《 2018年中国气候公报》公布了2018年全国大气对污染物清除能力，全国大部地区的清除能力为2.5～4.5吨/天/平方公里，大部分地区清除能力较近十年同期偏低。区域环境容量可能与工业、城市的扩张有关系。（图2 1961-2018年京津冀区1-3月和10-12月平均大气自净能力指数历年变化）

图2 1961-2018年京津冀区1-3月和10-12月平均大气自净能力指数历年变化

为了研究PM2.5在一天的趋势，排除周边地区及人类活动污染等因素对数据的影响，选取了广西2020年2月6日至2月9日（图3 广西PM2.5每小时浓度数据）和贵州2020年2月17日至2月23日（图4 贵州PM2.5每小时浓度数据）春假及疫情期间的PM2.5每小时浓度数据。这段时间同一天的白天夜间天气状况及风力风向基本一致，所以基本可以排除昼夜风力风向的气象因素；广西和贵州是非供暖区域，可排除取暖的影响；同时在春假及疫情期间，车辆形式相对弱，排除车辆高峰的影响。通过柱状图发现，PM2.5在夜间出现峰值，可能的原因是气温减低，相对湿度增加，导致气溶胶凝聚成团。

图3 广西PM2.5每小时浓度数据