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1.雾霾及其组成成分
1.1雾霾含义
根据气象学的定义，雾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[2]，它是水汽凝结的产物。我们口中常说的雾天主要发生在秋天和冬天。雾天危害也很大，它会降低空气能见度，影响公路、铁路、航空等交通运输，给人们生活带来很多不利影响。霾，我们又称灰霾。霾，由空气中的硝酸、硫酸和有机碳氢化合物等漂浮在大气中的细颗粒物质组成。霾和雾对比，相对湿度小，小于80%，雾大于90%。雾和霾都能降低大气能见度，模糊视野。当相对湿度介于80%-90%之间时，就是我们常说的雾霾天气。一旦雾霾天发生，它不仅使空气变混浊；还会威胁我们的身体，对呼吸系统和心血管系统造成损害。2011年，雾霾天气第一次入选中国十大天气气候事件。
1.2雾霾的组成成分
雾霾的主要组成成分有：氮氧化合物、二氧化硫和可吸入颗粒物。二氧化硫和氮氧化合物是气态的，可吸入颗粒物是形成雾霾天气的主要原因。可吸入颗粒物主要指那些颗粒直径在10微米以下的颗粒物，简称为PM10。而在监测大气质量时，我们通常用PM2.5表示，即颗粒直径在2.5微米以下的颗粒物。通常用质量浓度表示，单位为微克/立方米。由于颗粒物小，所以肉眼看不到。人类能观察到的颗粒物，至少是它放大后20倍。PM2.5直径小，并附带有毒有害的物质，容易从呼吸道被人体吸收。PM2.5浓度越高，空气污染就越严重。
1.3雾霾的危害
PM2.5对人体伤害很大。它附带有毒有害物质，即使出门戴口罩，也不能有效减少吸入。一旦进入人体内，可以通过呼吸系统进入支气管，甚至是肺泡。重金属等有害物质颗粒一旦黏在肺泡上，对人体造成极大地危害[3]。同时，PM2.5浓度升高，还会增加疾病和传染病的风险。雾霾天时，还可能引发心血管疾病，比如高血压、冠心病等。在2013年1月，27个城市受雾霾影响，医院急诊人数爆发性增长，急诊人数增加10%-150%不等，以老人儿童为主。有学者研究提出，雾霾天日照少，紫外线减弱，儿童体内文生素D补充不足，会导致婴幼儿佝偻病发病率提高[4]。雾霾天甚至还不利于农作物的生长，植物光合作用减弱，生长速度减慢。
2.北京及周边地区空气质量状况和雾霾问题
2.1北京及周边地区空气质量
随着经济的发展，社会得到了进步，然而也加剧了空气污染。北京，地处津京唐，经济发达，是中国的政治中心。然而空气质量与经济的发达形成鲜明对比。根据环保部公布的数据显示，2013年北京重污染天气共58天，空气质量为优良的176天，污染指数远远超过其他一线城市。2014年，北京市空气质量优良的为156天。长三角地区空气达标天数约为254天，珠三角地区约为298天。在2014年空气质量相对较差城市中，北京周边地区河北省占了7个，空气污染严重。在这样一个大气污染的省份下，可想而知，北京的空气质量怎么好，京津冀成了大气污染重灾区。
2004—2013年北京大气主要污染物浓度变化
从图1上可以明显看出，自2004年到2013年间，北京大气中主要污染物浓度呈一个显著下降的趋势。大气质量近年来是有一定的改善，空气中可吸入颗粒物浓度最高，二氧化氮次之，浓度最低是二氧化硫。不难发现，在2008年，北京大气各污染物的浓度快速下降。在这一时期，主要是由于举办北京奥运会，加大环境综合整治力度，确保空气质量，严格执行污染物排放标准，控制污染的各种措施的实施。为了给奥运会创造良好的环境，政府采取强制性交通管制和工厂停工，在一定程度上改善了北京的空气质量，降低了大气污染物浓度。然而，虽然北京近些年空气污染物浓度下降，但是由于污染物浓度总量大，近期内无法采取有效措施阻止雾霾天气的发生。一旦出现空气污染，会令人觉得大气质量又下降了不但没改善，还更严重[5]。