空气污染

空气污染是指空气中所包含的一种或多种污染物，影响空气成份，其量、性质及时间可伤害到人类及动植物的性命，令财物受损，或使舒适的生活环境受到干扰（如气味）。空气的成份为78%的氮，21%的氧，另在加上微量的悬浮微粒、二氧化碳、水蒸气、氩气及其他稀有气体等，其组成会因污染而稍有改变，大自然的『自净作用』通常会让原本的平衡状态得以恢复，保持大气的稳定。不过，环境的自净能力是有限的，当污染物的数量超过环境自净能力时，污染的危害就不可避免地发生，生态系统就受到破坏。 
污染的来源既可以是天然的，也可以是人为的，常见的人为来源包括：固定源（如工业污染、废物处理、回收场、发电厂等）、移动源（如机动车辆）、逸散源 ( 如营建与农业）及其他（如餐饮与和焚烧冥镪金纸）等等。更多的污染源还包括森林火灾、沙尘暴、火山活动、海盐飞沫、地壳岩石风化等。 
污染物又可按其特性分为：气状污染物，包括硫氧化物、氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳、氯气、氯化氢、氟化物、氯化烃等；粒状污染物，包括悬浮微粒、金属煤烟、黑烟、落尘、酸雾等；二次污染物，此乃污染物在空气中再经光化学反应产生的污染，可包括光化学雾、光化学性高氧化物（如臭氧）等；以及恶臭物质，包括硫化氢、硫化甲基、硫醇类、氯气、甲基胺类等。
2008年，布莱克史密斯研究所在世界污染最严重地区报告中将室内空气污染和城市空气质量被列为世界最严重的致命污染问题。根据2014年世界卫生组织报告，2012年空气污染导致全球700万人死亡。
污染物.
空气污染物是空气中的物质，对人类和生态环境产生有害影响。该物质可以是固态颗粒、液态液滴、或是气体...污染物可以是天然的，也可以是人造的。污染物被分为初级污染物和次生污染物。初级污染物通常由过程产生，如火山喷发的烟灰。其它例子包括机动车尾气中的一氧化碳，或工厂排放的二氧化硫。次生污染物不是被直接排放的。它们是由初级污染物反应形成的。地面臭氧层就是典型的次生污染物。有些污染物可以既是初级的，又是次生的：它们可能来自直接排放，或是由其它初级污染物合成而来。
人类活动产生的主要初级污染物包括：
次生污染物包括：
其它空气污染物包括：
持久性有机污染物是有机化合物，在化学、生物和光解过程中难以自然分解。由此，它们在自然中存留持久，可以远距离扩散，在人体和动物组织内积存，通过食物链放大，对人类健康和自然环境造成潜在的重要影响。
颗粒物.
颗粒物（particulate matter，PM）或称粒状物、悬浮微粒、大气微粒物质，是悬浮在空气中微小的固态或液态粒子。与之相对的是气溶胶，常常指微粒和气体的混合物。一些颗粒是自然生成的，如火山爆发、沙尘暴、森林或草地火灾、植物或海上浪花。人类活动，如机动车燃烧化石燃料、电厂或其它工业过程都会产生大量气溶胶。从世界平均水平来看，由人类活动而产生的气溶胶只占大气中的10%。空气中颗粒物增加与健康威胁如心脏病、肺病有关。悬浮物通常以颗粒的大小来区分，而当中的可吸入悬浮粒子则可影响人体健康。其中，空气动力学直径（以下简称直径）小于等于10微米的颗粒物称为可吸入颗粒物（PM10）；直径小于等于2.5微米的颗粒物称为细颗粒物（PM2.5）。颗粒物能够在大气中停留很长时间，并可随呼吸进入体内，积聚在气管或肺中，影响身体健康。
这些可吸入悬浮颗粒还可以再细分为PM10和PM2.5两类：
直径约为0.1mm的粉尘颗粒有超过50%会沉积在肺部，含硅的粉尘更会对人体造成永久伤害，例如引致矽肺病。
香烟尘是常见的悬浮颗粒，因粒径小（在0.001至0.1mm之间）、扩散力强，在静止空气中几乎可以不沉落，不仅即时可见污染恶果，长期吸入更可以导致肺癌。
其他常见的悬浮颗粒：
来源.
各种地点、活动和因素能导致污染物进入大气。这些来源被分为两大类。
人为来源：
这些主要包括燃烧各种燃料。
自然来源：
排放因素.
空气污染排放因素所代表的价值是人们试图将排放到清洁空气中的污染物数量以及排放活动相互联系起来的事情。这些因素常常表述污染物的量，通过单位重量、体积、距离和排污活动持续性(如每吨煤燃烧后所产生的颗粒物的公斤量)。这些因素导致对各种空气污染来源进行评估。在许多例子中，这些成分常常是将所有可接受质量进行简单平均，并常常认为这是对长期平均数的代表值。
持久性有机污染物列表上有12种化合物。二恶英和呋喃只是其中之二，是由有机物燃烧所发
生的，如燃烧塑料。持久性有机污染物也是内分泌干扰素，可以扭曲人类基因。
暴露在空气污染物下.
空气污染风险是污染物危害和暴露在污染物下所产生的负面功能。暴露在空气污染物可以表述为对某人、某些人群(如某郡的邻里或儿童)或是对所有人的影响。例如，某人想要计算在某一地理区域内暴露在有害气体下的问题，这包括各种微观环境和年龄人群。这可以被计算吸入量。计量可以为在各种场合下每日暴露量(如室内微观环境和户外地点)。暴露需要包含各个年龄层和其它人口统计人群，特别是婴儿、儿童、孕妇和其它敏感次人群。暴露在空气污染物下需要综合空气污染物浓度、各地时间和每个次人群在某一时间的吸入量，以及该次人群所参与的活动(游戏、做饭、阅读、工作等)。例如，小孩吸入率比成人小。小孩参与各种剧烈活动比参与安静活动的儿童吸入率要大。这样，每日暴露需要反映在微观环境中所花费的时间以及活动种类。每个微观环境的空气污染物浓度需要总结以判断这一暴露。
室内空气质量.
通风不顺畅导致室内空气污染浓度上升，而人们待在屋子里时间太久。氡气是致癌气体，在地球某些地方会散布出来，进入屋子里。建材，如地毯和胶合板会散发出甲醛(H2CO)。图画和溶剂在变干时会散发出挥发性有机化合物。铅画会蜕变为尘土，被人体吸入。一些空气污染物是由空气清新剂、熏香和其它香水造成的。炉子里的柴火也会造成许多烟尘。室内致命的污染物可能是使用杀虫剂和其它化学物质，缺乏通风所致。
一氧化碳(CO)中毒和致命常常是由于烟筒出问题导致的，或是在屋子里烧煤。慢性一氧化碳中毒甚至可以因信号灯燃烧不良引发。所有的室内下水道都有存水弯，防止臭气和硫化氢反进室内。在干洗数日后，衣物依然会散发出全氯乙烯或其它干洗液体。
虽然石棉已经在许多国家禁止使用，但许多工业和室内环境所留存的石棉依然很多，留下许多健康隐患。石棉会导致慢性炎症，影响肺部组织。在长期、大量接触石棉后会导致石棉在肺部积存。患者会出现呼吸困难，会诱发各种肺癌出现。由于非技术文献常常解释不清楚这一问题，人们应该对一些疾病进行区分。根据世界卫生组织 ，这些包括石棉肺癌和腹膜间皮细胞瘤(非常罕见的癌症形式，总是与长期接触石棉时出现)。
室内空气污染的生物来源包括气体和颗粒物。宠物会产生皮屑，人也会产生皮屑和头发丝，床上、地摊上和家具上的尘螨会产生酶和微小的粪便、排放甲醛、导致墙壁发霉、产生霉菌毒素和孢子。空调系统也会产生军团杆菌病和霉菌，室内植物、土壤和周围的花园也会产生花粉、尘土和霉菌。缺乏空气通风会导致空气污染物堆积，以至于比自然含量还要高。
影响.
空气污染的一个重要风险因素是导致一系列健康问题，包括呼吸感染、心脏病、慢性阻塞性肺病、中风和肺癌。由空气污染所导致的健康问题可能包括呼吸困难、哮喘、咳嗽、气喘、甚至是加重现有的呼吸和心肺疾病。这些问题会导致用药增多，频繁出入急诊室，死亡率提升。因空气质量低劣所导致的人类健康恶化普遍存在，但主要影响的是心肺系统。个人对空气污染的反应不同，取决于污染物的种类、暴露情况、个人的健康状况和基因因素等。就室内室外空气污染死亡率上来说，发展中国家年龄不满5岁的儿童受到的危害最大。
死亡率.
据估算，每年约有700万人死于各种空气污染。根据世界卫生组织，印度中风死亡率也很多。2013年12月估算得出中国每年因空气污染导致500,000人死亡。机动车排放的污染物和肺炎相关死亡病例也有关系。
在欧盟，空气污染会减少寿命预期九个月。所导致的疾病包括中风、心脏病、慢性阻塞性肺病、肺癌和肺部感染。
美国环保局估算如果对柴油机技术进行改良("第二级")会减少"过早死亡"12,000起、心脏病15,000起、儿童哮喘急诊6,000起、呼吸性疾病8,900起。
美国环保局估算相比目前的75-ppb(十亿分之一)地面臭氧浓度若为65-ppb，2020年全世界会减少1,700到5,100起过早死亡。环保局计划的更严格标准可以预防26,000起严重哮喘，以及数以百万的病假问题。
一项在南加州洛杉矶盆地和圣华金谷进行的空气污染成本和健康的新经济研究揭示，由于空气污染水平违反联邦标准，导致每年超过3,800人过早死亡(比正常早了14年)。同一地区每年因此过早死亡的人数大于机动车事故的死亡率，后者少于每年2,000起。
柴油尾气也是制造空气污染物的主要元凶之一。在一些人类实验中放置柴油尾气，会导致急性血管功能障碍和血栓形成。这显示之前所述的空气污染颗粒物与心血管发病率和死亡率之间存在关系。
心血管疾病.
2007年一份研究显示暴露在环境空气污染下与死于心血管疾病成正面相关(范围：每10μg/m3增加12%到14%)。
空气污染也会增加中风的风险，特别是在发展中国家，那里的污染水平最高。2007年一份研究显示妇女受空气污染不但会引发出血性中风，而且会引发缺血性中风。在2011年定群研究中发现，空气污染也与冠状动脉中风发生率和死亡率增加有关。研究认为影响可能包括血管收缩、低水平炎症和植物性神经系统失衡等机制问题。
肺病.
慢性阻塞性肺病包括慢性支气管炎和肺气肿。
研究显示暴露在交通空气污染下导致哮喘和慢性阻塞性肺病患病风险增加另外，空气污染与哮喘和慢性阻塞性肺病住院率和死亡率增加都有关系。
由于1952年伦敦烟雾事件，1960-1961年的一项调查对比伦敦293位居民和格罗斯特、彼得伯格、诺维奇的477位居民，显示后三成患慢性支气管炎死亡率都相对较低。所有研究对象都是男性邮递车驾驶员，年龄在40到59岁之间。与居住在边远乡镇的对象对比，伦敦对象呼吸道症状更加严重(包括咳嗽、痰和呼吸困难)，肺功能下降(FEV1和峰值流量)，痰多脓多。对于年龄在50-59岁的对象来说，差别更大。研究控制了年龄和吸烟习惯，因此空气污染结果更可能被展示出来。
和囊肿性纤维化类似，居住在日益城镇化的环境里导致健康状况更加恶化。研究显示城市患者黏液分泌过多、肺功能低下、自查慢性支气管炎和肺气肿更多。
绿色和平2019年7月发布的《公众对香港污染问题的认知与观感意见调查》，近八成人表示曾经或正受空气污染影响，大部分影响和健康相关，例如：鼻敏感、哮喘发作等。短期会引发支气管过敏及哮喘患者对致敏源的反应加持；长期更会增加患肺癌的风险，妨碍儿童肺部发育等。
癌症.
就暴露在空气污染下是否是癌症风险因素这一问题，2007年的研究得到确切数据，发现长期暴露在PM2.5(细颗粒物)下每增加10μg/m3就会增加非事故死亡率6%。暴露在PM2.5下也与肺癌死亡率风险增加有关(范围：每增加10μg/m3提高15%到21%)以及综合心血管死亡率(范围：每增加10μg/m3提高12%到14%)。研究进一步注意到生活在繁忙交通要道附近会增加上述三种风险结果——增加肺癌死亡率、心血管疾病死亡率和综合非事故死亡率。研究人员也发现暴露在PM2.5下与冠心病死亡率正向相关，暴露在SO2下会增加肺癌死亡率，但研究数据没有找到过硬的结论。 另一项研究显示活动量增大导致气溶胶颗粒加速沉积在人体肺部，因此建议在高污染区域内减少强体力活动，如在室外跑步。 
2011年，丹麦大型流行病研究发现在氧化氮浓度较高的地区居住，导致居民患肺癌几率增大。研究中，非吸烟者关系比吸烟者还大。2011年，另一项丹麦研究也发现空气污染和其它癌症形式有关，如子宫颈癌和脑癌。
儿童.
在美国，虽然洁净空气法案于1970年通过，但在2002年至少有1.46亿名美国人居住在未达标区域里，即该区域空气污染物浓度超过联邦标准。这些危险的污染物被称之为标准污染物，包括臭氧、颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和铅。新德里等城市也采取了相应的儿童保护措施，印度公交车现在使用了压缩天然气以减少“豆子汤”式雾霾。欧洲最新研究显示暴露在超细颗粒物下会导致儿童血压上升。
对中枢神经系统影响.
研究显示持续暴露在空气污染下会影响中枢神经系统（特别是在儿童发展阶段）。
2014年6月，罗切斯特大学医学中心的研究在《环境健康展望》期刊上发布，研究发现过早暴露在空气污染所导致的大脑伤害等同于孤独症和思觉失调症。研究也显示空气污染会影响短期记忆、学习能力和冲动性。研究员狄波拉·柯里-施乐塔教授称：“当我们仔细观察脑室后发现到，环绕脑室的白质并没有完全发育。这似乎是因为发炎损害了脑细胞且阻碍了该脑区的成长，脑室则干脆膨胀来填充空间。我们的研究也发现有关身体发育的证据，即空气污染与孤独症以及其他有关。”
另外，研究也发现空气污染对男性的负面影响比女性更大。
《美国国家科学院期刊》中的研究发现，空气污染会增加罹患阿兹海默症或其他型式之失智症的风险；在神经心理学方面则会增加罹患忧郁症的风险。许多文献也表明，空气污染对于学生的认知能力有负面的影响。许多空气中的污染物会同时夹带有毒物质进入一些通道到达人脑进而改变脑中的神经化学。研究指出，空气污染与较低的认知功能测验成绩相关（特别是教育程度较低且性别为男性的受试者），但空气污染与较低的认知功能测验成绩并非因果关系。研究人员说，「长期暴露于空气污染中」之所以对于教育程度较低且性别为男性的受试者的影响较大的原因之一可能是这些受试者有较高的比例职业为从事户外劳动（力）的工作。
相对“干净”的地区.
即便某些地区空气污染水平相对较低，公共健康依然会受到严重影响，这是因为吸入的人多。2005年不列颠哥伦比亚肺协会科学研究显示，2010年空气质量进步一小步(PM2.5和臭氧浓度减少1%)会使得温哥华市区增加2900万美元年存款。这项发现是根据健康评估中致命和非致命影响得出的。
生态系统.
烟尘等粒子覆盖植物的叶片，阻碍植物吸收阳光，因此降低光合作用的效率。二氧化硫、二氧化氮溶于空气中的水份，形成酸雨、酸雾、酸雪，或直接溶于水体（湖泊、溪涧），降低水土酸碱度，使植物和水中生物死亡。二氧化硫能直接杀死地衣。空气污染导致全球增温、臭氧耗损、破坏生态系统。
2014年，印度报道空气污染导致农作物歉收，2010年污染最严重的地方与1980年水平相比减产过半。
社会.
空气污染导致的酸雨侵蚀金属及大理石建筑、雕像，毁坏户外文物、艺术品。降低土壤酸碱度，降低农产品收成。光化学烟雾降低能见度，影响旅游业及对空中交通造成危险。因空气污染而致病的人口造成医疗负担。令能见度下降，游客减少，经济倒退。
空气污染一般集中在人口密集的大都市里，特别是在缺乏环境监管或疏于管理的发展中国家。然而，即便在发达国家里，人口密集地区污染也达到了臭不可闻的地步，如洛杉矶和罗马就是两个例子。在2002年和2011年，北京肺癌发病率翻了将近一番。虽然吸烟依然是中国肺癌的首要致因，但吸烟人数正在下降，而肺癌人数却依然上升。
世界上最严重的短期市民污染事件为印度1984年博帕尔事件。氰化物从美国联合碳化物工厂泄漏出来，瞬间夺走了25,000人的命，受伤人数在150,000到600,000人左右。英国最严重的空气污染事件是1952年伦敦烟雾事件。在6天中，超过4,000人毙命，近期评估的数据则为接近12,000人。前苏联靠近叶卡捷琳堡的生物武器实验室在1979年发生炭疽病泄漏，即斯维尔德洛夫斯克炭疽泄漏事件，导致至少64人死亡。最严重的单次污染事件为1948年10月美国宾夕法尼亚州多诺拉镇事故，导致20人死亡，超过7,000人受伤。
污染物的测量.
一般用μg/m3（微克／每立方米）作为单位；也有用PPM（parts per million，百万分率）作为单位。测量的标地为一般常见单一污染物，例如可吸入悬浮粒子、一氧化碳。在不同天气、风向、风速、气温、相对湿度下测量得的各项数值有差异。在周末／工作天、繁忙／非繁忙时段、空气污染高峰时间／平时，所测量得的数值皆有差异。
空气质量预报，是指利用各种技术对空气中的污染物浓度及其时空分布进行预测。就预报方法而言，空气质量预报方法包括：数值预报、统计预报、潜势预报。空气污染指数（，API）是一个表达空气污染程度的数值，而每个国家的标准不同，其优点是简单易记，但缺点则是含糊抽象、太笼统，或以-{zh-tw:空气品质指数;zh-cn:空气质量指数;}-（，AQI）表达。
中国大陆政府正逐步开始发布空气污染指数。美国驻中国大使馆和领事馆使用美国联邦参考监测（FRM2.5）仪器对北京和广州的空气质量（PM2.5和臭氧含量）进行24小时监测并每小时在其官网 ，twitter和手机移动应用软件GZAir（由飞客FabriQate开发）上发布空气污染指数。
香港.
香港的空气污染指数20年来都没有检讨过，远远落后世界卫生组织的安全标准。故此，绿色和平制订了空气污染真相指数 ，以另一方式反映香港空气污染的情况，希望保障市民的健康。随著各界压力，政府终于在2014年更新空气质素指标，并因此在2013年底用空气质素健康指数代替空气污染指数，使市民了解空气污染与健康的关系。空气质素健康质素将各种污染物浓度以对健康的影响的方式反映，指数越高，表示当天空气污染所导致的短期健康风险增幅越大。
2018年，香港环保署辖下空气科学与健康专家小组，于去年中修订的健康和经济影响评估方法文件（Methodology Paper for Health and Economic Impact Assessment）显示，若以长期暴露于空气污染物计，微细悬浮粒子（PM2.5）及二氧化氮（NO2）的浓度每增加10微克／立方米，死亡风险会分别升6.2%及3.9%；短期而言，死亡风险亦分别增加0.41%及1.03%。
加拿大.
在加拿大，空气污染对健康风险的影响是由空气质量健康指数(Air Quality Health Index)。该健康工具有助于进行决策，减少短期污染物暴露程度，在空气污染物浓度增高时调节活动。
空气质量健康指数是一联邦项目，由加拿大环境部和加拿大卫生部主办。指数也得到了地方政府和事业单位的支持。空气质量健康指数可以检测健康威胁，参与社区互动，强化执行。该指数范围为从1到10+，用以表示当地空气质量对健康的威胁。有时，当空气污染物浓度异常高时，数值会超过10。该数值也提供未来空气预测，为健康提供建议。
即便是低水平的空气污染也会对敏感人群带来不适，而指数是连续性的：数值越高，对健康的威胁越大，需要多加注意。数值与健康的关系是'低'、'中'、'高'或'非常高'，并给出相应的行为建议。
该尺度是根据观察二氧化氮(NO2)、地面臭氧(O3)和颗粒物(PM2.5)与死亡率之间的关系得出的，在加拿大一些城市进行分析。重要的是，上述三种污染物即便含量不多，对健康也依然存在威胁，特别是与其它已存的健康威胁一同来袭时尤甚。
在研发空气质量健康指数时，加拿大卫生部最初的污染物分析数据包括五种：颗粒物、臭氧、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)和一氧化碳(CO)。后两种对健康影响测不准，就没有纳入公式。
空气质量健康指数无法检测臭味、花粉、粉尘、气温或湿度。
能减低空气污染的措施.
各种空气污染控制技术和土地规划策略都可以减少空气污染。在最基本层面上，土地规划常包括区域和运输基础设施规划。在最发达国家，土地规划是社会政策的重要部分，保证土地在经济和人口上能够得到最大优化，包括环境保护。
减少污染物移动来源包括初级管理(很多发展中国家都有许可性管理)，新资源延伸管理(如船舶、农业设备、小型燃气驱动设备，如线式修边机、链锯、雪地车)，增加油料效率(如使用混合驱动汽车)，转用清洁能源(如生物乙醇、生物柴油或电动车)。
一些对二氧化钛的研究观察了其减少空气污染的能力。紫外线可以从该物质上打出自由电子，释放游离基，解开挥发性有机污染物和NOx气体。一种形式是超亲水。
控制设备.
如下设备常用于工业和交通业污染控制。它们要么可以摧毁污染物，或是从污染流中将污染物清除出来，防止它们进入大气。
麻烦地区.
空气污染麻烦地区是空气污染物排放导致个人健康负面效应持续增加的地方。麻烦地区常见于人口高度密集、城市地区，那里聚集了固定污染源(如工厂)和移动污染源(如汽车和卡车)。从这些来源散布的污染会导致呼吸系统疾病、儿童哮喘、癌症和其它健康问题。每年，细颗粒物如柴油碳烟导致超过320万过早死亡，成为重要问题。污染物很细小，可以沉积在肺里，进入血管。 柴油碳烟会聚集在人口密集的地区。
空气污染麻烦地区会影响各类人群，一些人群却更可能居住在这里。之前的研究显示，种族或收入会影响污染物暴露的情况。有害土地使用(有毒物质存放和废料处理、工厂、主要道路)常常设立在穷人区域。社会经济地位低下也会遭受到各种麻烦，包括种族问题，使得问题缺乏管控或无法搬迁到污染物较少的地方。这些社区污染物负担沉重，更容易遭到健康威胁，如癌症或哮喘。
研究显示，种族和收入差距不但与污染物暴露程度有关，而且与健康问题有关。相比特权阶级来说，社会经济地位卑微和少数族裔更容易因暴露在污染物下而遭到健康损害。黑人和拉美人比白人和亚裔面对的污染物更多，低收入社区承担的风险更大。种族不平等，特别是在美国南部的郊区和美国西部和中西部的城市内尤甚。住在公共住宅里的居民一般是低收入人士，而且无法搬迁到污染物较少的地区，他们受到临近精炼厂和化工厂的影响更大。
大气扩散模型.
分析空气污染的基本工具是各种数学模型，可以预测空气污染物在大气层低位的转播。基本方法有：
点扩撒模型理解得最透彻，因为它在数学上相对简单，研究的时间比较长，可以追溯到1900年，它使用高斯扩撒模型模拟持续上浮污染卷流，预测空气污染等浓度线，并考虑了空气速度、烟囱高度、排放率和稳定度。这种模型被详尽证明和矫正，检验了各种大气环境的数据。