第1章　緒論

1.1　大氣污染概述

大氣污染是我國各大城市面臨的重大環境問題之一^［1］。嚴重大氣污染事件頻發，對人類健康和社會經濟發展構成巨大威脅^［2，3］。城市大氣污染問題長期以來受到公眾、社會和科學界人士的高度關注。

根據2016年中國環境質量公報，2016年全國338個地級及以上城市中，僅有84個城市環境空氣質量達標，占城市總數的24.9%；254個城市環境空氣質量超標，占75.1%。其中，338個城市發生重度污染2464天次、嚴重污染784天次，以PM_2.5為首要污染物的天數占重度及以上污染天數的80.3%，以PM₁₀為首要污染物的占20.4%，以O₃為首要污染物的占0.9%。

由于空氣是人類賴以生存的基本環境要素，與人體的基礎生命過程息息相關，因而嚴重大氣污染的發生勢必會危害人體健康。從人體接觸空氣的途徑來看，通過呼吸道吸入大氣污染物對人體造成的影響是最主要的。正常人吸入的空氣經過鼻腔、咽部、喉頭、氣管、支氣管、肺泡，最后經過肺泡毛細管輸送到人體各部位，維持人體機能的新陳代謝作用。一旦空氣受到污染，整個呼吸系統各個環節均可能發生病變，發生支氣管炎、哮喘、肺炎、肺氣腫甚至肺癌等嚴重疾病。除了呼吸系統疾病之外，由于大氣污染物在人體血液中的輸送影響，也會造成各種心血管疾病的發生，比如高血壓、冠心病、動脈硬化等。城市人群中癌癥的多發，如肺癌等，也被認為與大氣污染有著密切的關系^［2，3］。另外，城市空氣污染還對交通、農業、林業、文物建筑、氣候等造成嚴重影響^［1］。有學者評估認為，僅酸雨一項，導致我國每年經濟損失就達到數百億元^［1］。

鑒于我國嚴峻的大氣污染態勢，如何在發展經濟的過程中改善大氣環境質量，有效降低空氣污染發生對人體健康造成的影響，不僅僅是科學工作者關注的科學問題，也是公眾和社會普遍關心的切身問題。空氣污染預測正是在這樣的背景下產生的^［4～6］。所謂空氣污染預測就是根據城市污染物排放情況以及氣象條件、大氣擴散狀況、地理地貌等因素，來預測判斷未來該地區的空氣污染程度及對公眾日常活動的影響和危害，并及時做出預報。空氣污染預測可以向社會和政府及時提供未來大氣環境質量的狀況，有利于及時采取針對性的措施來控制大氣污染。特別是若預測有重污染事件出現時，可以通知有關工廠限產或控制車輛運行，提醒人們減少戶外活動，以降低空氣污染對身體造成的損害。

因此，深入認識城市大氣污染形成及演化規律，揭示其發生的機理，將有助于發展更科學有效的空氣質量預測方法，這對我國大氣污染防治、環境管理及實現可持續發展具有重要的現實意義和理論價值。