空气污染物有生物性的(如微生物、病毒)、物理性的(如电离辐射)和化学性的。化学性空气污染物是指空气中所含对人体有害的各种状态(如粉尘、烟尘、气体、蒸气及雾)的化学物质。空气污染是致病的重要因素，因此研究空气中化学污染物的物理状态，及其对机体的影响和作用，从而设法控制其危害，是卫生学和毒理学的一个基本内容。

工农业生产中的原料、中间体、成品或副产品，以及废弃物，都可造成空气污染，按其在空气中所存在的状态可分为： ①粉尘：固体微粒，直径大于0.1μm，由于有机或无机物如谷物、木材、岩石、矿石、煤、金属等等受轧碎、磨细、撞压、爆破等机械作用而产生。粉尘没有再自成固块的性质，除非受静电力的作用，而且不能自行扩散，但可因地心吸力影响而沉降。②烟尘：又称烟、烟气或烟雾。也是固体微粒，由含碳物质不完全燃烧所形成，也可由于气态物质遇冷而凝成，如金属(锌、镁、镉等)熔化时，其蒸气经氧化凝聚成为金属氧化物烟尘，一般指微粒小于0.1μm者。烟尘能自行结成小块。③雾：悬浮于空气中的液体微滴。气态物质遇冷凝成液体，或液体被喷洒、散发而形成雾，如硫酸雾、铬酸雾等。④气体： 占据周围空间的正常无定形流体，能扩散，合并使用增压及减温作用，能使之成液态及固态，如氯气及二氧化碳等。⑤蒸气：在常温常压条件下为固体或液体物质的气态，并仅需增压或减温作用，即能使其恢复为原来的固体或液体状态者，如升华(碘)及蒸发(苯)的气体。

以粉尘、烟尘、雾、蒸气等状态的物质为分散相，散布于空气(分散介质)中，形成气溶胶。由固体物质状态所形成者为固体气溶胶，由液体状态形成者为液体气溶胶。某些烃类在日光作用下与氮氧化物结合，能产生一种危害性大的空气污染物，称为光化学烟雾，是在空气中散布着多量固体和液体状态物质的一种特殊类型的气溶胶。

散布于空气中的各种物质，其人为的来源是生产过程中的燃烧、熔融、钻凿、喷砂、粉碎和碾磨，以及气体的逸散排放，液体的蒸发、冷凝、喷雾和喷洒等。也可来自自然界，包括各种有机或无机粉尘以及来自海洋的物质，如由风吹散的雾，蒸发形成的盐，火山散发的大量二氧化硫和硫化氢以及微粒或飘尘，大气层上部的紫外线与氧反应形成的臭氧等。生物的活动可产生若干化学物

空气污染物颗粒大小范围

包括氮氧化物、氨、碳氧化物、硫化氢以及许多有机化合物。因风的吹动而散布于空气中的物质，其数量很可观，有人在无人烟区域测得颗粒总数近于103颗/cm3，小于0.1μm的可溶性核(核系指细小的微粒)约为100颗 /cm³。直径小于0.1μm的尘粒称为Aitken核，多数为可溶性硫酸铵，系由硫化氢及二氧化硫氧化，再与水及氨反应所形成。据测定，空气中污染物的颗粒大小，范围较广(见上表)。

测量颗粒大小的仪器或方法的使用范围见下表。

各种颗粒大小的测量仪器或方法的测量范围

空气中污染物主要通过呼吸道及皮肤进入人体，经口途径较为次要。散布在空气中污染物的性状具有重要的毒理学意义。

(1) 分散度： 即物质分散程度。分散度愈大，即小颗粒物质所占比例愈大。分散度的大小就粉尘形态的污染物而言，与其在空气中的运行、进入呼吸道或阻留的机会以及物质的化学活性有关。粉尘的分散度也与其沉降速度有关。飞扬的粉尘沉降速度还与其比重、形状、粒子大小有关，也和所处环境空气的比重、粘稠度以及静止或流动等情况有关。粉尘沉降时，在空气介质中受两种相反作用力的影响。重力使物体呈垂直方向向下运动。尘粒与空气之间的摩擦力则阻挠这种运动。假设粒子是球形的，则重力(T)和摩擦力(F)可从下式求得。

式中r为粒子半径 (cm)，ρ为粒子密度 (g/cm3)，ρ1为空气密度(g/cm3)，g为重力加速度(981厘米/秒2)。

F=6π·η·r ·V

式中η为静止空气的粘稠度，在室温21℃时为1，814×10^-7泊(1泊=1克/厘米·秒);V为粒子的沉降速度(厘米/秒)。当粒子直径大于10μm时，虽然随着落下速度的增加，摩擦力也随之成比例增加，但重力大大超过摩擦力，因此粒子以加速度下沉。当粒子直径逐渐变小时，则摩擦力逐渐接近重力，这时加速度停止，而粒子以等速度下沉，其在静止空气中的降落速度与其半径平方成正比。因此：

上式也称Stokes定律，式中ρ1极小，可略而不计，η和g用数值代入，得

V=1.2·10⁶·r²·ρ(厘米/秒)

由此可计算空气中尘粒沉降或滞留的状况，如1μm的石英粒子从1.5～2m高处落到地面时须5～7小时。由于粒子在一定时间内可浮悬在空气里，因此增加了吸入的机会。

(2) 布朗运动： 更小的粒子质量极小，被驱散于空气中时，由于气体分子的撞击作用，使其作不规则无定向的摆动，这种现象称为布朗运动。粒子越小，温度越高，布朗运动越剧烈，Einstein用数学方式表达如下：

式中A为在已知时间t中运动的摆幅，R为气体常数(8.316×10-7)，N为Avogadro数 (1分子=6.06×10²³)，T为绝对温度，η为粘稠度(21℃时为1，814×10^-7泊)，r为半径。

随着粒子的变小，布朗运动增加，重力沉降则减少。粒子增大时则与此相反。Gibbs据此以银粒子为例，得出其大小与重力沉降速度和分子撞击速度之间的比较如下表。

粒子大小与重力沉降速度和分子撞击速度

从上表可见，对直径0.2μm的粒子来说，重力和分子撞击速度已趋接近，而较小粒子的分子撞击速度则较高。在粒子直径为0.25μm左右时，两者速度差异最小，也即活动性最小。这在研究空气中粉尘性状时具有实际意义。可以看出，滞留在呼吸道内的粒子以直径0.2～0.3μm者最少，约有80%又重新呼出。粒子直径为0.1μm或更小时，布朗运动和其他作用妨碍其沉降，因此这些粒子实际上可以永远滞留于空气中。

(3) 比表面积： 即单位体积的表面积。粉尘的分散度越大，则比表面积就越大，如一立方体材料边长为1cm，其表面积为6cm2，若将该立方体分成边长1μm的立方体，则形成10¹²颗粒，其表面积增大10⁴倍((6m²： 6cm²)。比表面积越大，尘粒与周围环境的接触面越大，化学活性越强，粉尘的物理化学特性也越强烈。粉尘的吸附能力与粉尘粒子大小有关，尘粒吸附气体，气体妨碍尘粒粘在一起而增加其稳定性，即增加了它们停留在空气中的时间。如果尘粒吸附有毒气体，如煤烟、木炭及纺织灰尘吸附了一氧化碳，也就增加了尘粒的危害性。

以上这些固态物质粒子大小的特性也适用于液态物质。

(4) 形状： 粉尘的形状在一定程度上影响粉尘粒子在空气中的运行，尘粒越近球形，沉降越快。在实际生产环境中，空气流动极不规则，粉尘形状多种多样，如石棉呈长纤维状，因此沉降情况就极为复杂。

(5) 比重： 粉尘的比重与其在空气中的沉降速度成正比。比重大的气体和蒸气，从理论上讲，当它自发生源散布于空气中时即会沉降;但实际上，以比重为2.6的二硫化碳蒸气为例，须达高浓度(超过1mg/l)时始呈下浓上淡的梯度分布; 低浓度时则并不如此，而且遇有热压存在时，还有上浓下淡现象。在决定通风排气装置部位时应予注意。

(6) 荷电性和比电阻： 尘粒吸附气体离子，或与其他固体或液体表面接触时，互相摩擦而带电;尘粒在粉碎过程中也能荷电。此外，含尘空气在管道中运行时也高度荷电，荷电量与尘流速度有关。例如，煤尘在尘流速度为2.14m/秒时，荷电1，000对离子;速度加倍时，荷5，800对;速度4倍时，荷7，600对;速度13m/秒时，荷20，000对。尘粒的荷电性与温度、湿度有关。温度相同而湿度增高时，荷电量降低。环境改变，荷电情况也改变。同一种粉尘粒子，可荷正电、负电或不带电，与其化学性质无关。用超显微镜研究时，悬浮在空气中的粒子80～95%带正电或负电，5～20%不带电。粉尘的荷电性有下列意义： ①与尘粒的沉降速度有关。假使全部粉尘粒子具有同性的电荷，因为互相排斥，就提高了粒子悬浮在空气中的稳定性。有异性电荷的粒子，则相互撞击时凝聚并丧失电荷，粒子变大，加速了沉降。静电除尘法就是利用粉尘的荷电特性。②与尘粒在体内的阻留有关。荷电的粒子在体内的阻留率较高; 例如在实验观察中，铝尘96%荷电，荷电的粒子在呼吸道的阻留率为68%，非荷电粒子为22.3%。

尘粒的比电阻是考虑选用电除尘器的一项主要因素。比电阻在104～5×1010欧姆·厘米范围内的粉尘，才适于用电除尘器捕获;若粉尘的比电阻低于或高于该范围，都会使电除尘器的除尘效率显著降低。由于比电阻与粉尘本身的性质以及含尘气流的温度、湿度、化学杂质含量等因素有关，故比电阻是在生产现场操作条件下测定而得的。

(7) 吸湿性： 尘粒吸湿性由其成分、大小、荷电状态、温度和气压等条件决定。吸湿性随压力增加而增加，随温度上升而下降，随粒子变小而减少。易吸湿者称为亲水性，反之，为疏水性;就疏水性尘粒而言，用湿润方法不能除去。湿润剂可提高粉尘吸湿性。吸湿后能形成不溶于水的硬垢的粉尘，称水硬性粉尘，由于其结垢，导致除尘系统的堵塞，故在除尘系统设计时应注意及此。某些气体如氯化氢、氟化氢等吸湿性强，易溶于水，因而增加了对人的作用强度。又如某些物质虽然本身毒性不大，但吸湿后，由于与其中的杂质起作用而造成中毒，如炼锡废渣所引起的砷化氢中毒、矽铁粉尘引起的磷化氢中毒等等。

(8) 挥发性： 固态和液态物质的危害性除与其固有毒性有关外，还与挥发性有关。物质的挥发性愈大，愈易形成蒸气散布到空气中。毒理学上把固有的毒性称为一相毒性，即所谓绝对毒性;而把由于挥发而产生的危害作用称为二相毒性。两者不一定成平行关系，如不同分馏点的汽油，往往沸点愈高，一相毒性愈大; 而同时由于挥发性的降低，二相毒性则减低。物质的挥发性常以蒸气压来表示(mmHg)，而物质的蒸气压则随温度的升高而增大。当蒸气压达到一个大气压 (760mmHg)时的温度即为该物质的沸点。在同一温度下，沸点低的物质其蒸气压较沸点高者为大，换言之，沸点低者其挥发性大。在某一温度下的蒸气压，可换算为该温度下的饱和浓度(mg/l)，公式如下：

C_tp=0.0587M·P·A

式中C_tp为某一温度下空气中毒物的饱和浓度(mg/l)，M为分子量，P为蒸气压(mmHg)，

挥发性大的物质在人皮肤、粘膜所停留的时间短，发生毒作用的机会也少; 不易挥发者，则作用大。但对于经呼吸道吸入的，则挥发性大者，其危害较大。挥发性大的易燃物，须知其自燃极限及闪点。自燃极限以在空气中容积的百分比表示;闪点指在标准条件下，能使易燃物产生蒸气并到达可以引起燃烧的最低温度。这两点对防火防爆很重要。

(9) 浓度： 散布于空气中细小微粒的浓度受很多因素影响，如散发量、散射速率、物理状态、在空气中的化学反应以及气象条件(温度、湿度、风速)，而特别是细小的微粒受着空气运动的支配。排放于大气中的污染物则又与排放高度有关。大气污染严重时，往往由于大气层温度逆转以致阻碍了污染物的垂直扩散，因而增加了污染浓度，并加重了化学物的交互作用。浓度的表示方法常用mg/m3或mg/l;对气态物质，除百分比外，还常用100万份的空气容积中某一物质所占的容积份数，即ppm表示，常按气温25℃(或0℃)大气压760mmHg条件下的容积计算。以上两种单位可通过下列公式换算：

25℃时用24.45，0℃时用22.4。