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雾霾的成分十分复杂，总的来说分成三类：自然的粉尘和扬沙，燃料燃烧的各种产物与二次产物，细菌、病毒等微生物。其中自然的粉尘和扬沙本身对人体无害，只有在吸入呼吸道后会刺激呼吸道黏膜，容易使人哮喘。细菌和病毒是很多流行病的根源，流感就是其中一例。我们要讨论的是第三类：燃料燃烧的产物与二次产物。
北京市PM2.5排放源解析（来自 2011年北京市环保局发布数据）
燃料燃烧主要是由于人类活动引起的（如图）。偶有火山喷发，森林大火也会给空气中带来大量颗粒物。在人口密集的城市、工业区，燃料排放占到了大气悬浮颗粒物的一半以上。北京市环保局2011年的数据表明，北京的颗粒物污染中有68%都是由于各种燃料燃烧产生的。而上海市环保局2012年的数据表明上海的颗粒物污染也有约70%来源于燃料燃烧。毫无疑问地说，大城市中的颗粒物污染主要都是来源于燃料的燃烧。
在燃料燃烧的产物中，有很多污染物并不是直接以颗粒物的形式排放的，而是前面所说的污染气体。这些污染气体有的可以直接互相反应，有的溶于水以后会与水滴里其他的物质发生反应，形成很多新的污染，叫做二次产物。有研究表明，北京市机动车直接排放的PM2.5只占雾霾组成的4%，但是二次产物占到了26%。按照成分分类，二次产物有二次无机物和二次有机物两种。 二次无机物的来源主要是含硫化合物（二氧化硫，硫酸根）和含氮化合物（氮氧化物，氮氢化物），在阳光和臭氧的作用下相互发生各类反应。1943年洛杉矶光化学烟雾就是典型的这类二次无机物污染。由于这类反应需要阳光的参与，所以叫做“光化学”反应。有机物本身分子量大，结构复杂，直接排放的一次有机物就包括了烷、烯、烃、酯、醛、苯等类别，经过二次反应后的产物成分就更复杂了。二次有机物和一次有机物一样，它们对人的最大危害是由于其中有些成分对人类有剧毒，或是有强致癌作用。
大气中的污染排放与二次产物（来自网络）