2. 空气质量基础：主要污染物（PM2.5、PM10、O3、NO2、SO2、CO）及其来源与危害

聊空气质量，绕不开这六位“主角”。

PM2.5、PM10、O3、NO2、SO2、CO。这六个家伙，基本构成了我们日常监测和治理的核心。我个人习惯把它们分成两类：颗粒物（PM）和气态污染物。搞懂了它们，你才算真正入了空气质量分析的门。

2.1 颗粒物：PM2.5 与 PM10

先说颗粒物。说白了，就是飘在空气里的固体或液体小颗粒。

PM10（可吸入颗粒物）

直径小于等于10微米。什么概念？比头发丝细多了。它能被我们吸入呼吸道，但大部分会被鼻毛、咽喉挡在门外。

• 来源：扬尘（建筑工地、道路）、工业粉尘、风沙。我在项目里处理过北方某城市的数据，春季PM10经常爆表，一看就是沙尘暴的“功劳”。
• 危害：刺激呼吸道，引发咳嗽、哮喘。长期暴露会增加呼吸道疾病风险。

PM2.5（细颗粒物）

这才是真正的“狠角色”。直径小于等于2.5微米，小到可以直接穿过肺泡进入血液循环。

• 来源：燃烧。煤炭燃烧、汽车尾气、秸秆焚烧、工业排放。你想想看，冬天供暖季，PM2.5浓度蹭蹭往上涨，就是这个道理。
• 危害：能穿透肺泡进入血液，引发心血管疾病、肺癌。我记得有次做健康影响评估，发现PM2.5每升高10μg/m³，急诊人数就明显增加。数据不会骗人。

2.2 气态污染物：O3、NO2、SO2、CO

接下来这四位，都是气体。看不见摸不着，但危害一点不小。

O3（臭氧）

别搞混了，平流层的臭氧是保护伞，保护我们免受紫外线伤害。但地面臭氧，是污染物。

• 来源：它不是直接排放的，是“二次污染物”。NOx和VOCs在阳光照射下发生光化学反应生成的。所以夏天午后，臭氧浓度最高。
• 危害：强氧化性，刺激眼睛和呼吸道，损伤肺部组织。我曾经在分析夏季数据时，发现臭氧浓度和医院呼吸科门诊量有很强的正相关。

NO2（二氧化氮）

红棕色、有刺激性气味的气体。你闻过汽车尾气那股刺鼻味吗？主要就是它。

• 来源：主要来自机动车尾气、火力发电厂、工业锅炉。说白了，就是高温燃烧过程中，空气中的氮气和氧气反应生成的。
• 危害：刺激呼吸道，降低抵抗力。长期暴露会增加哮喘发病率。我建议做交通污染分析时，重点关注NO2的时空分布。

SO2（二氧化硫）

无色、有强烈刺激性气味。典型的“煤烟味”。

• 来源：含硫煤炭、石油的燃烧。钢铁厂、燃煤电厂是主要排放源。以前北方城市冬天取暖，SO2浓度经常超标。
• 危害：形成酸雨，腐蚀建筑物和土壤。对人体来说，刺激呼吸道，引发支气管炎。

CO（一氧化碳）

无色、无味、无臭。最危险的地方在于——你根本察觉不到它。

• 来源：含碳物质不完全燃烧。汽车尾气、燃煤、燃气热水器泄漏。地下车库、隧道里CO浓度容易偏高。
• 危害：与血红蛋白的结合能力是氧气的200-300倍。一旦吸入，会抢占氧气的位置，导致组织缺氧。轻度中毒头晕恶心，重度直接昏迷。

2.3 六项污染物对比一览

为了方便你快速查阅，我把它们整理成了一张表。做数据分析时，这张表可以当“字典”用。

污染物	主要来源	主要危害	典型特征
PM2.5	燃烧（煤、油、秸秆）	进入血液，心血管/肺部疾病	冬季高、雾霾天高
PM10	扬尘、工业粉尘	刺激呼吸道	春季高、大风天高
O3	光化学反应（二次生成）	刺激眼睛、损伤肺部	夏季午后高
NO2	机动车尾气、燃烧	刺激呼吸道、降低抵抗力	交通高峰期高
SO2	含硫燃料燃烧	形成酸雨、刺激呼吸道	工业区高、冬季高
CO	不完全燃烧	组织缺氧、中毒	地下车库、隧道高

2.4 为什么搞懂这些对异常检测很重要？

嗯，这里要注意。做异常检测，不是单纯看数字高低。

你得知道：

• PM2.5冬天高是正常的，夏天突然爆表才可能是异常。
• O3午后高是正常的，凌晨突然飙升才值得怀疑。
• CO在居民区夜间高可能是取暖设备问题，在工业区白天高可能是排放异常。

说白了，背景知识决定了你如何定义“异常”。没有这些基础，你跑出来的模型再漂亮，也可能是在分析噪音。

下一章，我们会聊聊空气质量数据的获取与预处理。到时候，你会亲手拿到真实数据，开始动手分析。