近年来，环境空气PM2.5污染引发的健康风险已被广泛重视。PM2.5不仅引发呼吸性疾病，如鼻炎、呼吸道及肺癌的问题，近年关于健康与环境领域的研究还发现，PM2.5细颗粒物还会进入大脑、心脏、血液等人体系统，引发脑卒中、心血管、血糖等慢性病症。这意味着：环境PM2.5污染可能带来更棘手的健康风险，不容我们忽视。
城市PM2.5排放来源里，交通源是一项大类，川流不息的机动车与我们的日常生活密切相关。来来往往的车流里，常常是轻型小汽车(LDV)为主，一般燃用汽油，车流里偶尔夹杂着大型客用车和货车，一般燃用柴油，统称为(HDV)，另一类电动车系列不存在尾气排放问题，不予讨论。城市车流里，多数的LDV和少数HDV谁是PM2.5更主要的污染源呢？
城市的大气灰霾效应（PM2.5污染）主要来源是什么？最近9月，白岩松在《新闻1+1》采访大气专家关于京津冀空气污染原因时，柴发合研究员提到，2018-2019年秋冬季PM2.5贡献的三大来源：工业排第一，民用散煤排第二，柴油车排第三，城市里的小汽车对PM2.5的贡献是在3%左右，不在三大来源中。
就机动车交通源排放污染而言，更详细的，根据生态环境部机动车排污监控中心专家数据：截至2017年底，我国机动车保有量达到3.1亿辆，汽车2.17亿辆，其中柴油车保有量1956.7万辆，仅占机动车保有量的6.3%、汽车保有量的9%。但柴油车排放了占机动车排放总量63.4%的氮氧化物和95.9%的颗粒物。柴油车尤其是柴油货车，已经成为机动车污染防治的重中之重。
小汽车（LDV）在城市中的数量远大于大型柴油车(HDV)，为什么柴油车的尾气排放是PM2.5的主要贡献源呢？这需要从两类车型的PM2.5排放特点说起，
采用燃油的 LDV和HDV尾气中，所排放的颗粒物是一群纳米级(nm)颗粒到微米级(μm）细小颗粒物的总和。
就数量而言，有上海学者最新2020年发表了国3~国5排放控制水平下的汽油车颗粒物数量排放因子分别为( 2.7 ± 1.7) ×E13、( 2.6 ± 1.3) × E13 和(1.6 ± 1.2) ×E13 个/km，重型柴油车颗粒物数量排放因子分别为( 2.2 ± 1.2) ×E15、2.0×E15和( 7.1 ± 2.1) × E14 个/km。
更早的，本文作者2010年对HDV和LDV的国内外文献统计发现，就总数量而言，HDV车型是对应LDV车型排放颗粒物数量总量排放的11.4倍，与最新文献研究国5系列结果较一致。
就总排放重量而言：北大学者曾进行公路隧道实测测试，得到我国LDV和HDV的PM2.5排放因子分别为52 mg/(km﹒辆)和267 mg/(km﹒辆)，可见HDV车型是对应LDV车型排放颗粒物数量总量排放的5.1倍。
综合上述两种车型的单车尾气排放的数量与质量而言，应该只有1个数量级内的差别，这不足以对应占比少量的柴油车引发灰霾效应绝对贡献率的结论。
要解释这个问题，还需要探究两种车型所排放颗粒物的物理、化学、光学属性。
不同燃烧源释放的颗粒物是一组粒径从纳米（分子级）到微米级的颗粒物集合，这些不同粒径的颗粒物的数浓度、体积浓度、质量浓度都被发现服从单模态的对数正态分布，或多个模态的对数正态分布叠加，反映一种自模现象。在粒径坐标轴上，可通过模态粒径（峰值粒径）判断粒子主要分布特征。由于内燃机的燃烧特性差异，小汽车的单模态峰值粒径通常在40~80nm；而柴油车的峰值粒径在100nm以上，两者由于峰值粒径的差别，可以通过粒径谱仪轻松辨析。同样数量的LDV颗粒和HDV颗粒，由于峰值粒径尺度的差异，HDV颗粒物较LDV的重量大的多。
燃烧源颗粒物粒径分布图示
从化学组成上讲，机动车排放颗粒物一般由高凝聚的固态元素碳(EC)、具有挥发性的有机化合物（VOC）、硫酸盐以及金属灰分等组成的混合物。EC是在发动机气缸局部富燃区域产生，其中大部分在随后的氧化过程中被氧化成CO2和CO气体，剩下的未被氧化部分以颗粒物的形式随尾气排出。挥发的燃料和润滑油在颗粒物中所占比例也很大，通常称为可溶性有机部分（SOF），主要包括一些苯环芳香烃（PAH），这些PAH大部分是有毒物质，这些组分均可认为有机碳(OC)或有机质(OPM)成分。硫酸盐主要来源于燃料中的硫，发动机气缸燃烧过程中，燃料中的大部分硫被氧化为SO2，但也有一小部分被氧化成SO3，进而转化为硫酸和硫酸盐。
下图为本文作者整理的中、美、欧同排放级别机动车尾气的成分比较，可以看出各国的HDV均远高于LDV的总组分。美国的HDV车型的排放最大，其次为中国HDV，欧洲的HDV尾气控制最好。更进一步，EC成分具有吸光能力，尾气中的黑烟主要来自与这类组分，对灰霾能见度的损失最大，比较下图可以发现，我国和美国的HDV中的EC组分均远高于LDV对应部分，可见柴油车尾气颗粒物更易引发灰霾现象。
关于城市灰霾现象，实际是空气中的颗粒物破坏大气能见度的一种反应，主要服从Mie氏消光原理解释（更具体内容，可见朱博说空气：灰霾是怎么遮挡住风景的？——说说大气能见度）。燃烧源颗粒物除了化学成分，更主要的是模态峰值粒径Dp与可见光的波长（380~760nm）的关联度。
各类型机动车颗粒物消光特性
本文作者通过模型计算，典型HDV、LDV、CNG(压缩天然气车）的消光系数分别为8.36m2/(辆﹒km)，0.0412 m2/km和0.003m2/km，这表明单车HDV的消光效应分别为LDV的200倍，是CNG近2800倍。
以上结果可以解释，1辆重型柴油车的尾气排放，可以产生200辆小轿车当量的大气消光效果。可见就交通源污染问题，整治大型柴油车尾气排放，是实现城市蓝天工程的重要一环。
1. 魏明山,等. PM2.5与脑卒中的研究.脑与神经疾病杂志.2018
2. 钱吉琛,等.PM2.5暴露对心血管疾病影响的研究进展.医学综述，2019.
3. 朱博说空气:灰霾是怎么遮挡住风景的?说说大气能见度, zhuanlan.zhihu.com/p/137220826
4. 王瑞宁,等.在用汽油和柴油车排放颗粒物的粒径分布特征实测.环境科学,2020.
5. 朱春.张旭.机动车排放超细/细微颗粒物消光系数研究.中国环境科学学会大气环境分会2011年学术年会.杭州.