大气颗粒物对人体的危害主要取决于其浓度、化学组成及粒径。大量研究表明对人体产生危害的多环芳烃和重金属主要富集在细粒子当中，而水溶性硫酸及硫酸盐、硝酸及硝酸盐和铵盐等成分主要以细粒子的形态存在。毒理学的试验表明金属元素是大气颗粒物中造成危害的可能性组分。研究表明金属元素可以产生活性氧化物，活性氧化物在体外和体内催化细胞炎性反应路径；可溶性Zn是有毒元素；Pb导致人群特别是儿童的严重的神经上和血液的负效应；砷、镍、镉通过空气吸入导致人体的致癌效应；钒的化合物主要是五价氧化物与人体呼吸道健康效应有关；暴露在高含量Mn的颗粒物中导致神经损伤，高含量的Cu会刺激呼吸系统。而细小颗粒与大粒径的颗粒物相比，更容易提供比表面积，这为一些化学物质、细菌、病毒提供了载体。并且细小颗粒由于不能被鼻孔、喉咙所阻挡，能够通过呼吸系统被吸入沉积到肺泡，甚至通过肺换气到达其他器官，如果长期吸入细颗粒物的污染空气，会导致呼吸系统和其他系统和结构的损害。

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