空气是人类生存所必需的，空气被各种有害物质污染将直接或间接影响到人们的健康。大气污染是随着现代工业的发展、城市人口的密集、煤炭和石油燃料的迅猛增长而产生的。近百年来，西欧、美国和日本等工业发达国家大气污染事件日趋增多，20世纪50～60年代成为公害的泛滥时期，例如：英国伦敦烟雾事件、日本四日市哮喘事件、美国洛杉矶烟雾事件、印度博帕尔毒气泄漏事件等，不仅严重地危害居民健康，甚至导致数百、数千人死亡。
烟雾杀手初试锋芒——马斯河谷的悲剧
1930年，比利时马斯河谷地的居民发现，在这个谷地中，病虫害以前所未有的速度蔓延，许多器物和建筑“无缘无故”地受到不同程度的腐蚀。到了12月初，已经有大批家畜死亡，几千人同时罹患原因不明的呼吸道疾病，大批老年人及心肺病患者死亡。一种莫名的恐怖笼罩着原本繁华喧嚣的河谷地区。这就是新闻界为之轰动、欧洲为之震惊的马斯河谷事件。
马斯河是比利时一条著名的河流，经马斯河水冲刷的河谷，好似一条长龙静静地躺着，90米高的山丘，像保护神一样耸立在两岸。炼焦炉、高炉、锌冶炼厂、硫酸厂、玻璃厂、火力发电厂、化肥厂等许多重型工厂，像棋盘一样分布在长24千米的河谷地带。这里是比利时著名的工业区，工业的发展为比利时的经济带来了腾飞，居民们也为日益充实的生活和丰富的物品而感到满足。工人们就是这样年复一年、日复一日紧张地工作着，好似周围的环境和人们的生活一切都很和谐。直到有一天神秘莫测的疾病使许多家畜突然病倒和死亡，许多人出现了胸痛、咳嗽、呼吸困难等症状；成人和孩子出现了一些突然的死亡现象；医生们也愈来愈为他们的病人中出现的新病例感到困惑莫解，人们感到一场灾难将降临到这里，他们惊惶失措、迷惑和不安。
原来在这条长24千米、深100米的河谷中，从1930年12月1日的星期一到周末，发生了气温逆转，由上述工厂向大气中排出的污染物，在封闭的逆温层下，浓度急剧增加，在出现这种异常气候的第三天，几千人患了呼吸器官的疾病，一周内有60人死亡，特别是曾患有心肺病的老年人的死亡率最大，发病者从小孩到老人，不同年龄的男人和女人都有流泪、喉痛、声嘶、咳嗽、呼吸短促、胸口窒闷、恶心、呕吐等症状，同时伴有大批家畜死亡。什么原因导致这么多人患呼吸器官疾病并发生死亡现象呢？通过解剖死者尸体发现，刺激性化学物质损害呼吸道内壁是致死的原因。
专家们在事件发生后进行了调查，认为硫的氧化物是主要致害物质。费克特博士在1931年对这一事件所写的报告中推测，当时大气中的二氧化硫浓度为25毫克／立方米～100毫克／立方米左右。另外，空气中的氧化氮和金属氧化物的微粒，也加速了二氧化硫向三氧化硫的转化，加剧了其对人体的刺激作用；而且具有生理惰性的烟雾又把刺激性气体带进肺部深处，加剧了致病作用，以致造成了这次灾难。但非常遗憾的是在此期间人们对于大气污染未做任何测定。
从科学家眼前溜走的凶手——美国多诺拉烟雾事件
“我要让天空充满美国工业的烟尘，永恒的希望将永远寄托在烟尘构成的云霭上面，这就是我所向往的。”这段话出自罗伯特·英格索尔在纽约库珀学院的讲话。据报道，这段讲话在当时引起了巨大的欢呼声。而今天以新世纪的观点看，更可能引起讥笑的“嘘”声。的确，在当时，看着从工厂高大林立的烟囱中各色烟龙翻卷升腾，人们曾骄傲地谈论着他们的“彩色烟雾”，并以此作为工业繁荣和生活富有的象征。然而，当人们陶醉于它的辉煌时，却很少有人想到，这彩色的烟龙给人类带来的灾难是巨大的。
1948年10月26日，一场灾难悄然降临到位于深约130米河谷中的工业重镇多诺拉。清晨，从沉睡中醒来的人们惊奇地发现，宾夕法尼亚多诺拉海拉谷镇的上空，大雾弥漫，天气微寒、阴沉，呈现死一般的寂静。空气中充满浓烈的二氧化硫臭味，使人恶心，令人窒息。在烟雾弥漫的5天内，仅有14万人的小镇，竟有43％的人患病，17人死亡。纽约杂志的记者勃莱顿·罗柴1953年发表的《十一个苍白的人》一书形象地描述了当时的景象：“10月26日星期二的早晨，多诺拉大雾弥漫，天气微寒、阴沉，死一般的寂静。这种大雾持续了1天，次日仍然是浓雾状态。在星期四，宁静的烟雾越来越浓，几乎凝结成一块。这一天下午，因视程大为减小，除烟囱外，工厂都消失在烟雾中。由于二氧化硫的刺激性气味，使空气恶化，口中变味。那天，每个外出的人都明显地闻到了气味，但都没有介意。这是由于煤的燃烧以及矿石的熔融等放出的二氧化硫臭气在多诺拉已是司空见惯，只是这时不同于平时，身体上有不适感。”可见，在多诺拉事件大爆发之前，这里的人们已经忍受了很长时间的烟雾困扰，不知有多少人被这可怕的烟雾慢慢地谋杀了。
这一事件震惊了世界，也引起了美国政府和科学界的极大重视，他们对引起多诺拉事件的气象状况、事件对动植物的影响、污染物的性质进行了彻底的调查。当时对多诺拉14万居民健康状况的调查发现，这次事件中有43％（约6000人）的居民患有程度不同的眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、头痛、肢体酸乏等症状，较严重患者咳血、胸闷、呕吐、腹泻，重度患者呈综合性症状。患者大多是在事件发生的第二天开始发病，第三天就有17人死亡。烟雾为何能致人于死地呢？
多诺拉是美国匹斯堡附近的工业城市，在这深约130米的河谷中，建有大型炼铁厂、硫酸厂和炼锌厂，工厂常年累月地排放合有二氧化硫的气体和粉尘，日积月累终于酿成了污染事件。逆温是造成大气污染公害事件的一个重要气象因素。在一般情况下，在大气圈距地面最近的对流层里，气温变化的规律是：每升高100米，温度平均下降0．65℃。此时，温度下高上低，地面暖空气上升，污染物被带走，空气对流越快，污染物扩散也越快。但当发生特殊气象状况时，出现大气温度随高度增加而增加的现象，即下层温度低于上层大气温度，形成逆温。由于形成逆温层，大气非常稳定，空气对流受阻，污染物难以扩散，污染物达到很高浓度时就造成了烟雾事件。马斯河谷和多诺拉的烟雾事件，就是由于山谷地形促进逆温而形成的。除气象、地形因素外，当时二氧化硫浓度高，它同金属元素和某些化合物反应生成“金属”硫酸铵是这次事件的主要致害物，二氧化硫及其氧化作用产物与大气中尘粒结合是致害因素。多诺拉事件发生期间，环境条件和污染物浓度，是导致这次事件的真正元凶，然而当时并没有对此作详细的记录和研究，真正的凶手就在科学家眼前悄然溜走了。
雾都惨案——伦敦四千人死于非命
大约在公元8世纪时，人类开始使用矿物燃料。矿物燃料的使用，极大地推动了人类社会的进步。但是，也使得人类消耗的能源急剧增长，与之相伴，工业烟雾也日渐蔚为大观。不久，它就像童话故事中被释放出的幽灵一般，几乎完全挣脱了人类对它的控制，在全世界游荡。
烟雾最先袭击了工业化进行较早且发展较快的英国。烟雾事件频繁发生，使伦敦成为世界闻名的雾都。1952年12月5日，杀人烟雾又一次袭击了伦敦，4天之内造成了4700多人死亡，几千人患病。如此不幸的灾难至今铭记在伦敦人的脑海中，哀婉的钟声也在提醒着人们要吸取以往的教训。
产业革命是以蒸汽机的发明和广泛应用为标志的，而蒸汽机的使用必须以煤炭作为原料。因此，随着产业革命的出现，广布于地下的煤炭资源便有了真正的价值，煤炭成为工业发展和人民生活不可缺少的原料。在当时，烟囱林立，煤烟冲天，象征着一个地区的繁荣。然而在繁荣的背后，环境污染的危机正向人们袭来。最早实现产业革命的英国，当时的煤烟污染是最为严重的。早在1306年，英国就注意到了由于用煤而引起的环境污染问题。当时英国国会就曾经发布公告以禁止伦敦的工匠和制造商在国会开会期间用煤，其后不久有一人因违反此项命令而被处决。英国王室甚至还在煤烟污染较严重的时候，迁离伦敦而搬到外地。由此可见，在煤炭文明之花盛开的英国，很早以来就为煤炭烟气所困扰。在爱德华一世（1272年～1307年）、二世（1307年～1327年）时期，就有由于煤炭的有害气味而引起人们强烈抗议的记载。在理查德三世（1377年～1399年）、亨利五世（1413年～1422年）时期，都针对煤炭燃烧产生煤烟和气味采取对使用加以限制的措施。
1661年约翰·伊凡林曾写了一本有关伦敦烟气的名作——《驱除烟气》。书中这样描述当时的伦敦：“地狱般阴森的煤烟，从家庭的烟囱和啤酒厂以及石灰窑等地冒出来，伦敦犹如西西里岛的埃特纳火山，好像是火与冶炼之神的法庭，恰似在地狱的旁边一样，当其他许多地方空气清澈洁净之时，伦敦却被烟熏得黯然失色。太阳赐给世界以白昼，这儿的阳光几乎穿不透云层，难以授给伦敦。这个光荣的古代城市，从木制到石砌，一直到用大理石建造，连遥远的印度洋都受它支配。但是由于淹没在煤炭散发出浓烈的烟和硫之中，出现了恶臭与昏暗……探访伦敦的疲惫的客人，还没见伦敦的街道，就先从数十英里之外闻到了臭味，这正是玷污该城荣誉的有害煤烟……在伦敦，历经许多世纪依然坚硬如故的石和铁，因为遭到煤烟的腐蚀，如今已变得破烂不堪……伦敦居民吸入不洁净的空气，使肺脏受到了损害。”
《驱除烟气》这本书在17世纪就指出了烟气造成的危害，并说明了对其控制的必要性。然而从那时起，已经过去了3个世纪，人们并未引起足够的重视，反而事态的发展比上述的描述更加恶化、也更加可怕。从19世纪开始，以著名的雾都伦敦为代表的英国各城市中的煤烟污染越来越严重，并酿成了骇人听闻的烟雾公害。1873年，在“杀人烟雾”煤烟的毒害下，伦敦患支气管炎而死亡的人数较以前多了260人。而在1880年和1892年，煤烟的毒害又夺去了1000多人的生命。一位作者对发生在伦敦的一次严重污染情况作了如下描述：“是日，伦敦笼罩于烟雾之中达数小时，商店和办公室必须点灯，无照明的街道如同黑暗一般，行人为了找路和避免事故必须小心。阳光浅照的天空呈现古铜色。”据称，当时在64千米之外有人看到了这片乌黑的云雾。要不是我们的大气非常容易流动的话，这个犹如有成千上万个喷口的火山的地方，在冬季简直是无法居住了。深受煤烟之苦的伦敦，在频繁的烟雾事件中许多人被吞噬了生命。特别是1952年发生的伦敦烟雾事件，是持续时间最长、最典型、危害最严重的，成为举世瞩目、震惊世界的大事件。
1952年12月5日清晨，地处泰晤士河开阔河谷中的伦敦，当人们将要开始新的一天生活时，只见伦敦上空大雾弥漫，街头散步的人们，感到鼻子、咽喉、眼睛很不舒服，并闻到了一种呛人的硫磺和煤烟气味，使人恶心，令人反胃，人们有一种不祥的预感。
1952年12月5日到8日，整个英国大雾弥漫，伦敦上空受冷高压影响，呈无风状态。当时的逆温层在60米～150米的低空，住户和工厂燃烧所产生的烟尘和二氧化硫难以扩散，被逆温层封盖在下面，厚度达40米，使人有一种喘不过气来的感觉。首当其冲的受害者是一群准备在伦敦交易会上展出的获奖生，其表现为呼吸困难，舌头外伸，有一头当场死亡，另有12头奄奄一息，160头牛需要治疗。据测定，当时大气中烟尘浓度达4．5毫克／立方米，二氧化硫为3．8毫克／立方米，比规定的环境标准浓度（二氧化硫的环境标准日平均浓度为0．6×10（上标为—6））高出数十倍。致使市民因支气管炎、冠心病、肺结核、心脏衰竭而死亡的人数急剧上升，在4天中死亡人数较常年同期增加约4000人，在烟雾事件发生后的两个月中还陆续有8000人死亡。人们把造成这个灾难的烟雾称为“杀人的烟雾”。当人们还没有完全从这次烟雾的阴影中摆脱出来，又陷入了1956年、1957年和1962年的烟雾之中，许多人的身体受到直接伤害和无情摧残。在这种严重烟雾又伴随大雾发生时，因呼吸器官疾病导致死亡者增多的例子在苏格兰的格拉斯格、爱尔兰的都柏林和美国的匹斯堡均有记载。
此次烟雾事件给人们的教训是深刻的，经过长期的调查研究科学家们才弄清楚事故发生的原因。除气象及地理因素外，大气中的二氧化硫、雾、煤尘是烟雾事件的主凶。
在煤尘颗粒表面，二氧化硫氧化成三氧化硫，随即与水蒸气结合成硫酸进而形成硫酸盐。同时也可溶解在微小水滴中再氧化成硫酸。这是由在相对湿度比较高，气温比较低，而且又有煤烟颗粒物存在所发生的催化反应形成的。因此，伦敦烟雾实质上是硫酸烟雾。这种烟雾除对眼、鼻和呼吸道有强烈的刺激外，飘尘和酸烟雾被人吸入后，能沉积于肺部，一些可溶性物质还能进入血液及肺组织，造成呼吸困难，危及心脏，使人发病或加速慢性病患者死亡。
大气中的二氧化硫、雾、煤尘相互叠加，浓稠粘腻，被人们形象地称为“豆汤”。这种“豆汤”能使能见度降低，视程缩短，易造成交通事故。伦敦烟雾期间，一位有40年开车经验的司机迷了路，在烟雾中停了4个小时犹豫不前，在烟消雾散之后，他大惊失色，原来在离他停车70米远的地方就是悬崖。有两个船夫在返回泰晤士河船坞的途中遇烟雾迷路，一个水上警察见义勇为，前去领路，结果船没走多远，3人全部落入水中。有一群赛跑的狗，在离开赛狗场跑道几分钟后又跑了回来，弄得无数狂热的观众瞠目结舌、啼笑皆非。原来由于视线模糊，狗也不敢贸然赛跑。
与石油相伴的都市幽灵——洛杉矶光化学烟雾
