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空气污染每年导致数百万人死亡——它从何而来？

对损害我们的健康和生态系统的许多空气污染物的来源进行分解。

作者: Hannah Ritchie 和 Pablo Rosado 2025年3月31日

每年有数百万人因空气污染而过早死亡。自从人类开始燃烧材料作为燃料——先是木材和生物质，然后是化石燃料——以来，这个问题就一直存在。

但这是一个我们可以取得进展的环境和公共卫生问题。我们知道这一点，因为世界_已经_成功地减少了空气污染物，许多曾经污染严重的国家现在拥有比过去清洁得多的空气。

为了有效地解决空气污染问题——将我们的努力集中在将产生最大影响的干预措施上——我们需要了解它的来源。

这就是我们撰写本文的原因。1

关于数据和定义的说明

我们主要依赖的数据来源是 Community Emissions Data System (CEDS)。我们认为它是一个非常有价值的资源，原因有以下几点：

• 它拥有长期、全球和国家数据，可以追溯到 18 世纪，并且经常更新 2022 年的最新估计值。
• 它以开放存取许可证和透明的方法和输入发布，您可以在 GitHub 上找到。描述该方法的经过同行评审的论文在此。2
• 此在线数据资源向用户开放评论和反馈，因此可以轻松报告错误或问题。
• CEDS 提供清晰的数据改进文档以及近期更新与之前版本的详细比较。

需要明确的是，CEDS 没有空气污染物排放的高质量_测量数据_——当然没有追溯到 18 世纪的数据。这些数字是根据输入进行计算和建模的，例如燃烧的不同燃料的数量、技术进步和污染控制、肥料使用以及农业生产。例如，您可以估算在发电厂中燃烧一吨煤（有或没有污染过滤器）产生的二氧化硫量。

当然，这意味着数据存在一定的不确定性，尤其是在早期。但是，它为我们提供了一个合理且一致的全球数据集，以了解空气污染物排放趋势随时间的变化情况。

本文将重点关注按来源分类的污染物分解。为此，我们将使用基于 CEDS 分类的分类方法。在下表中，我们总结了每个类别中包含的内容。

类别| 子类别 ---|--- 农业| 肠道发酵，农业、林业和渔业中的燃料使用，间接 N₂O 排放，粪便管理，水稻种植，土壤排放，其他农业排放 建筑物| 商业和机构建筑，住宅建筑 国内航空| 国内航空 能源| 发电（自备），发电（公共），化石燃料火灾，天然气分配中的逃逸性排放，天然气生产中的逃逸性排放，其他能源中的逃逸性排放，石油中的逃逸性排放，固体燃料中的逃逸性排放，供热，其他能源转化，其他燃料使用（未指定） 工业| 己二酸生产，铝生产，水泥生产，化学工业，工业燃烧（化学品），工业燃烧（建筑），工业燃烧（食品和烟草），工业燃烧（钢铁），工业燃烧（机械），工业燃烧（采矿和采石），工业燃烧（有色金属），工业燃烧（非金属矿物），工业燃烧（其他），工业燃烧（纸浆和造纸），工业燃烧（纺织和皮革），工业燃烧（运输设备），工业燃烧（木制品），钢铁合金生产，石灰生产，硝酸生产，其他矿物生产，其他有色金属生产，纸浆、造纸、食品、饮料和木材加工 国际航空| 国际航空 国际航运| 国际航运，油轮装载 溶剂| 化工产品制造和加工，脱脂和清洁，其他产品使用，油漆应用 运输| 国内航运，铁路运输，道路运输，其他运输 废弃物| 固体废物处理，废物燃烧，废水处理，其他废物处理，其他废物来源，未指定的废物来源 显示更多

空气污染如何损害我们的健康

在我们讨论一些关键空气污染物的来源之前，我们应该简要解释一下空气污染如何影响人类健康，以及每种污染物如何导致这种情况。

污染物可以通过三个关键途径造成危害3：

• 直接暴露： 某些气体具有毒性，可能对健康产生急性影响。这些急性影响在患有哮喘或慢性阻塞性肺病 (COPD) 等现有呼吸道疾病的人群中更为常见。这种直接暴露确实会夺走生命，但与因长期暴露于空气污染而死亡的数百万人相比，总数相对较小。
• 颗粒物的形成： 我们将要研究的许多污染物通过分解形成二次较小颗粒，从而_间接_地对健康产生影响。这些颗粒被称为“颗粒物”。通常，颗粒越小，对人类健康的危害就越大，因为它们可以进入我们的肺部和呼吸道——在某些情况下，还可以进入血液。颗粒物会导致呼吸系统和心血管问题，包括癌症、中风和心脏病。
• 臭氧的形成： 这些污染物影响我们健康的另一种_间接_方式是形成一种名为臭氧 (O3) 的气体。臭氧会导致呼吸问题并加剧哮喘和 COPD 等急性疾病4。然而，它也会通过慢性暴露影响我们的健康，导致肺部炎症，增加呼吸道疾病的风险并降低我们的心血管健康。

当我们讨论每种污染物时，我们将简要解释它如何通过一种或多种途径影响健康。虽然很难准确指出每种污染物导致多少人死亡，但我们将尽可能尝试给出一个大致的数量级估计。

为了对规模有所了解，此处是 Global Burden of Disease 对全球因空气污染死亡人数的分解。5

2021 年，这一数字总计约 800 万人死亡。 请注意，颗粒物也有自然来源，因此并非_所有_这些污染死亡都是由人类排放造成的。但大多数是的。有关这方面的更多信息，请参阅我们的同事 Max Roser 的文章，其中探讨了来自各种来源的估计值。

310 万人死于_家庭_空气污染，这是直接毒性和颗粒物的结合。470 万人死于室外颗粒物，另有 50 万人死于室外臭氧污染。6

分解不同空气污染物的来源

二氧化硫：酸雨的来源

二氧化硫 (SO2) 是导致酸雨的主要污染物。这是一个主要的环境问题，因为酸雨会改变河流和湖泊的化学成分，影响鱼类种群、土壤以及森林的范围和质量。您还可以看到酸雨对较旧的石灰石和大理石建筑物和雕像的影响，酸度会溶解结构的部分。

SO2 可以通过两种方式威胁人类健康。首先，直接吸入 SO2 会加剧哮喘和支气管炎等呼吸道问题。但其主要贡献是通过分解形成小颗粒物。虽然很难确定一个确切的数字，但鉴于二氧化硫是颗粒物的重要贡献者，并且每年至少有 400 万人死亡与这些小颗粒有关，我们估计每年有 数十万人的死亡与 SO2 有关。

SO2 是在我们燃烧含有硫的燃料时形成的。

下面的图表显示了全球排放的来源以及这些部门随时间的变化情况。2022 年，能源生产是迄今为止最大的贡献者。这主要是由于煤炭发电，煤炭含有硫杂质，会在燃烧时释放出来。

工业的主要贡献是金属冶炼过程。7 这是因为用于生产金属的许多矿石（例如黄铁矿）都含有大量的硫，这些硫在高温焙烧时会释放出来。

石油也含有硫，这就是道路运输、航运和航空都做出贡献的原因。航运排放量在过去几年中受到了很多关注，因为在对船用燃料实施严格的法规后，航运排放量在 2020 年下降了 70% 以上。

您会注意到，全球 SO2 排放量在 1979 年达到峰值，此后几乎减半，这要归功于污染控制的引入，尤其是在欧洲、北美和中国。可以使用在煤炭排放到大气中之前过滤或“洗涤”掉硫的技术将 SO2 从煤炭发电厂的烟囱中去除。再加上欧洲和北美摆脱煤炭，导致排放量迅速减少。

氮氧化物 (NOₓ)：汽车尾气如此有害的原因

氮氧化物 (NOₓ) 是一组气体，主要由一氧化氮 (NO) 和二氧化氮 (NO2) 组成。它们是在燃烧含有氮的燃料（同样，主要是化石燃料）时形成的，导致它们与氧气发生反应。

就像我们刚刚研究的二氧化硫一样，NOₓ 会导致酸雨，威胁野生动物和生态系统。NOₓ 对人类健康有特别大的影响，因为它通过我们之前研究的所有三种机制发挥作用。它可能具有急性毒性，使肺部发炎。它与其他气体反应形成颗粒物，并且还形成臭氧。因此，NOₓ 会导致烟雾和您经常在高度污染的城市中看到的浓雾。

同样，我们没有关于它导致多少人死亡的确切估计。但是，鉴于它是臭氧（导致约 50 万人死亡）的主要来源和颗粒物（导致数百万人死亡）的重要组成部分，因此可以合理地预期 NOₓ 与 每年超过一百万人死亡有关。

由于煤炭、石油和天然气都含有氮，因此 NOₓ 在各个部门产生，如下面的图表所示。最大的来源是运输——主要来自道路车辆——NOₓ 从汽车和卡车的尾气中排放出来。这几乎与燃煤和燃气发电相匹配，如图表中的“能源”所示。与道路运输一样，燃料燃烧用于航运会排放大量的 NOₓ，这也使其成为主要来源。

金属冶炼、水泥生产和石油精炼等工业过程也贡献了很多。

农业是一个较小但仍然重要的来源。当氮作为合成肥料或粪便施用于农作物时，其中一些氮会在土壤中转化为氮氧化物（和氨，我们稍后会讨论）。8 虽然来自运输和发电等过程的 NOₓ 排放量在全球范围内大幅下降，但农业方面的进展要慢得多：排放量持平，但没有大幅下降。

一些国家在大幅减少 NOₓ 排放方面取得了成功——这对人类健康带来了巨大的好处。摆脱化石燃料——特别是发电中的煤炭——导致“能源”排放量大幅下降（请查看英国作为一个例子）。为汽车制造商制定污染控制标准也在减少道路运输排放方面发挥了关键作用。通过使用催化转化器可以显着减少尾气中的 NOₓ 排放，催化转化器是一种将 NOₓ 化合物分解为氮和氧气的装置，然后再将其释放到大气中。

黑碳：充满我们天空和肺部的烟灰

黑碳 (BC) 是我们许多人称为“烟灰”的小颗粒。

正如我们大多数人从经验中了解到的——例如点燃篝火——烟灰是在我们燃烧木材和生物质等材料或煤炭等化石燃料时形成的。正是这些材料的_不完全_燃烧导致了这些 BC 颗粒的形成。

这些颗粒是黑色的，因为它们吸收光线，而这种对阳光的吸收会导致气候变化。然而，当谈到健康时，它通过其直接毒性和小颗粒的形成发挥作用。

黑碳可能是家庭和室外颗粒物的主要问题，并且可能导致每年数百万人死亡。

在下面的图表中，您可以看到全球黑碳的来源。

毫不奇怪，BC 的最大贡献者是能源生产，主要是煤炭和生物质燃烧用于发电和供热。黑碳在拥有大规模发电的工业化国家中是一个大问题，但在人们依靠燃烧生物质和木炭进行烹饪和取暖的低收入国家中也是一个大问题。

道路运输是另一个主要贡献者，因为黑碳也是由柴油发动机和尾气形成的。废物的露天焚烧也起着令人惊讶的重要作用，尤其是在中低收入国家，通常将其用于废物处理。

由于摆脱了生物质和煤炭燃烧以及引入了更清洁的汽车，一些国家——特别是较富裕的国家——在过去 50 年中黑碳排放量大幅下降。

甲烷：打嗝的奶牛、稻田和天然气泄漏

甲烷 (CH4) 是一种温室气体，因此主要讨论它对气候变化的贡献。然而，当甲烷分解形成臭氧（一种对人类健康有害的气体）时，它也会影响健康。事实上，甲烷是许多地方臭氧的最大前体。

据估计，甲烷每年可能导致多达 50 万人过早死亡。9

下面的图表显示了它的来源。

农业，特别是畜牧业和水稻生产，是甲烷的最大来源。反刍动物——主要是牛——在其消化系统中产生甲烷，并通过打嗝将其释放到大气中。这就是牛肉和羊肉往往具有高碳足迹的原因。10 水稻也会产生甲烷，因为它通常生长在氧气含量低的淹水稻田里。这意味着产生的是甲烷而不是二氧化碳。少吃牛肉、羊肉和乳制品可以大大减少农业排放。寻找创新的方法，通过改变饮食来减少每头牛产生的甲烷量也有助于。

能源生产是甲烷的另一个重要来源。大部分来自石油和天然气井的泄漏——我们称之为“逃逸性排放”。如果这些管理不当，一些甲烷会逸入大气。另一个主要来源是煤矿开采。监测石油和天然气井的甲烷泄漏并执行法规以确保不违反限制可以减少这些排放。新的无人机和卫星技术已经在开发中，以提供这些泄漏来源的全球地图。

第三个贡献很大的部门是废物。当有机物质（如食物垃圾或纸张）在氧气不足的条件下（如在垃圾填埋场中）腐烂时，会产生甲烷。安全地密封垃圾填埋场或捕获这种甲烷用于能源可以有效地减少这些排放。来自废物的甲烷在许多较富裕的国家（如英国）已经下降，这些国家已经实施了这些策略。

氨 (NH3)：一切都与农业有关

如下面的图表所示，几乎所有人类排放的氨 (NH3) 都来自农业。当我们向农作物添加合成肥料或粪便时，其中一些氮会在土壤中转化为 NH3。其他较小的来源包括垃圾填埋场中分解的有机废物和能源生产。

虽然 NH3 在大气中停留的时间不长——通常是几个小时到几天——但它可以与其他气体反应形成损害人类健康的小颗粒物。

一些研究表明，氨可能导致 数十万（高达 385,000）人因颗粒物过早死亡。11

在下面的图表中，您可以看到，与大多数其他空气污染物（其排放量已在全球范围内达到峰值）不同，随着畜牧业生产和合成肥料的使用增加，NH3 的排放量持续上升。

一些国家——特别是欧洲的国家——已经实现了小幅减排，因为它们比几十年前使用的肥料更少。

非甲烷挥发性有机化合物 (NMVOCs)

非甲烷挥发性有机化合物 (NMVOCs) 可以通过我们之前研究的所有三种途径威胁人类健康：在高浓度下它们可能具有直接毒性，并且与其他气体混合形成臭氧和小颗粒物。

您可以在下面的图表中看到 NMVOC 的全球来源。

NMVOC 是由传统的污染源（如燃烧化石燃料和汽车尾气）产生的。然而，与大多数其他污染物不同，溶剂（如油漆、清洁产品和化工厂）也是主要来源。

除了转向低碳能源和逐步淘汰汽油车外，我们还需要减少个人护理产品和溶剂中挥发性有机化合物 (VOC) 的使用。为化学工业设定排放限制也将是降低我们暴露于非甲烷 VOC (NMVOC) 的关键。

虽然污染源多种多样，但解决方案通常不是

逐一地浏览如此多的污染物——正如我们刚才所做的那样——似乎让人感到不知所措。我们不仅需要处理一两个；我们需要处理六个以上。12

好消息是，我们需要的解决方案通常可以同时减少多种气体。

燃烧东西来获取能量——无论是化石燃料还是生物质——是许多这些气体的根本来源。转向清洁能源——部署可再生或核电、电气化我们的汽车、我们的工业和家庭供暖——并确保全世界的人们能够获得_现代_能源，将同时减少许多这些污染物。

通过转向更多基于植物的饮食来减少肉类生产和消费，也将同时减少甲烷和氨的排放。

仅通过减少空气污染，这些转变就带来了巨大的健康益处。

我们知道这是可以做到的。许多国家_已经_大大降低了空气污染水平，正如您在下面的图表中看到的那样，他们因此避免了数十万人的过早死亡。

尽管老年人口多得多，但这些国家的死亡总人数有所下降。死亡_率_的下降甚至更大。

致谢

非常感谢 Max Roser 和 Edouard Mathieu 对本文的反馈和评论。

继续阅读 Our World in Data

在许多国家，人们呼吸着几个世纪以来最清洁的空气。世界其他国家可以从中学习什么？空气污染往往会先变得更糟，然后才会好转，但我们如何加速这一转变？### Data Explorer数据回顾：有多少人死于空气污染？此数据回顾介绍了已发布的全球空气污染死亡人数估计值，并提供了使其易于理解的背景信息。

尾注

1. 在这里，我们不是在谈论导致气候变化的温室气体——我们已经在其他地方详细介绍了这些气体——尽管我们将包括一些温室气体，如甲烷，甲烷也可以作为当地空气污染物的前体。
2. Hoesly, R. M., Smith, S. J., Feng, L., Klimont, Z., Janssens-Maenhout, G., Pitkanen, T., ... & Zhang, Q. (2018). Historical (1750–2014) anthropogenic emissions of reactive gases and aerosols from the Community Emissions Data System (CEDS). Geoscientific Model Development, 11(1), 369-408.
3. World Health Organization (2021). WHO global air quality guidelines: particulate matter (‎PM2.5 and PM10)‎, ozone, nitrogen dioxide, sulfur dioxide and carbon monoxide.
4. 请注意，我们正在谈论的是低层大气中的地面臭氧或对流层臭氧。在这个水平，它被认为是污染物。这与_平流层_臭氧不同，平流层臭氧位于大气层高处，对于保护我们免受紫外线辐射至关重要。我们在有关臭氧层的工作中介绍了这一点。

• Mar, K. A., Unger, C., Walderdorff, L., & Butler, T. (2022). Beyond CO2 equivalence: The impacts of methane on climate, ecosystems, and health. Environmental science & policy.

5. Global Burden of Disease 由 Institute for Health Metrics and Evaluation (IHME) 发布。
6. 请注意，当我们添加所有这些_个人_风险因素（室内颗粒物、室外颗粒物和室外臭氧）时，总数达到 830 万，高于 Global Burden of Disease 报告的总数。这是因为不同的风险因素会结合起来，增加健康问题和过早死亡的风险。在本文中，我们的同事 Saloni Dattani 探讨了如何估计风险因素，以及为什么不能将它们加起来得到过早死亡的总人数。
7. Fioletov, V. E., McLinden, C. A., Krotkov, N., Li, C., Joiner, J., Theys, N., ... & Moran, M. D. (2016). A global catalogue of large SO2 sources and emissions derived from the Ozone Monitoring Instrument. Atmospheric Chemistry and Physics, 16(18), 11497-11519.
8. Pan, S. Y., He, K. H., Lin, K. T., Fan, C., & Chang, C. T. (2022). Addressing nitrogenous gases from croplands toward low-emission agriculture. Npj Climate and Atmospheric Science.
9. This estimate comes from the UN Environment Programme and Climate and Clean Air Coalition:UNEP and Climate and Clean Air Coalition (2021) Global Methane Assessment: Benefits and Costs of Mitigating Methane Emissions.
10. 虽然这不是它们具有高碳足迹的唯一原因，但即使我们忽略甲烷，它们仍然通过土地利用和粪便排放大量碳。
11. Wyer, K. E., Kelleghan, D. B., Blanes-Vidal, V., Schauberger, G., & Curran, T. P. (2022). Ammonia emissions from agriculture and their contribution to fine particulate matter: A review of implications for human health. Journal of Environmental Management, 323, 116285.
12. 我们在本文中包括了六个大的，但这不是一个完整的列表。

引用此作品

我们的文章和数据可视化依赖于许多不同的人员和组织的工作。在引用本文时，也请引用底层数据源。本文可以引用为：

Hannah Ritchie and Pablo Rosado (2025) - “Air pollution kills millions every year — where does it come from?” Published online at OurWorldinData.org. Retrieved from: 'https://ourworldindata.org/air-pollution-sources' [Online Resource]

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