초미세먼지란 이산화황, 질소산화물, 납, 오존, 일산화탄소 등과 함께 수많은 대기오염물질을 포함하는 대기오염 물질이다. 이는 자동차, 공장 등에서 발생하며 대기 중 장기간 떠다니는 입경 10㎛ 이하의 미세한 먼지를 칭한다. 보통 미세먼지(PM10)라 하고, 입자가 2.5㎛ 이하인 경우는 ‘초미세먼지’ 또는 ‘극 미세먼지’라고 한다.

학술적으로는 에어로졸(Aerosol)이라 하며, 미세먼지(fine particles)는 부유분진(Suspended particles), 입자상 물질(Particulate matter) 등으로도 불리며 명칭에 따라 약간씩 다른 의미를 가지고 있다. 입자상 물질은 공기역학적 입경(지름)이 10㎚에서 100㎛정도이며, 이보다 입경이 큰 경우는 중력에 의한 침강효과로 대기 중 체류시간이 아주 짧은 특징을 갖고 있다. 이 중에서 이산화황(SO2)과 질소산화물(NOx)은 기체 오염 물질인데 입자상 물질 PM10, PM2.5는 대기오염을 가중시키는 주요인이다.

이러한 초미세먼지의 원인은 자연적 요소와 인위적 요소로 나눌 수 있다. 자연적 요소는 오염 물질을 분산시키기 어려운 기상과 자연상에서 생성되는 오염물질들이다. 특히 오염 물질은 암석과 토양의 풍화물(Weathered Material), 사막모래, 화산재(Volcanic ash)등이다. 인위적 요소는 비효율적인 건물 배치 및 에너지 소비, 공장 배출 매연 및 그리고 건설·공사 시 발생하는 부유분진 등으로 볼 수 있다.

현재 우리나라와 중국은 도시화로 인해 대부분의 도시에서 자연환경이 파괴되고 있으며, 녹지 및 삼림 파괴가 이루어지고 있다. 이는 도시화로 인한 환경오염뿐만 아니라 초미세먼지 형성에도 막대한 영향을 끼치는 부분이다. 또 갑작스런 발전으로 인한 미흡한 도시계획 또한 초미세먼지 형성에 영향을 미치는데, 도시 열섬현상, 도시 바람길 차단 등이 여기에 속한다.

즉, 초미세먼지 오염은 여러 원인이 복합적으로 작용해 오염된 대기가 모아지고 고착됨에 따라 발생한다. 이것이 주된 원인이다. 주로 대기가 수직 방향으로 역전층 현상이 일어나면 도심 내 빌딩과 굴뚝 등의 인공 건축물의 영향으로 고층의 기온이 저층의 기온보다 높아지는데 이것은 마치 하나의 오염된 뚜껑이 도시의 위를 덮고 있는 것과 같은 효과다. 결과적으로 오염물질들이 고층으로 확산되지 못하고 저층이나 지면에 뒤덮여 빠져나가지 못하기 때문에 초미세먼지오염 현상이 발생한다.

기상학자, 의학자 등에 따르면 초미세먼지오염의 주요 원인인 PM2.5는 코를 통해 폐로 들어가 혈액에 녹고 쌓여 폐와 심혈관 질환을 유발하고 동시에 초미세먼지에 붙어 있는 중금속과 유해화학물질은 암을 유발할 수도 있다고 한다. 또한 초미세먼지오염을 동반한 스모그 날씨는 사람을 우울하게 만드는 등의 심리적 악영향을 끼칠 수도 있다고 한다. 그래서 초미세먼지오염을 동반한 스모그 날씨는 사람들에게 신체적, 심리적으로 악영향을 끼친다.

연구에 따르면 초미세먼지의 대다수 구성물질은 공장 및 자동차배기가스의 황화물, NO₂등 산성 가스와 수증기로 구성된 산성 화학물이며, 비가 오는 날에는 산성비를 형성하여 농업 및 삼림에 매우 심각한 피해를 준다. 또한 초미세먼지를 동반한 스모그가 지속되면 초미세먼지로 인한 산성안개와 산성비가 농립업 작물에 직접적인 해를 입혀서 농림업 작물 수확이 25%까지 감소할 수 있다.

그 이외에 초미세먼지로 인해 햇빛이 대기층을 쉽게 통하지 못해 농림업 작물들의 광합성 작용을 크게 약화시켜 농림업 작물 탄소고정을 방해하여 농작물 수확량 감소를 초래하거나 스모그로 인해 운전 시 가시성이 줄어들고 운전자의 시야가 크게 영향을 받아 쉽게 도시교통 혼잡으로 이어질 뿐만 아니라 교통사고의 가능성도 증가하게 된다.