Fijn stof omvat alle vaste en vloeibare deeltjes die in de atmosfeer rondzweven.
Ze kunnen er van enkele uren tot maanden verblijven in functie van hun eigenschappen en de meteorologische omstandigheden.
Een gas met daarin rondzwevende deeltjes is een aërosol.
Het gedrag van deeltjes in een aërosol wordt bepaald door de eigenschappen van de deeltjes (afmetingen, vorm, dichtheid) en die van het gas (snelheid, turbulentie, samenstelling).
Om het gedrag van deeltjes te kunnen beschrijven, is het begrip aërodynamische diameter ingevoerd.
Die wordt bepaald door de afmetingen, de vorm en dichtheid van de deeltjes.
De aërodynamische diameter wordt gedefinieerd als de diameter van een sferisch deeltje met de densiteit van water dat in de omgevingslucht hetzelfde gedrag vertoont als het beschouwde deeltje.
PM10 is de deeltjesfractie met een aërodynamische diameter kleiner dan 10 micrometer (μm), PM2,5 die met een diameter kleiner dan 2.5 μm.
Vanaf een diameter kleiner dan 0.1 µm (100 nanometer) spreekt men van ultrafijn stof.
De deeltjes kunnen in de atmosfeer terechtkomen door een natuurlijke oorzaak (natuurlijk aërosol) of door menselijke activiteiten (antropogeen aërosol). In beide gevallen kunnen ze ingedeeld worden volgens hun vormingswijze in primaire en secundaire deeltjes. Primaire deeltjes worden rechtstreeks uitgestoten in de atmosfeer of worden gevormd door mechanische verkleining van grover materiaal (bijvoorbeeld zware metalen bij metaalverwerking). De belangrijkste door mensen veroorzaakte uitstoot komt van transport, industrie, landbouw en gebouwenverwarming. Belangrijke natuurlijke bronnen van primair fijn stof zijn zeezoutaërosol en opwaaiend bodemstof. Secundaire deeltjes ontstaan in de atmosfeer door oxidatie en transformatie uit gasvormige componenten zoals NH3 , SO2 , NOx of uit organische verbindingen zoals vluchtige organische stoffen (VOS).
De samenstelling van secundaire deeltjes is zeer complex. Ze worden gevormd uit de gasfase en bij condensatie, waarbij de stoffen met de laagste dampspanning vlugger condenseren dan die met een hogere dampspanning. De fijne deeltjes kunnen daardoor een complexe, gelaagde samenstelling hebben. Dat wordt versterkt doordat het beschikbare oppervlak van alle stof in de atmosfeer hoofdzakelijk geleverd wordt door de kleine deeltjes. Stoffen die gasvormig uitgestoten worden (ook dioxines), zullen daarom bijna uitsluitend op de kleine deeltjes worden afgezet. Zware metalen uit smelterijen en verkeer, PAK, dioxine en roet bevinden zich daarom in de fijne fractie.
Epidemiologische studies tonen aan dat de belangrijkste gezondheidseffecten door luchtvervuiling te wijten zijn aan fijn stof en in mindere mate aan ozon. Inademing van fijn stof veroorzaakt irritatie of schade aan het longweefsel. Fijn stof kan zowel korte- als langetermijneffecten hebben. Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie (WGO) is er geen veilige drempelwaarde waaronder geen nadelige effecten voorkomen. Bij een korte blootstelling aan fijn stof worden bestaande gezondheidsproblemen zoals luchtweginfecties en astma ernstiger, maar de gezondheidseffecten van langetermijn- of chronische blootstelling zijn aanzienlijk groter. Chronische blootstelling verhoogt het risico van cardiovasculaire aandoeningen en longziektes, en ook longkanker. Geschat wordt dat de gemiddelde levensduur van de Belgische bevolking met circa negen tot tien maanden verkort wordt door de blootstelling aan de huidige PM2,5 -concentraties (Amann et al, 2005). In Vlaanderen neemt fijn stof ongeveer driekwart van de verloren gezonde levensjaren als gevolg van milieufactoren voor zijn rekening (MIRA, 2012). De sterkste link met gezondheidseffecten wordt gevonden voor de PM2,5 -fractie, maar er werden ook effecten aangetoond voor de ultrafijne fractie (fijn stof kleiner dan 0.1 μm) en de grovere 2.5-10 μm-fractie (Brunekreef et al, 2005). Fijn stof bevat Black Carbon (BC of ook dieselroet) en ander verbrandingsgerelateerd materiaal, wat op zich niet de meest toxische component is van de kleinere PM-deeltjes maar een drager is van allerhande chemische toxische substanties.
Daarnaast heeft fijn stof ook negatieve effecten op klimaatverandering en ecosystemen. Het draagt bij tot de degradatie van behandelde oppervlakken die daardoor sneller moeten worden gereinigd (het zogenaamde ‘soiling’effect) en heeft afhankelijk van de samenstelling een corrosief effect op materiaal en cultureel erfgoed. Fijn stof heeft zowel een afkoelend (sulfaataërosolen) als opwarmend (Black Carbon) effect, en speelt dus ook een rol in de klimaatveranderingsproblematiek.