謝邀。
以前接觸過PM2.5的研究，不過讀博後已經轉了方向，就著自己有限的知識，希望能給樓主一個解釋。
基本上，對於大氣汙染，或者說空氣汙染，大家想弄明白的事情很簡單，就是空氣中有哪些汙染物，它們從哪裏來，到哪裏去（讓我們暫且把治理放在一邊）。
想研究明白這幾個問題有這麽幾種方式，一就是做環境監測，比如我在一個城市設立一些站點，每天定時觀測，我肯定能弄明白這個城市空氣中都有哪些東西。但問題是，這種觀測即使做得再精密，我檢測到的幾到幾百個單位的PM2.5也不會自己告訴我它是從哪裏來的。不過透過一些主要汙染物的指示，打個比方，鉀元素可能會從土壤或者生物質燃燒（稭稈燃燒）裏釋放出來，那我的一些樣品中，鉀含量很高，我可以假定這些樣品收到了以上因素的影響。相關的，和它有相關性的可能都是從這個來源來的。比如我知道了在這個城市，很多顆粒、瓦斯可能是來自這個途徑，我就要去排查附近相關的汙染源看看能不能做進一步的治理。
現在很多人做大氣汙染的源分析，大概也就是基於這麽一個方法，只不過采用的是更復雜的一些數學模型。但問題是，這種方式像是從連續的電影中抽出一些片段，你怎麽能確定這樣的結果就是正確的呢？比如說鉀元素高，推斷出了稭稈燃燒，但是怎麽能知道這其中沒有混雜土壤揚塵、沙塵之類的物質呢？更重要的是，汙染物不是單一地會從一個地方飄到另一個地方，而是夾雜著不斷地混合與反應，這種透過反應生成的我們稱之為二次產物，比如一些有機物，二次有機物的含量要比一次高很多，我們幾乎不可能透過這種檢測方式來判斷它的來源。
因此還有一種研究方式，是采用源排放+氣象條件傳輸+化學反應耦合起來的更復雜的環境模型。就是假設，如果我知道所有工業、農業等等可能產生的汙染物的排放，然後加入即時的氣象條件判斷它們會怎麽傳輸，同時考慮它們之間可能發生的反應，那麽在一個區域內，某個時刻時，某個地點的汙染物濃度我們就能透過模型計算來獲得了。如果這個計算值和城市這個時間點監測到的汙染物一致，那麽我們似乎就是真的了解了汙染物的來龍去脈，或許進一步就可以預測或從源頭加以治理。那麽在這種環境模型裏面，從科學研究上來說最脆弱的是哪一環？源的問題，只要工廠排放逐步公開化，對這些來源認識逐漸細化，我們會逐步掌握幾乎所有來源的數據，這只是時間、精力問題。氣象條件，從我自己的認知來說，現在的氣象模式已經挺成熟了，套用於空氣汙染短期預測幾乎不成問題。所以最脆弱的一環就是對於其中化學反應的了解了。這裏就回答了樓主，為什麽要建煙霧箱，就是為了了解這些汙染物在傳輸過程中可能會發生什麽反應。
那麽為什麽要建大型煙霧箱？難道小一些的不能研究問題麽？這是因為煙霧箱，顧名思義，箱子是有邊界的。比如你建一個2公尺見方的箱子，汙染物才傳輸出去一點點，就碰上了箱子的邊邊。而現實裏呢？城市哪裏來的邊界呢？我印象中，這種邊界效應的影響視煙霧箱大小會達到50%以上（望了解的知友繼續考證）。所以從研究的角度，我覺得建這個煙霧箱是個好事，至少表達了國家對治理環境汙染的重視與支持吧。
