谢邀。
以前接触过PM2.5的研究，不过读博后已经转了方向，就着自己有限的知识，希望能给楼主一个解释。
基本上，对于大气污染，或者说空气污染，大家想弄明白的事情很简单，就是空气中有哪些污染物，它们从哪里来，到哪里去（让我们暂且把治理放在一边）。
想研究明白这几个问题有这么几种方式，一就是做环境监测，比如我在一个城市设立一些站点，每天定时观测，我肯定能弄明白这个城市空气中都有哪些东西。但问题是，这种观测即使做得再精密，我检测到的几到几百个单位的PM2.5也不会自己告诉我它是从哪里来的。不过通过一些主要污染物的指示，打个比方，钾元素可能会从土壤或者生物质燃烧（秸秆燃烧）里释放出来，那我的一些样品中，钾含量很高，我可以假定这些样品收到了以上因素的影响。相关的，和它有相关性的可能都是从这个来源来的。比如我知道了在这个城市，很多颗粒、气体可能是来自这个途径，我就要去排查附近相关的污染源看看能不能做进一步的治理。
现在很多人做大气污染的源分析，大概也就是基于这么一个方法，只不过采用的是更复杂的一些数学模型。但问题是，这种方式像是从连续的电影中抽出一些片段，你怎么能确定这样的结果就是正确的呢？比如说钾元素高，推断出了秸秆燃烧，但是怎么能知道这其中没有混杂土壤扬尘、沙尘之类的物质呢？更重要的是，污染物不是单一地会从一个地方飘到另一个地方，而是夹杂着不断地混合与反应，这种通过反应生成的我们称之为二次产物，比如一些有机物，二次有机物的含量要比一次高很多，我们几乎不可能通过这种检测方式来判断它的来源。
因此还有一种研究方式，是采用源排放+气象条件传输+化学反应耦合起来的更复杂的环境模型。就是假设，如果我知道所有工业、农业等等可能产生的污染物的排放，然后加入实时的气象条件判断它们会怎么传输，同时考虑它们之间可能发生的反应，那么在一个区域内，某个时刻时，某个地点的污染物浓度我们就能通过模型计算来获得了。如果这个计算值和城市这个时间点监测到的污染物一致，那么我们似乎就是真的了解了污染物的来龙去脉，或许进一步就可以预测或从源头加以治理。那么在这种环境模型里面，从科学研究上来说最脆弱的是哪一环？源的问题，只要工厂排放逐步公开化，对这些来源认识逐渐细化，我们会逐步掌握几乎所有来源的数据，这只是时间、精力问题。气象条件，从我自己的认知来说，现在的气象模式已经挺成熟了，应用于空气污染短期预测几乎不成问题。所以最脆弱的一环就是对于其中化学反应的了解了。这里就回答了楼主，为什么要建烟雾箱，就是为了了解这些污染物在传输过程中可能会发生什么反应。
那么为什么要建大型烟雾箱？难道小一些的不能研究问题么？这是因为烟雾箱，顾名思义，箱子是有边界的。比如你建一个2米见方的箱子，污染物才传输出去一点点，就碰上了箱子的边边。而现实里呢？城市哪里来的边界呢？我印象中，这种边界效应的影响视烟雾箱大小会达到50%以上（望了解的知友继续考证）。所以从研究的角度，我觉得建这个烟雾箱是个好事，至少表达了国家对治理环境污染的重视与支持吧。
