一 城市空气质量

（一）大气颗粒物概述

大气颗粒物是指液体和固体微粒均匀地分散在空气中形成的相对稳定的悬浮体系。按照空气动力学当量直径分为总悬浮颗粒物（TSP，空气动力学当量直径≤100μm）、可吸入颗粒物（PM₁₀，空气动力学当量直径≤10μm）、细颗粒物（PM_2.5，空气动力学当量直径≤2.5μm）及超细颗粒物（PM_1.0，空气动力学当量直径≤1.0μm）等。其中可吸入颗粒物PM₁₀，是指可以进入人体呼吸道的颗粒物，并且被认为与城市人体健康效应相关。因此，许多流行病学研究采用PM₁₀作为人群暴露的指示性颗粒物，这也是国内外大多数空气质量监测系统中常规监测的污染物之一。细颗粒物PM_2.5，又称为可入肺颗粒物，由于粒径较小，自身质量较轻，故重力作用小，不仅在空气中能停留较长的时间，经过长距离传输造成大范围污染，而且可以进入人体呼吸系统的深部，甚至肺泡。由于其粒径较小，较易吸附工业排放的各种有毒重金属、酸性氧化物、有毒有害的有机物等，并可以作为细菌、真菌和病毒等微生物的载体，因此被认为对环境质量和人群健康的影响较PM₁₀更大，受到国内外环保部门和学者的广泛关注。

PM_2.5的来源既有自然源，又有人为源。自然来源主要包括风扬尘土、火山灰、森林火灾、漂浮的海盐、花粉、真菌孢子、细菌等。研究表明，PM_2.5主要来源于人为排放，人类可以直接排放PM_2.5，某些人类排放的气态污染物，在空气中也可以转变成PM_2.5。直接排放主要来自燃烧过程，如化石燃料（煤、汽油、柴油）的燃烧、生物质（秸秆、木柴等）的燃烧以及垃圾焚烧等，又称为一次粒子。

由污染源排放的气态污染物如二氧化硫、氮氧化物、氨、挥发性有机物等经过冷凝或在空气中发生复杂的化学反应生成的PM_2.5又称为二次粒子。

PM_2.5的化学组成因地区不同、来源不同、气象条件不同而差异很大。但其主要成分有元素碳、有机碳化合物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐等。其他常见成分包括各种金属元素，既有钠、镁、钙、铝、铁等地壳中含量丰富的元素，也有铅、锌、砷、镉、铜等主要源自人类污染的重金属元素。

目前国内外认可的PM_2.5质量浓度的手动监测方法均为重量法。其原理是分别通过一定切割特征的采样器，以恒速抽取定量体积空气，使空气中的颗粒物被截留在已知质量的滤膜上，根据采样前后滤膜的质量差和采样体积，计算出颗粒物的浓度。常用的自动监测方法有微量振荡天平法和β射线吸收法，但这些监测方法均应该以重量法作为参比方法，以保证监测数据的可靠性和准确性。目前，在美国PM_2.5监测网络中，微量振荡天平法监测仪器约占62%，β射线法的仪器占28%左右，光学法仪器所占比例较少，而且这些监测方法都必须经美国国家环保局（EPA）认证后才能安装运行，同时美国对自动监测仪器进行了认证。欧洲国家颁布了规定PM_2.5测量的参比方法，并开展了自动监测设备的比对试验，对如何建立等效测量方法编写了技术指南，但并未对自动监测仪器开展认证工作。我国目前虽然已经制定了PM_2.5的标准分析方法，即手动方法——重量法和自动监测方法——微量振荡天平法和β射线吸收法，但尚未广泛开展PM_2.5的监测。

（二）PM_2.5的标准

1.国外标准

随着对大气颗粒物危害认识的不断深入，各个国家对其制定的标准越来越趋于严格，制定的环境空气质量标准对大气颗粒物的控制，基本都经历了TSP→PM₁₀→PM_2.5的过程。目前，主要发达国家和地区均已制定了PM_2.5的环境空气质量标准，发展中国家如墨西哥、泰国和印度等也制定了该项目的空气质量标准。

世界卫生组织（WHO）于1987年首次出版了《WHO欧洲空气质量准则》，于2000年修订再版了《WHO欧洲空气质量准则》，2005年修订为《全球空气质量准则》，规定PM₁₀年平均浓度和24小时平均浓度限值分别为20μg/m³和50μg/m³，PM_2.5的年平均浓度和24小时平均浓度限值分别为10μg/m³和25μg/m³。同时推荐了PM₁₀和PM_2.5年平均浓度限值和24小时平均浓度限值的过渡时期目标，具体见表1。

表1 WHO对于颗粒物的过渡时期目标

美国国家环保局1971年首次制定了颗粒物环境空气质量标准，以TSP为基准空气污染物，1987年废除TSP环境空气质量标准，制定实施了PM₁₀环境空气质量标准，规定年平均浓度和24小时平均浓度限值分别为50μg/m³和150μg/m³，1997年制定颁布了PM_2.5的环境空气质量标准，年平均浓度限值15μg/m³，