PM2.5将纳入我国空气质量检测范围

文/伏晴艳

随着我国经济社会的快速发展，环境空气的污染特征已经由煤烟型向复合型转变，区域性大气细颗粒物和臭氧污染日益突出，津京唐地区、长三角以及珠三角等经济发达地区的主要城市经常出现长时间低能见度灰霾污染，公众对于环境污染问题的关注度越来越高。以往笼统显示“优”、“良”或“轻度污染”的空气质量预报，已经无法满足公众的需求，人们希望能有一个量化的标准来准确、直观地显示出空气质量的优劣。

近日，在借鉴国外经验的基础上，我国新修订的《环境空气质量标准（征求意见稿）》（以下简称“征求意见稿”） 将颗粒物PM2.5（指空气动力学当量直径不大于2.5 μm的颗粒物，也称细颗粒物或可入肺颗粒物）正式纳入我国环境空气质量监测范围。环保部明确要求京津冀、珠三角、长三角等地区城市以及各省会城市的PM2.5监测在2012年启动并及时公布数据，使公众及时了解空气质量状况。征求意见稿的出台将对上海市环境空气质量监测、污染防治和环境管理提出更高要求，并对区域污染研究和联防联控产生深远的影响。

实际上，我国在1982年制定发布、经过1996年修订更名和2000年修改的现行GB 3095-1996《环境空气质量标准》，在加强我国空气污染防治、保护公众健康方面发挥了积极作用。但是，其规定的空气污染指数（API）评价指标仅包括二氧化硫（SO2）、二氧化氮(NO2)、可吸入颗粒物（PM10）这3项，已不能满足现阶段环境管理和客观评价的要求。为此，借鉴国外经验，新修订的征求意见稿将颗粒物PM2.5正式纳入我国环境空气质量监测范围。

修订后的征求意见稿将PM2.5列入空气质量评价之中，PM2.5限值参照世界卫生组织（WHO） 的第一阶段指导值，为年均浓度35 μg/m3，24 h平均浓度75 μg/m3。征求意见稿将依照国际惯例，将臭氧（O3）、一氧化碳（CO）、PM2.5纳入评价体系。与现行标准相比较，新修订后的征求意见稿增设了PM2.5年、日平均浓度限值和臭氧8 h平均浓度限值，收紧了PM10、NO2、Pb和苯并[a]芘等污染物的浓度限值。征求意见稿还提高了对监测数据统计有效性规定，将有效数据要求由50%～75%提高至75%～90%，增强了空气质量监测的有效性和准确性。

监测范围无法全覆盖

上海市的现有PM2.5自动监测工作从2005年起开始，迄今已有6年时间。截至2011年底，监测点位从早期的4个站点发展到24个站点，覆盖了16个区县（金山区和奉贤区除外），能基本反映市区和郊区的空间差异及代表性。但是，由于没有相应的国家环境空气质量标准要求以及自动监测技术规范，现有24个自动监测点位的设置主要用于试点研究，10个国控API评价站点中仅有4个站点配置了PM2.5监测因子。延续PM10的监测体系和方法，PM2.5采用了RP1400a或RP1405微振荡天平（TEOM）法的颗粒物分析仪。

上海PM2.5浓度冬季最高

一般是欧美城市年均浓度的2～3倍。根据2005年～2011年试点监测数据，上海市的PM2.5浓度年 均 值 在 42 μg/m3～53 μg/m3之间，年际变化趋势为基本持平、略有下降，总体浓度水平仍超出修订后标准限值的26%～51%。从全年来看上海PM2.5浓度一般冬季最高、春秋其次、夏季较低。2011年，2月PM2.5最高，为56 μg/m3；8月最低，为29 μ/m3。PM2.5日变化呈双峰特征，一般6时与20时浓度最高图2显示，上海市PM2.5浓度的空间分布特征为西高东低，较PM10而言在空间分布上更显均匀广州、武汉、兰州、重庆和北京等地研究数据显示，不同城市的PM2.5浓度占PM10浓度的比值会有所不同，一般范围在50%～70%。根据2005年～2011年试点监测数据， 上海市PM2.5浓度约占PM10浓度的50%～60%，与国内其他城市的比例基本接近。通常情况下， 上海PM2.5和PM10比值为夏冬高、春秋低，受北方沙尘输送影响时，

图1显示，我国部分试点城市环境空气中PM2.5污染水平较国外发达城市还有很大的差距PM2.5和PM10的日均比值最低可至20%。如图3所示， 根据浦东滨海站点2010年月均PM1占PM2.5比例范围为62.5%～95.6%，PM2.5占PM10比例的变化范围为52.4%～76.1%，可见2.5 μm以下的细颗粒物占上海市颗粒物的主要部分。

主要来源为工业炉窑和机动车等

PM2.5的化学组分因地区气候条件和污染来源构成不同而有所差异，但主要组分均为硫酸盐、硝酸盐、铵盐和有机碳。根据上海浦东监测站2010年试点监测PM2.5细颗粒组分分析数据，上海市PM2.5细颗粒中四大主要组分硫酸盐、硝酸盐、铵盐和有机碳在PM2.5中所占比例达到75% （图4）。SO42-、NO3-和NH4+等水溶性离子分别占PM2.5的22%、16%和13%，有机碳 （OC） 和元素碳 （EC） 分别占18%和6%，元素占5%。结合能见度数据分析，PM2.5中水溶性离子及OC等组分浓度越高，能见度越低，其中SO32-和OC所占比例基本持平，而NO3-和NH4+所占比例随能见度的降低逐步升高。

表1 2010年上海市主要大气污染物排放清单构成（%）

北京、杭州、南京等地源解析结果表明，对PM2.5贡献较大的主要是机动车尾气、硫酸盐、煤烟尘和燃油尘。上海市环境监测中心研究表明，2010年上海大气污染物排放清单中（表1），PM2.5的主要来源为工业炉窑、机动车和电厂，占全市总量的52.1%、13.8%和12.8%。环境空气中PM2.5的主要组分为二次气溶胶，其主要来源为SO2、NOx和挥发性有机物（VOCs）的排放源。清单显示，SO2的主要来源为电厂（33.4%）、工业炉窑 （22.8%） 和工业锅炉（17.1%）；NOx的主要来源为电厂（46.5%）、机动车 （21.2%） 和 工 业 炉 窑（13.6%） 以及船舶 （11.6%）；VOCs的主要来源为石化企业和溶剂使用点源（72.3%） 和机动车（13.1%）。秸秆燃烧产生的污染物总量虽然较小，但是由于秸秆燃烧为季节性短期发生的污染源，因此在不利气象条件下产生的影响不容忽视。

上海市PM2.5监测与环境管理面临的挑战

1.PM2.5自动监测方法需进一步比对

根据国家标准，PM2.5总体监测方法分为微量振荡天平和β射线法两大类别，这两种方法在美国、加拿大和欧盟均广泛使用。顺延PM10的监测体系，国内各省市大都采用了与PM10同样的监测方法来开展PM2.5的试点工作。上海、广州、杭州、温州、常州、太仓、江阴、南通、北京、厦门、福州和香港等城市采用微量振荡天平法，无锡、湖州及广东省珠三角区域监测网监测方法为β射线法。β射线法因其维护量小的优点，在县级监测网络使用较为广泛，而省市级监测网多采用监测原理更为直接、准确的微量振荡天平法。由于监测原理不同，导致具体的配置和采样参数设置上有所差异，还会受到一个地区的气象条件和颗粒物中的化学组分的影响。因此，在PM2.5监测浓度结果上，各类自动监测仪器与手工监测国家标准方法存在客观的系统偏差。另外，随着PM2.5监测方法的不断发展，微量振荡天平法（增加了动态膜补偿模块，FDMS）和β射线法仪器（增加了水分去除模块，DHS） 也变得更为精准。为此，如何选择适用于上海的自动监测方法，并能兼顾现有PM10监测体系以及历史数据是当前监测体系需解决的首要技术问题。

2.PM2.5评价点位和网络的优化完善

上海现有PM2.5监测站点已基本能覆盖全市主要城区和郊县，但是尚不能完全覆盖国控评价点位，如需与现有API保持同一评价体系以满足公众信息服务的需求，应尽快完成国控点位的建设。需要指出的是，由于自动监测站点的长期运行以及质量控制和保障体系需要有强有力的资金及人力资源的保障，为此，如何在已有监测网络基础上考虑PM2.5的空间代表性进行点位的优化也成为上海空气质量自动监测系统需考虑的问题。

3.PM2.5的污染来源复杂

空气质量监测体系的不断完善，将更好地帮助我们获取空气质量信息，起到污染预警的作用。当然，要想根本控制PM2.5污染，还需要从战略层面制定控制污染的政策。上海市大气污染物排放清单显示PM2.5的来源复杂：包括工业、机动车、船舶、建筑工地、餐饮等各类人为活动，这些均会排放一次PM2.5或是其前体污染物；不仅有本地污染源排放的贡献，还受到区域输送的影响。PM2.5的治理将是一个长期艰巨的任务，梳理PM2.5的关键来源、采取有效的污染治理措施并及时评估实施效果是环境管理部门面临的首要任务。

建议

2005年～2011年试点工作表明，上海市PM2.5浓度年均值在42 μg/m3～53 μg/m3之间，超出修订后标准限值的26%～51%。PM2.5浓度一般冬季最高、春秋其次，夏季较低。PM2.5日变化呈双峰特征，一般6点与20点浓度最高。空间分布为西高东低。

为满足《环境空气质量标准》新版和公众环境信息服务的需求，上海市应尽快完善国家监控站点的PM2.5监测设备的选型和配置，并适时开展PM2.5监测网络的优化。同时，上海市应重视手工比对监测工作，建立百万分级的称重实验室，开展长期的手工对比观测和化学组分的分析研究。

重视极端不利气象条件下的大气污染防治，尽早开展PM2.5的预测预报研究，建立PM2.5和能见度预报系统。建议制订相应的应急预案，做好预测、预报和预警工作，及时公开环境信息，采取积极措施减轻和消除灰霾污染对社会公众带来的不利影响。

针对PM2.5的来源复杂性，建议依托“十二五”环保规划和第五轮环保三年行动计划（2012～2014年），采取机动车污染控制、电厂脱硝、清洁能源替代和区域联防联控等一系列措施，不断加大PM2.5污染治理力度，推进上海市环境空气质量持续改善。

以PM2.5为代表的复合型大气污染的区域性特征，已经成为我国大气污染的基本特点。应对这种区域性污染，需要跨行政管理体制的更多协调和共同努力，应及时总结并常态化上海世博会空气质量保障工作中建立的长三角大气污染联动机制。由于PM2.5污染组分主要为二次气溶胶，上海市还应做好多项污染物协同减排的工作，同步实施臭氧、挥发性有机物等污染物的研究和控制。