我国环境空气中颗粒物达标统计要求研究
环境空气质量标准
环境空气质量标准1 术语和定义1.1 环境空气ambient air指人群、植物、动物和建筑物所暴露的室外空气。
1.2 总悬浮颗粒物total suspended particle（TSP）指环境空气中空气动力学当量直径小于等于100μm 的颗粒物。
1.3 颗粒物（粒径小于等于10μm）particulate matter（PM10）指环境空气中空气动力学当量直径小于等于10 μm 的颗粒物，也称可吸入颗粒物。
1.4 颗粒物（粒径小于等于2.5μm）particulate matter（PM2.5）指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5μm 的颗粒物，也称细颗粒物。
1.5 铅lead指存在于总悬浮颗粒物中的铅及其化合物。
1.6 苯并[a]芘benzo[a]pyrene（BaP）指存在于颗粒物（粒径小于等于10μm）中的苯并[a]芘。
1.7 氟化物fluoride指以气态和颗粒态形式存在的无机氟化物。
1.8 1小时平均1-hour average指任何1小时污染物浓度的算术平均值。
1.9 8小时平均8-hour average指连续8小时平均浓度的算术平均值，也称8 小时滑动平均。
1.10 24小时平均24-hour average指一个自然日24小时平均浓度的算术平均值，也称为日平均。
1.11 月平均monthly average指一个日历月内各日平均浓度的算术平均值。
1.12 季平均quarterly average指一个日历季内各日平均浓度的算术平均值。
1.13 年平均annual mean指一个日历年内各日平均浓度的算术平均值。
1.14 标准状态standard state指温度为273K，压力为101.325kPa时的状态。
本标准中的污染物浓度均为标准状态下的浓度。
2 环境空气功能区分类和质量要求2.1 环境空气功能区分类环境空气功能区分为二类：一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的区域；二类区为居住区、商业交通居民混合区、文化区、工业区和农村地区。
空气中PM2.5问题的研究讲解
参赛密码（由组委会填写）第十届华为杯全国研究生数学建模竞赛学校参赛队号队员姓名参赛密码（由组委会填写）第十届华为杯全国研究生数学建模竞赛题目空气中PM2.5问题的研究摘要：本文主要研究空气中PM2.5的相关问题。
针对问题一，本文利用MATLAB软件绘制了PM2.5（含量）与其他五项指标（含量）关系的散点图，并利用SPSS软件分析了PM2.5（含量）与其他五项指标（含量）的相关性。
根据不同依据建立了三个数学模型，然后分析了每个模型的优缺点，选择了一个最优的模型作为PM2.5（含量）与其它5项分指标（含量）之间关系数学模型。
针对问题二，本文绘制了西安市13个监测点的PM2.5含量随时间变化图，并选取两组方差最大的地区绘制了它们的PM2.5含量随时间变化图。
根据这两图分析了该地区内PM2.5的时空分布及其规律，并分区进行了污染评估。
根据问题一所建的模型，结合风力与温度的影响，建立了该地区PM2.5的发生和演变规律的数学模型，并根据所建的模型进行了分析。
并将西安市的监测值与用建立的模型计算出的模拟值进行了比较，证明了模型建立正确。
针对问题三，本文根据前面建的模型和分析结果，给出了该地区未来五年内，综合治理和专项治理相结合的逐年达到治理目标的方案。
关键词：PM2.5，相关性，演变，治理方案1．问题重述大气为地球上生命的繁衍与人类的发展提供了理想的环境。
它的状态和变化，直接影响着人类的生产、生活和生存。
空气质量问题始终是政府、环境保护部门和全国人民关注的热点问题。
2012年2月29日，环境保护部公布了新修订的《环境空气质量标准》(GB3095—2012)。
在新标准中，启用空气质量指数AQI作为空气质量监测指标，以代替原来的空气质量监测指标――空气污染指数API。
原监测指标API为无量纲指数，它的分项监测指标为3个基本指标（二氧化硫SO2、二氧化氮NO2和PM10PM10）。
AQI也是无量纲指数，它的分项监测指标为6个基本监测指标（二氧化硫SO2、二氧化氮NO2、PM10PM10、细颗粒物PM2.5、臭氧O3和一氧化碳CO等6 项）。
我国环境空气质量标准发展及现状
我国环境空气质量标准发展及现状付晓燕【摘要】环境空气质量标准是控制大气污染的重要手段,新修订的环境空气质量标准进一步提高了我国环境空气管理能力,完善了大气环境保护标准.通过对比新修订和现行环境空气质量标准的变更情况,突出了《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)在功能分区、污染物浓度限值、数据有效性规定等方面的优越性.研究指出,新增设的PM2.5年均、日均浓度限值和臭氧8h浓度限值,是我国环境空气质量标准与国际标准接轨的重大突破.发达国家和国际代表组织已经开始有增加苯、重金属等污染物的趋势,我国也已经将这些评价指标列入参考浓度限值之列,同时通过这次环境空气质量标准的修订,我国环境空气质量标准在主要污染物控制上,一级标准已经接近或者达到了国际先进水平,但是二级标准与一级标准相差很大,因此二级标准随着我国经济社会和生态环境的发展将有非常大的严格修订空间.针对目前世界各国、国际组织或者地区已经基本取消了环境空气质量标准执行分级标准,中国继续执行分级标准,逐渐缩小差距或者在技术水平达到的情况下取消环境空气质量标准的分级制度,成为下一步努力的目标.【期刊名称】《环境与可持续发展》【年(卷),期】2014(039)003【总页数】3页(P41-43)【关键词】环境空气质量标准;PM2.5;臭氧;环境空气质量【作者】付晓燕【作者单位】大连市环境监测中心,大连116023【正文语种】中文【中图分类】X51近日，随着席卷中国大部的雾霾、灰霾天气的增多，公众对空气质量的担忧日益严重，也暴露出我国环境监测体系及环境信息公布中存在的问题，表明我国增强环境监测能力和加快其社会化建设的必要性和紧迫性。
我国环境空气质量标准GB3095首次发布于1982年，在1996年和2000年分别经历两次修订，但随着经济社会的快速发展以及机动车保有量的迅速增加，环境污染特征也不断变化，在可吸入颗粒物(PM10)和总悬浮颗粒物(TSP)污染还未全面解决的情况下，可入肺颗粒物PM2.5和臭氧污染加剧，导致雾霾、灰霾现象频发，严重影响了人们的生存环境，为了适应环境保护的新要求，我国于2012年颁布实施《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)。
环境空气质量指数在应用中存在的问题及建议
环境空气质量指数在应用中存在的问题及建议摘要：本文通过对颗粒物实时报的反映不准确、臭氧评估结论有困难、臭氧8小时浓度统计时间不清楚、部分城市环境空气质量指标分类界定不合理、大中城市环境空气质量缺乏总体评估标准等现象的剖析,并提出了具体的改善意见。
关键词：环境空气质量指数;问题;建议1存在的问题1.1颗粒物实时报反映不及时《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试用)》确定了空气质量日报和即时报的具体内容和标准,提出即时报中颗粒物(PM10和PM2.5)的空气污染分指标采取24小时滑动平均值浓度值测算,而并非按照当前时间的含量值予以测算,其理由分析首先是因为《环境空气质量标准》(GB3095—2012)中未规范颗粒物(PM10和PM2.5)的时间含量数值标准,所以在技术规则中也并未确定当前颗粒物时间含量数值所对应的空气质量分指标,而不是当前时间的浓度平均值。
以我国首都北京为例，在2013年冬天曾经历一次严重的雾霾，在十二月底能见度降低至4km,按《环境空气质量指数(AQI)技术规则(试用)》的规范,用24小时滑动平均值含量予以评估,环境空气质量状态较为良好;PM2.5时间浓度平均值得到了211μg/m3(该时间24小时滑动平均含量为54μg/m3),按《空气质量指数(AQI)技术规定(试用)》的规范,用24小时滑动平均值含量予以了评估,环境空气质量状态较为良好。
很显然,此时的环境空气质量评估结论和一般公众的主观感受有着很大不同,而此时发布的健康指导和生活意见也显然不适应于当前的环境空气质量实际情况。
北京市12月23日雾霾气候流程完成时,空气污染颗粒物含量已急剧减少,在13:00时PM10平均含量值已降至28μg/m3(该时间24小时滑动平均值质量最高浓度为261μg/m。
PM10和PM2.5的含量变动情况。
显然,通过对24小时空气滑动的平均质量浓度进行评估,评价结论已经无法客观反应当前空气污染现状,而且还与普通公民的主观体验具有很大偏离。
我国PM2.5的污染现状及监测
我国PM2.5的污染现状及监测摘要：随着京津冀、长江三角洲、珠江三角洲等区域及全国大中城市大面积雾霾天气的爆发，雾霾天气的“罪魁祸首”PM2.5逐渐成为民众日益关注的话题。
与TSP，PM10相比PM2.5粒径小，在大气中的存留时间长、传播距离远，且有害元素和有机化合物极易富集在细颗粒物上，毒性增大，对空气质量、大气能见度、人体健康以及大气能量平衡影响巨大。
因此加强PM2.5的的监测和预防具有重大的意义。
本文实现对PM2.5进行了概述，并分析了我国PM2.5的污染现状，然后重点探讨了PM2.5的监测技术，最后提出了控制PM2.5的污染的对策。
关键词：PM2.5；污染；监测；β射线法；机动车尾气Abstract: With the development of Beijing Tianjin Hebei region, the Yangtze River Delta, the Pearl River Delta region and the national large and medium-sized city of large area of fog and haze of smog outbre ak, “arch-criminal” PM2.5 has become a topic of increasing concern to the people. With TSP, PM10 compared PM2.5 with small particle size, long retention period in the atmosphere, the transmission distance is long, and the harmful elements and organic compounds can easily enriched in the fine particles increased, toxicity, on air quality, atmospheric visibility, human health and energy balance influence. Therefore, the strengthening of PM2.5 monitoring and prevention is of great significance. In this paper, the realization of PM2.5 are reviewed, and analyzed the pollution status of PM2.5 in China, and then focuses on the monitoring technology of PM2.5, and finally puts forward some countermeasures to control the pollution of PM2.5.Key words: PM2.5; pollution; monitoring; beta ray method; vehicle exhaust PM2.5概述PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。
《环境空气和废气 颗粒物中砷、硒、铋、锑的测定 原子荧光法(征求意见稿)》编制说明
空气颗粒物中砷、硒、铋、锑测定方法较多[1-8]，也有相应的国家环境标准，但采用氢化 物发生原子荧光光谱法测定空气颗粒物中的砷、硒、铋、锑，目前尚未形成统一的标准方法， 原子荧光光谱法具有操作简便、灵敏度高、干扰少、检出限低、选择性好、线性范围宽、仪 器价格低廉等特点，因此开展此项目研究具有重要现实意义。本标准的制订有利于规范该项 目的标准监测分析方法，可为我国环境监测分析方法环境空气颗粒物气中砷、硒、铋、锑测 定提供统一的、规范化的技术准则和依据，确保分析结果的准确性和可比性，推动我国环境 监测工作的不断发展。砷、硒、铋、锑是当今重要大气污染物，也是环境监测的重要分析项 目。因此，尽快建立本标准分析方法也显得非常重要。
ii
《环境空气和废气 颗粒物中砷、硒、铋、锑的测定 原子 荧光法》（征求意见稿）编制说明
1 项目背景
1.1 任务来源 2008 年，原国家环境保护总局下达了《空气和废气 气相和颗粒物中砷、汞、锑、锡的
测定 氢化物发生原子荧光光谱法或氢化物吸收原子荧光光谱法》项目制订计划，项目统一 编号：881，新疆生产建设兵团环境监测中心站承担了该标准的编制工作。兵团站于 2010 年 完成了标准的开题论证，经原环境保护部科技标准司批准，该标准的制订工作于 2015 年移 交中国环境监测总站（以下简称总站），由总站承担并完成方法研究、组织验证等相关工作。
1
测定 原子荧光法》；并注意与已有标准的衔接。 2015 年 12 月至 2016 年 8 月，标准编制组对方法进行了进一步的研究，发现用原子荧
光方法测试锡元素，其信号响应极不稳定，导致方法检出限高、精密度差、准确度低，因此， 2016 年 9 月组织专家研讨，经讨论，形成以下意见：原方法中锡不适合采用原子荧光方法， 建议删除本方法中目标元素锡，增加了元素汞；注意采样与前处理方法与现有标准的衔接， 标准名称确定为《空气和废气 颗粒物中汞、砷、硒、铋和锑的测定 原子荧光法》，与现 有的原子荧光相关标准中的目标物保持了一致。
附件一我国《环境空气质量标准》演变过程
【附件一】我国《环境空气质量标准》的演变过程我国《环境空气质量标准》首次发布于1982年，其主要内容是规定了环境空气功能区分类、标准分级、污染物项目、平均时间及浓度限值、监测方法、数据统计的有效性规定及实施与监督等。
此后分别于1996年、2012年进行了修改。
以下是其演变过程：一、我国于1982年制定和发布了首部《大气环境质量标准》，即GB3095-82，该标准中列入了总悬浮微粒(TSP)、飘尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和光化学氧化剂(O3)等6种污染物的浓度标准。
二、环境空气质量标准GB3095-1996（1996年修订）主要内容：1、按环境空气质量功能区分为三类：一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区；二类区为城镇规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区；三类区为特定工业区。
2、空气环境质量分为三级：一类区执行一级标准，二类区执行二级标准，三类区执行三级标准。
具体而言，一级标准为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害性影响的空气质量要求；二级标准为保护人群健康和城市、乡村的动植物，在长期和短期的接触情况下，不发生伤害的空气质量要求；三级标准为保护人群不发生急慢性中毒和城市一般动植物(敏感者除外)正常生长的空气质量要求。
3、主要监测的污染物及其浓度限值：三、《环境空气质量标准》（GB3095-1996）修改单（2000年）主要修改内容：1、取消氮氧化物（NOX）指标。
2、二氧化氮（NO2）的二级标准的年平均浓度限值由0.04mg/m3改为0.08mg/m3;日平均浓度限值由0.08mg/m3改为0.12mg/m3;小时平均浓度限值由0.12mg/m3改为0.24mg/m3。
4、臭氧（O3）的一级标准的小时平均浓度限值由0.12mg/m3改为0.16mg/m3;二级标准的小时平均浓度限值由0.16mg/m3改为0.20mg/m3。
我国大气环境PM2.5的来源、分布、危害现状分析
我国⼤⽓环境PM2.5的来源、分布、危害现状分析我国⼤⽓环境PM2.5的来源、分布、危害现状分析摘要：本⽂通过对我国⼤⽓细颗粒物PM2.5的时间、空间分布特征以及来源解析的相关研究进⾏总结，得出PM2.5随时间、空间及⽓象条件变化的规律。
列举了我国部分⼤城市的PM2.5的监测数据，通过对我国整体PM2.5的分析，指出各主要污染源所占的⽐重及存在的问题，为空⽓环境的治理提供参考。
关键词：PM2.5 ⼤⽓污染物污染源分布特征⽐重变化规律存在问题0 前⾔引起⼤⽓环境质量下降的⾸要污染物是可吸⼊颗粒物（空⽓动⼒学当量直径为0.1~10µm），是对⼈体健康危害最⼤的颗粒物质，其中粒径在2.5µm以下的细颗粒物即PM2.5尤甚，它不仅能够通过消光作⽤降低⼤⽓能见度，⽽且由于其在⼤⽓中的传输距离远、停留时间长，对⼤⽓质量有重要的影响。
此外，由于他们具有较⼤的⽐表⾯积，故容易吸附有害元素及化合物，且粒径越⼩，越容易随呼吸通过⿐纤⽑进⼊⾎液或沉积在肺部，使⼈罹患呼吸系统疾病或⼼脑⾎管疾病，甚⾄导致早逝。
因此，PM2.5逐渐成为城市⼤⽓环境质量评价和研究的重点内容。
研究我国PM2.5的分布特征、化学组成、来源等性质，对于尽快开展PM2.5源头控制研究以及应对区域PM2.5复合型污染具有重要意义。
1 什么是PM2.5颗粒图1&2PM2.5颗粒的⽰意图PM2.5颗粒在空⽓动⼒学中是指⼤⽓中直径⼩于或等于2.5微⽶的颗粒物，也称为可⼊肺颗粒物，其直径还不到⼈的头发丝粗细的1/20。
与较粗的⼤⽓颗粒物相⽐，PM2.5粒径⼩，富含有⼤量的有毒、有害物质且在⼤⽓中的停留时间长、输送距离远，因⽽对⼈体健康和⼤⽓环境质量的影响更⼤。
专家们表⽰：按照世界卫⽣组织的评价标准，如果将PM2.5纳⼊国家环境质量监控体系，全国空⽓质量达标的城市会从现在的80%下降到20%。
1.1 PM2.5、PM10和PM100的区别PM，英⽂全称为particulate matter(颗粒物）。
我国大气环境中PM2.5、PM10研究现状及控制措施
我国大气环境中PM2.5、PM10研究现状及控制措施我国大气环境中PM2.5、PM10研究现状及控制措施近年来，我国大气污染情况日益严重，其中细颗粒物（PM2.5）和可吸入颗粒物（PM10）是主要的污染物之一。
这些细颗粒物对人类健康和环境造成了严重的影响。
因此，对于PM2.5、PM10的研究现状和控制措施的探讨具有深远的意义。
一、研究现状1. 监测和数据分析：我国建立了全国范围内的大气环境监测网，对PM2.5和PM10进行了系统的监测。
通过采集和分析大量的监测数据，可对空气污染的时空分布进行评估，从而为制定相应的控制策略提供科学依据。
2. 污染来源和成分分析：通过对PM2.5和PM10的来源进行分析，可以揭示污染的主要原因，并有针对性地采取措施。
研究表明，汽车尾气、工业废气排放、燃煤和生物质燃烧等是污染源的重要贡献者。
此外，大气中的硝酸盐、硫酸盐、有机物和重金属等也是构成PM2.5和PM10的重要成分。
3. 气象条件和地理特征研究：气象条件和地理特征对PM2.5和PM10的时空分布有重要影响。
我国地广人多，不同地区的气象条件和地理特征差异明显，因此，在研究中需要考虑这些因素的影响。
4. 健康效应研究：PM2.5和PM10对人体健康的影响已成为公众关注的焦点。
经过大量的流行病学研究证实，长期暴露于高浓度的PM2.5和PM10可导致呼吸系统、心血管系统甚至神经系统等方面的疾病。
在研究中，需要关注人群的易感性、暴露水平和风险评估等方面的参数，以准确评估健康风险。
二、控制措施1. 政策和法规：我国已出台多项政策和法规，对大气污染进行了严格限制。
比如，实施大气污染物排放标准、推广清洁能源、控制车辆尾气排放等。
这些政策和法规的出台，为大气污染的治理提供了法律依据。
2. 科技创新：科技创新对于大气污染的治理至关重要。
我国开展了大量的科研项目，研发了一系列治理技术和装备。
比如，燃料改造、高效过滤器等用于减少污染物排放的技术，以及空气净化器、防雾霾口罩等个人防护装备。
环境空气中悬浮颗粒物浓度的测定重量法
实验一环境空气中悬浮颗粒物浓度的测定——重量法（一）实验意义及目的环境空气中悬浮颗粒物（如TSP、PM10、PM2.5等）是一种常规的污染物，目前我国许多城市的大气首要污染物为可吸入颗粒物（PM10），它们对人体健康、植被生态和能见度等都有着非常重要的直接和间接影响。
因此，对这类污染物的浓度进行测定是大气环境污染研究中一项重要的工作。
本实验在校园中以及附近的工作区、公路旁进行采样分析。
通过本实验，达到掌握重量法测定大气中悬浮颗粒物（如TSP、PM10）浓度的目的。
（二）实验原理通过具有一定切割特性的采样器，以恒速抽取一定体积的空气，空气中某一粒径范围的悬浮颗粒物被截留在已恒重的滤膜上。
根据采样前、后滤膜质量之差及采样体积，计算总悬浮颗粒物的浓度。
滤膜经处理后，可再进行组分分析。
本方法适合于大流量或中流量悬浮颗粒物的测定。
方法的检测限为0.001mg/m3。
悬浮颗粒物含量过高或雾天采样使滤膜阻力大于10KPa时，本方法不适用。
（三）实验仪器和材料（1）大流量或中流量采样器：1台，应按HYQ1.1—89，《总悬浮颗粒物采样器技术要求（暂行）》的规定。
（2）大流量孔口流量计：1个，量程0.7～1.4m3/min，流量分辨率0.01m3/min，精度优于±2％。
（3）中流量孔口流量计：1个，量程70~160L/min,流量分辨率1L/min，精度优于±2％。
（4）U形管压差计：1个，最小刻度0.1hPa（5）X光看片机：1台，用于检查滤膜有无缺损。
（6）打号机：1台，用于在滤膜及滤膜袋上打号。
（7）镊子：1个，用于夹取滤膜。
（8）超细玻璃纤维滤膜：10片，对0.3μm标准粒子的截留不低于99％，在气流速度为0.45m/s时，单张滤膜阻力不大于3.5KPa,,在同样气流速度下，抽取经高效过滤器净化的空气5 h,1cm2滤摸失重不大于0.012mg。
（9）滤膜袋：10个，用于存放采样后对折的采尘滤膜，袋面印有编号、采样日期、采样地点、采样人等项栏目。
空气质量标准的六个指标
空气质量标准的六个指标及其相关标准和规范1. 引言空气质量标准是衡量和监测空气质量的基准，其制定旨在保护公众健康和环境的可持续发展。
本文将详细描述空气质量标准的六个指标，包括颗粒物（PM）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）和挥发性有机物（VOCs），并阐述其相关标准和规范，包括标准的制定、执行和效果等。
2. 颗粒物（PM）2.1 标准制定颗粒物是空气中的悬浮固体颗粒和液滴，它们对人体健康和环境具有重要影响。
根据世界卫生组织（WHO）和中国国家环境保护标准（GB3095-2012）的要求，颗粒物分为两个级别：PM10和PM2.5。
PM10是指直径小于等于10微米的颗粒物，PM2.5是指直径小于等于2.5微米的颗粒物。
2.2 相关标准和规范根据GB3095-2012标准，大气环境质量二级标准要求，城市空气中的PM10浓度不应超过150微克/立方米（μg/m³），而PM2.5浓度不应超过75μg/m³。
在一些特定情况下，如工业区和重污染天气，这些标准可能会有所调整。
2.3 标准的执行和效果为了保护公众健康，政府和环境保护机构采取了一系列措施来减少颗粒物排放和改善空气质量。
这些措施包括加强工业排放控制、提高车辆尾气排放标准、推广清洁能源等。
在执行这些措施的同时，严格监测颗粒物浓度，并对超标地区采取相应的限制措施。
3. 二氧化硫（SO2）3.1 标准制定二氧化硫是燃烧过程中产生的一种气体污染物，对人体和环境具有毒性和腐蚀性。
根据环境保护部《大气环境质量标准》（GB3095-2012）的要求，二氧化硫被设定为一级标准和二级标准。
3.2 相关标准和规范根据GB3095-2012标准，大气环境质量一级标准要求，二氧化硫浓度不应超过50微克/立方米（μg/m³），而二级标准要求，二氧化硫浓度不应超过150μg/m³。
这些标准是根据二氧化硫对人体和环境的潜在风险制定的。
室内空气中可吸入颗粒物卫生标准
室内空气中可吸入颗粒物卫生标准GB/T 17095－1997Hygienic standard for inhalable particulate matter in indoor air前言城乡居民有70%以上的时间是在室内度过的，故室内空气质量的好坏与人们的身体健康密切相关。
本标准编制人员运用多年来对我国城乡居民室内气污染与健康影响之科研成果的资料为基础，参考我国居住区大气中可吸入颗粒物卫生标准GB 11667－89居住区大气中可吸入颗粒物卫生标准编制而成。
本标准还引用了GB 11667－89居住区大气中可吸入颗料物卫生标准的粒径有关规定。
平均浓度值是根据我国目前浓度水平、毒性、以及可能性而确定的。
本标准确定的日平均最高容许浓度值是以对人体健康危害为根据，规定较严，但通过努力是可以达到并可逐步实施。
本标准从1998年12月1日起实施。
本标准的附录A是标准的附录。
本标准由中华人民共和国卫生部提出。
本标准由中国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所负责起草。
本标准主要起草人：曹守仁、王菊凝、吉荣娣、张月。
本标准由卫生部委托技术归口单位中国预防医学科学院负责解释。
1 范围本标准规定了室内空气中可吸入颗粒物日平均最高容许浓度及采样器的要求。
本标准适用于室内空气监测和评价，不适用于生产性场所的室内环境。
2 定义本标准采用下列定义。
2.1可吸入颗粒物inhalable particulate matter指能进入呼吸道的质量中值直径为10μm的颗粒物（D50=10μm）。
2.2粒径单位；空气动力学当量直径aerodynamic diameter指在低雷诺数的气流中与单位密度球具有相同末沉降速度的颗粒直径。
3 卫生要求室内可吸入颗粒物日平均最高容许浓度为0.15mg/m3。
质量中值直径为10μm。
4 监测检验4.1采样器要求D50≤10±1μm，几何标准差d g=1.5±0.1。
4.2室内空气可吸入颗粒物的测定方法见附录A（标准的附录）。
《环境空气质量标准》(GB 3095-1996)练习题
《环境空气质量标准》（GB 3095-1996）一、填空题：1、《环境空气质量标准》（GB 3095-1996）规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值，采样与分析方法及的有效性规定。
答案：数据统计。
2、总悬浮颗粒物(TSP)：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径μｍ的颗粒物。
答案：≤100。
3、可吸入颗粒物(PM10)：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径的颗粒物。
答案：≤10μｍ。
4、氮氧化物(以NO2计)：指空气中主要以和形式存在的氮的氧化物。
答案：一氧化氮二氧化氮。
5、《环境空气质量标准》（GB 3095-1996），铅(Pb)是指存在于中的铅及其化合物。
答案：总悬浮颗粒物。
6、《环境空气质量标准》（GB 3095-1996），苯并［α］芘(B［α］Ｐ)是指存在于中的苯并［α］芘。
答案：可吸入颗粒物。
7、《环境空气质量标准》（GB 3095-1996），氟化物(以F计)：以及形式存在的无机氟化物。
答案：气态颗粒态。
8、《环境空气质量标准》（GB 3095-1996），月平均指任何一月的日平均浓度的。
答案：算术均值。
9、《环境空气质量标准》（GB 3095-1996），指任何一小时的平均浓度。
答案：一小时平均。
10、《环境空气质量标准》（GB 3095-1996），环境空气是指、植物、动物和所暴露的室外空气。
答案：人群建筑物。
11、标准状态是指温度为K，压力为kPa时的状态。
答案：273 101.325。
12、《环境空气质量标准》（GB 3095-1996）中，环境空气质量功能区分为三类，其中一类区为自然保护区、和其它需要特殊保护的地区。
答案：风景名胜区。
13、《环境空气质量标准》（GB 3095-1996）中，环境空气质量功能区分为三类，其中二类区为、商业交通居民混合区、、一般工业区和农村地区。
答案：城镇规划中确定的居住区文化区。
14、《环境空气质量标准》（GB 3095-1996）中，环境空气质量功能区分为三类，其中三类区为。
环境空气中细颗粒物自动监测手工比对的质量控制
环境空气中细颗粒物自动监测手工比对的质量控制作者：袁琦来源：《名城绘》2020年第09期摘要：现有的国际经济与贸易不断进步，各个国家都在力争发展上游，层出不穷的科学技术让人眼花缭乱，新时代的产品也在不断的上市，但发展中产生的废物颗粒却给环境带来了极大的影响。
在我国社会进步当中走可持续发展道路一直是我国一项重要的国策，我们应该不断的坚守这项国策，现在世界环境污染问题已经到了不可忽视的地步，人类要想继续生存在这蔚蓝的星球就必须爱护好我们共同的环境，现有城市最主要的就是大颗粒污染物的排放最为严重，我们要时时检测污染范围、污染程度和处理效果，为了我们共同家园不断努力。
关键词：空气污染，自动监测，质量控制引言城市建设发展方向决定城市环境因素，现在城市污染已经不可能避免，如汽车尾气、煤电厂的烟气排放和城市发展建设导致植被覆盖范围减少等等，这些都是环境污染的主要原因，它们所排放的是我们肉眼难以观察到的，必须借助仪器来进行监测统计。
在环境问题中雾霾天气已经非常多见，雾霾天气的形成就是空气中夹杂有细颗粒物，我们将这些颗粒物一般用PM 表示，将它们在规定空间内的密度用中轴数字表示，这也是长期以来空气质量检测所统计出来的结果，那么该如何更加清楚有效的表示空气质量也是整个文章所论述的重点。
1、细微颗粒物监测的情况1.1布点以及仪器的策略在开展细微颗粒物检测工作的时候工作人员需要对实际情况进行科学的分析和探索，确保在实际工作开展当中能够严格的按照标准化的要求就进行检测点的分布设置，为后期各项工作的开展奠定一定的基础，使得后期监测工作的开展有一定的保障，促进空气中细微颗粒物检测工作的进一步开展，进而使其可以充分的发挥自身的作用，进而更好的提升质量和效率。
与此同时，环境监测的仪器也是非常重要的一个部分，所以在实际工作开展的时候就应该根据实际情况科学的制定方案，根据需求选择适宜的仪器进行安装调试，使其能够在工作开展的时候充分的发挥自身的重要作用[1]。
环境空气质量综合指数计算方法比选研究
环境空气质量综合指数计算方法比选研究王帅;潘本锋;张建辉;解淑艳;宫正宇;李亮【摘要】环境空气质量综合指数是进行逐月城市环境空气质量比较和排序的重要方法,提出了4种涵盖SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3等6项污染物的综合指数计算方法,基于2013年74个城市逐月污染物浓度数据使用主成分分析方法进行了对比分析.结果表明,综合指数计算方法中污染物统计指标和标准化方法不同对于主要污染物的判定有重要影响,各种计算方法中PM2.5、PM10、O3是出现频率最多的主要污染物;除O3外其他5项污染物逐月统计指标间均有极显著的正相关性,冬季O3统计指标与SO2、NO2、PM10 、PM25呈显著负相关,夏季则呈显著正相关;主成分分析结果表明,在去除冗余信息后,PM2.5、PM10的权重被相对削弱,SO2、NO2、CO的权重得到相对强化,O3的权重夏季得到强化、冬季被削弱;综合考虑不同方案下主要污染物频率分布情况和PM2.5、PM10 、O3权重变化特征,建议计算逐月环境空气质量综合指数时,SO2 、NO2、PM10、PM2.5宜以月均值除以年均值标准进行标准化,CO、O3宜以特定百分位数浓度除以日均值标准(或8h均值标准)进行标准化;该方法可延伸到季、半年和年度的环境空气质量综合指数计算.【期刊名称】《中国环境监测》【年(卷),期】2014(030)006【总页数】7页(P46-52)【关键词】环境空气质量评价;综合指数;主成分分析;权重【作者】王帅;潘本锋;张建辉;解淑艳;宫正宇;李亮【作者单位】中国环境监测总站,国家环境保护环境监测质量控制重点实验室,北京100012;中国环境监测总站,国家环境保护环境监测质量控制重点实验室,北京100012;中国环境监测总站,国家环境保护环境监测质量控制重点实验室,北京100012;中国环境监测总站,国家环境保护环境监测质量控制重点实验室,北京100012;中国环境监测总站,国家环境保护环境监测质量控制重点实验室,北京100012;中国环境监测总站,国家环境保护环境监测质量控制重点实验室,北京100012【正文语种】中文【中图分类】X823环境空气质量综合评价方法选取对于环境管理具有重要的决策引导作用，常用的空气质量综合评价方法主要有综合指数法［1-2］、灰色聚类法［3］、模糊综合评判法［4］、主成分分析法［5］、人工神经网络法［6］等。
尘埃粒子检测国家标准
尘埃粒子检测国家标准
尘埃粒子检测国家标准是指对空气中的微小尘埃粒子进行监测和评估的标准化
体系。
尘埃粒子作为空气污染的重要组成部分，对人体健康和环境造成了严重影响，因此建立尘埃粒子检测国家标准具有重要的意义。
首先，尘埃粒子检测国家标准应当包括对尘埃粒子的定义和分类。
尘埃粒子主
要包括可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）等不同类型的颗粒物，其直
径在空气中的悬浮颗粒物的大小范围不同，对人体健康和环境的影响也有所不同。
因此，国家标准应当明确不同类型尘埃粒子的定义和分类标准，为后续的监测和评估提供依据。
其次，尘埃粒子检测国家标准应当包括监测方法和技术要求。
监测方法应当包
括采样、分析和数据处理等环节，确保监测结果的准确性和可比性。
技术要求应当包括监测设备的性能指标、操作规范和质量控制要求等，以保障监测过程的科学性和规范性。
此外，尘埃粒子检测国家标准还应当包括监测数据的评估和应用。
监测数据的
评估应当包括对监测结果的分析和解读，评估尘埃粒子浓度对人体健康和环境的影响程度。
监测数据的应用应当包括对监测结果的应用价值和政策制定的参考依据，以保障监测工作的实效性和指导性。
最后，尘埃粒子检测国家标准还应当包括质量保障和管理要求。
质量保障和管
理要求应当包括监测机构的资质认定、人员培训和监测设备的日常维护等，以保障监测工作的可靠性和持续性。
总之，尘埃粒子检测国家标准的建立对于保障空气质量和人民健康具有重要意义。
国家标准的健全和完善需要各方共同努力，确保尘埃粒子监测工作的科学性、规范性和实效性，为改善空气质量和保障人民健康提供有力支持。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第35卷第2期2014年2月环 境 科 学ENVIRONMENTAL SCIENCEVol.35,No.2Feb.,2014我国环境空气中颗粒物达标统计要求研究王帅1,丁俊男1,王瑞斌1∗,李健军1,孟晓艳1,杨彬2,林宏2(1.中国环境监测总站,北京 100012;2.沈阳市环境监测中心站,沈阳 110016)摘要:基于世界卫生组织(WHO)和美国制定颗粒物达标统计要求的原则,利用我国120个城市2005~2012年可吸入颗粒物(PM 10)的实际监测数据,通过统计回归法、比例反推法和控制图法对我国不同地理区划城市的颗粒物达标统计要求进行了分析研究.结果表明,当我国城市PM 10浓度达到年均值标准时,大多数城市PM 10日均值的达标率均在95.0%以上,平均为97.1%;其中华北、西北地区城市的平均达标率为96.3%,东北地区城市平均达标率为96.6%,华东、中南地区城市平均达标率为97.2%,西南地区城市平均达标率为98.1%.当我国PM 10达标统计要求等于97百分位数时,日均值标准和年均值标准的控制力度基本匹配,当达标统计要求高于97百分位数时,日均值标准成为控制性标准,反之年均值标准成为控制性标准.综合考虑我国城市PM 10浓度统计特征、百分位数的稳健性和对人体健康的保护性等各方面因素,我国宜选择95百分位数作为我国目前的PM 10和PM 2.5的日均值达标统计要求.关键词:环境空气质量标准;标准达标统计要求;颗粒物;百分位数;比例反推法;达标率中图分类号:X513 文献标识码:A 文章编号:0250⁃3301(2014)02⁃0401⁃10收稿日期:2013⁃04⁃24;修订日期:2013⁃08⁃02基金项目:环境保护公益性行业科研专项(201009001⁃4)作者简介:王帅(1982~),男,博士,工程师,主要研究方向为环境空气质量监测与评价,E⁃mail:wangshuai@ ∗通讯联系人,E⁃mail:wangrb@Form of the Particulate Matter Ambient Air Standards in ChinaWANG Shuai 1,DING Jun⁃nan 1,WANG Rui⁃bin 1,LI Jian⁃jun 1,MENG Xiao⁃yan 1,YANG Bin 2,LIN Hong 2(1.China National Environmental Monitoring Center,Beijing 100012,China;2.Shenyang Environmental Monitoring Center,Shenyang110016,China)Abstract :Based on the principles from the World Health Organization (WHO)and the United States,an analysis was conducted to study the form of 24⁃hour standard of particulate matter in China by methods of statistical regression,proportional rollback and controlling contrast maps,using the monitoring data of inhalable particulate matter (PM 10)from 120cities in China during year 2005to 2012.It was found that for cities in China,when the annual arithmetic mean of PM 10was equal to the national standard,the non⁃exceedance rates of daily average PM 10in most cities were higher than 95.0%,and the average rate for all cities was 97.1%.The average non⁃exceedance rate was 96.3%for cities in North China and Northwest China,96.6%for Northeast China,97.2%for East China and Central South China,and 98.1%for Southwest China.When the 97th percentile was chosen as the form of 24⁃hour standard of particulate matter for China,the 24⁃hour standard had an equal controlling strength with the annual standard.The 24⁃hour standard will become the controlling standard when larger percentiles were chosen,otherwise the contrary.By considering together the statistical characteristics of PM 10level in China,the robustness of the percentiles and protection of human health,the 95th percentile was suitable as the preferred form of the 24⁃hour standard of PM 10and PM 2.5in China.Key words :ambient air quality standard;form of standard;particulate matter;percentile;proportional rollback method;non⁃exceedance rates 可吸入颗粒物(PM 10)和细颗粒物(PM 2.5)是空气中一类重要的污染物,由于其成分复杂且具有显著的人体健康危害[1~3],因而是各国环境空气质量标准中的重要指标.我国2012年修订的《环境空气质量标准》[4]将PM 2.5首次纳入到基本评价指标中,同时收严了PM 10的年均值标准浓度限值,使我国的颗粒物标准在浓度限值方面与世界卫生组织(WHO)的过渡时期目标1[5]的浓度限值相同,逐渐与世界接轨.然而,各国在制定浓度限值标准的同时还规定了达标统计要求[6].达标统计要求是指所制定的浓度限值的统计学含义,即判定某地区是否符合浓度限值标准时采用的统计方法.如美国PM 10日均值浓度限值标准为150μg ·m -3,其达标的统计要求是3a 内平均每年允许超标1d,否则即认为该地区不满足PM 10日均值标准要求.我国环境空气质量标准中没有规定PM 10日均值在一年或多年平均内允许超标几天,国内相关方面研究很少也很薄弱,本研究通过调研和分析国外达标统计要求制定过程中的主要依据,结合我国长期的颗粒物监测数据资料,对我国颗粒物日均值达标统计要求的选取进行了开创性研究,有关成果对我国建立完善的环境空气质量标准体系具有重要的参考价值.环 境 科 学35卷1 材料与方法1.1 资料来源通过文献检索,收集整理WHO《空气质量准则》以及美国、欧盟、英国、印度、澳大利亚、中国香港、日本等国家和地区的环境空气颗粒物标准、编制说明及技术指导文件.收集整理我国120个城市2005~2012年可吸入颗粒物日均值监测数据,数据来自中国环境监测总站日报数据及历年中国环境质量报告书.该时段内120个城市颗粒物浓度呈整体下降趋势,可吸入颗粒物的城市整体平均浓度由100μg·m-3下降到82μg·m-3.1.2 分析方法利用统计回归法、比例反推法和控制图法等3种方法进行我国颗粒物达标统计要求研究.1.2.1 统计回归法统计回归法是通过对实测数据的回归分析得出颗粒物年均值和日均值达标率间关系的方法.一般来说,城市颗粒物的年均值越高,其日均值达标率就越低,日均值达标率可用年均值的单调递减函数来表征.目前的研究表明环境空气中颗粒物浓度分布近似服从以下几类统计分布函数:对数正态分布、韦伯分布、皮尔逊第Ⅴ型分布、伽玛分布等,其中对数正态分布被认为能够较好地描述环境空气中颗粒物浓度分布特征[7~12].当样品量足够大时,通过回归经验曲线,便可以得出日均值达标率与年均值的对应关系,从而确定出我国的颗粒物达标统计要求.1.2.2 比例反推法比例反推法的理论依据是同一个城市或地区颗粒物日均值浓度的统计分布规律是相对稳定的,低浓度年份数据可由高浓度年份数据进行等比例削减来反推.这一方法在美国得到了实际监测数据的验证,并被广泛应用于美国颗粒物标准修订和健康风险评价中[13,14].该方法的特点是通过已知年份的实际监测数据,可以预测其他年份的污染物浓度分布情况,从而可用于空气质量的宏观管理和规划.比例反推法的处理步骤是:①根据已知年份的颗粒物日均值浓度序列计算已知年份的颗粒物年均值;②计算所得年均值与目标年均值(中国的颗粒物年均值二级标准)的比值;③将已知年份的颗粒物日均值浓度序列整体除以该比值,得到新的日均值浓度序列;④计算新构造的浓度序列的日均值达标率.通过这种方法可以构造出不同城市达到年均值标准时的日均值浓度分布情况.将2005~2012年120个城市8a的日均值浓度序列按照比例反推法进行处理,使得城市的年均值正好等于国家二级标准(70μg·m-3).由于比例系数过大或过小容易造成估算结果不确定性增加,因此选取了初始年均值在49~126μg·m-3之间的浓度序列作为有效数据序列,共计850个浓度序列,涵盖了118个城市(海口和三亚由于年均值较低被筛除).为考察不同地理区划范围的差异,分别统计华北、东北、华东、中南、西南和西北城市日均值达标率的分布特征.1.2.3 控制图法控制图法[15]是美国EPA在比较颗粒物年均值标准和日均值标准的控制力度时采用的一种方法,适用于比较同一种污染物的两个不同统计指标的相对强弱关系.例如美国使用控制图法比较了其PM2.5年均值标准(12μg·m-3)和日均值标准(98百分位数不超过35μg·m-3)中哪个指标对达标具有主导性作用.与前面两种正向推理方法不同,控制图法更适合于对多个不同备选方案的验证和比较,从而提供有关的决策信息.利用120个城市2010~ 2012年日均值数据,分别绘制了不同日均值达标统计要求与年均值标准间的控制关系图.2 结果与分析2.1 国外颗粒物标准现状分析国外颗粒物标准主要包括年均值浓度限值标准、日均值浓度限值标准以及相应的达标统计要求,如表1所示.由于颗粒物的健康效应主要体现为长期的慢性健康危害,因此各国优先制定和执行年均值标准[5],日均值标准定位于为年均值标准提供必要的补充,用来控制短期高浓度暴露导致的健康危害.其中,WHO的颗粒物过渡时期目标1的浓度限值与我国相同,并规定了日均值标准一年最多只允许超标3次.美国PM2.5的日均值浓度限值标准为35μg·m-3,要求连续3a内每年98百分位数浓度的平均值不得超标.欧盟PM10日均值浓度限值标准为50μg·m-3,与WHO的导则值相同,但要求一年超标次数不超过35次.澳大利亚则规定PM2.5和PM10的日均值标准分别为25μg·m-3和50μg·m-3,且1a最多允许超标5d.可以看出,不同国家颗粒物的日均值浓度限值标准并不相同,且即使浓度限值标准相同其达标统计要求也有所不同.由表1还可以看出日均值标准达标统计要求主要有3种不同的表述方式:WHO和美国主要使用百2042期王帅等:我国环境空气中颗粒物达标统计要求研究分位数形式,其他国家主要采用最大允许超标天(次)数形式,印度使用了允许超标率的形式.百分位数形式、允许超标次数和超标率等表述方式的本质是基本一致的,例如98百分位数达标相当于超标率不超过2%,约合1a 的超标天(次)数不超过7d.但不同表述形式对实际环境管理的引导性有所不同,百分位数形式偏重于对重污染程度的反映,而超标天数和超标率偏重于与浓度限值标准间的比较.另外,百分位数对应着一个具体的浓度值,直接反映了超标天的污染严重程度,而超标天数和超标率只能反映有多少天超标,无法反映出超标天的污染程度.表1 国外部分国家或地区的颗粒物环境空气质量标准Table 1 Ambient air quality standards for particulate matter in some countries and regions国家或地区标准项目年均值标准日均值标准限值及达标统计要求WHO 过渡时期目标1[5]PM 2.535μg ·m -399百分位数不超过75μg ·m -3PM 1070μg ·m -399百分位数不能超过150μg ·m -3美国[16]PM 2.512μg ·m -398百分位数的3a 平均不能超过35μg ·m -3PM 10无150μg ·m -3,连续3a 平均每年超标不超过1次欧盟[17]PM 2.525μg ·m -3没有规定PM 1040μg ·m -350μg ·m -3,1a 不超过35次英国[18]PM 2.525μg ·m -3没有规定PM 1040μg ·m-350μg ·m -3,1a 不超过35次澳大利亚[19]PM 2.58μg ·m -325μg ·m -3,1a 允许超标5d PM 10无50μg ·m -3,1a 允许超标5d 中国香港[20]PM 2.5无无PM 1055μg ·m -3180μg ·m -3,1a 不超过1次日本[21]PM 2.515μg ·m -335μg ·m -3PM 10无0.1mg ·m -3印度[22]PM 2.540μg ·m -360μg ·m -3,允许2%超标,连续超标不能超过2dPM 1060μg ·m -3100μg ·m -3,允许2%超标,连续超标不能超过2d2.1.1 WHO 的颗粒物标准编制依据分析WHO 在制定颗粒物标准时,主要依据颗粒物的急性和慢性健康效应以及颗粒物年均值和日均值间的统计关系来确定,其推导过程如图1所示.根据PM 2.5急性和慢性暴露队列研究的成果[23,24],WHO首先确定了PM 2.5年均浓度的导则值(AQG)为10μg ·m -3,随后根据PM 2.5慢性暴露致死的剂量⁃效应关系确定了3个过渡时期目标值(15、25和35μg ·m -3).由于单一的PM 2.5导则值无法防护粗颗粒物(PM 2.5~10)导致的健康危害,WHO 按照PM 2.5与PM 10比例系数为0.5的关系,制定PM 10的年均值导则值.在PM 2.5和PM 10年均值确定后,通过年均值与日均值浓度间的统计关系,选取日均值浓度序列的第99百分位数作为PM 2.5和PM 10的日均值导则值和过渡时期目标值,并给出了各取值下的健康风险[5].由图1推导过程可以看出WHO 首先确定了达标统计要求(即99百分位数),然后根据年均值与日均值间的统计关系才得出了日均值导则值.虽然WHO 没有给出为何选择99百分位数,但从统计意义上不难理解,百分位数越高即允许超标天数越少,图1 WHO 制定环境空气颗粒物标准的逻辑推导过程示意Fig.1 Logical deduction of ambient air qualitystandards for particulate matter by WHO更有利于保护人体健康.可以推测,如果WHO 没有选择99百分位数,而是选择98百分位数,那么得出304环 境 科 学35卷的日均值导则值和过渡时期目标值显然比当前的取值更低,即年均值导则值、日均值导则值和日均值达标统计要求间具有一定的对应关系.2.1.2 美国EPA的颗粒物标准编制依据图2 2005~2012年120个城市PM 10年均值与日均值达标率对应关系Fig.2 Plots of annual arithmetic mean and non⁃exceedance rates of daily mean of PM 10between year 2005and 2012美国自1971年开始制定颗粒物标准,在制定颗粒物的年均值和日均值标准时,主要依据颗粒物的慢性和急性健康风险评价研究成果而制定.与WHO 类似,美国1997年首次制定PM 2.5的年均值和日均值标准时,也是先确定了日均值达标统计要求,再确定日均值浓度限值标准.美国EPA 在当时制定达标统计要求时主要考虑的因素为指标的稳健性和对人体健康的保护性.从稳健性来说百分位数越小越好,但随着百分位数的降低,允许的超标天数也会增加,不利于保护人体健康.美国EPA 综合考虑各方面因素而最终使用了98百分位数作为达标统计要求[25].美国2006年以及2012年对标准再次进行修订时,日均值达标统计要求一直未作更改,而是对浓度限值标准进行了修订,例如2006年美国将PM 2.5的日均值标准由1997年的65μg ·m -3加严到35μg ·m -3.在这次修订过程中,美国除了考虑健康风险评价研究成果外,也注意到了PM 2.5的年均值标准与PM 2.5日均值标准间控制力度的匹配问题.美国EPA 在审议颗粒物标准时认为,年均值标准有利于控制全国细颗粒物浓度的均匀下降,且其健康效应的证据比日均值标准更有力,因此不宜让日均值标准成为控制性因素[26].即当评价地区的颗粒物浓度满足年均值标准时,大部分地区也应基本能够满足日均值标准的达标统计要求.基于这一考虑,2012年美国将PM 2.5年均值标准由2006年的15μg ·m -3加严到12μg·m -3,PM 2.5日均值标准未作修改[16].2.2 我国颗粒物达标统计要求分析我国目前颗粒物标准的现状是日均值和年均值4042期王帅等:我国环境空气中颗粒物达标统计要求研究浓度限值标准已经确定,需要制定与之相对应的达标统计要求.由于地域条件、污染特征和评价方法方面的差异,美国或WHO 的百分位数结果无法直接应用到我国,必须结合我国实际情况确定符合我国国情的达标统计要求.根据WHO 和美国的研究结果可以看出,在制定达标统计要求过程中需要综合考虑以下几方面因素:①城市颗粒物年均值浓度与日均值浓度间的统计关系;②颗粒物年均值标准和日均值标准间的控制力度关系;③统计指标的稳定性;④对人体健康的保护性.图3 我国六大地理区划内典型城市2005年和2012年PM 10日均值的相同百分位数的浓度值间对比关系Fig.3 Plots of concentrations of the same percentages of PM 1024⁃hour mean betweenyear 2005and 2012from typical cities in 6geographic regions in China2.2.1 统计回归法分析结果图2所示为2005~2012年120个城市可吸入颗粒物年均值与日均值达标率对应关系图.从2005~2012年,城市颗粒物年均值浓度呈逐渐下降的趋势,年均值达标城市数量不断增加,即图中数据点逐渐集中趋向于达标区间.当城市年均值接近国家二级标准(70μg ·m -3)时,绝大多数城市的日均值达标率均大于95.0%.由于各城市的污染特征不同且受到年际间气象条件差异的影响,城市日均值达标率具有一定的不确定性和波动性,无法准确预测某一未知年份的日均值达标率.2.2.2 比例反推法分析结果首先对比例反推法的适用性进行了验证.选取颗粒物浓度较高的2005年数据和浓度相对较低的2012年数据,对我国六大地理区划内典型城市的PM 10日均值浓度分布特征进行了检验,如图3所示.可以看出对于不同地理区划内的典型城市,2012年PM 10日均值百分位数浓度与2005年PM 10日均值百分位数浓度间具有很好的正比例关系,从而验证了比例反推法基本可以适用.即2012年日均值浓度可由2005年的日均值乘以一定的比例系数而得出,这一比例系数可由2012年年均值与2005年年均值的比值来确定.按照不同地理区划,分别统计城市日均值达标率的分布频率和累积频率,如图4所示(华北、东北、华东、中南、西南和西北地区的有效数据量分504环 境 科 学35卷别为101、91、274、192、113和79个).可以看出华北、东北和西北地区城市日均值达标率的分布频率和累积频率曲线较为相似,基本呈近似对称分布,在97%附近存在较为明显的中心趋势,日均值达标率为100%的概率较小.其中西北地区城市在达标率较低区间仍有相当的分布.华东和中南地区城市的峰值区间较宽,集中在96%~98%范围内,其中位数分布在97%~98%之间,达标率为100%的概率高于北方城市.西南地区城市的达标率则明显高于其他地区,在接近100%位置出现峰值.图4 比例反推法得出的我国六大地理区划城市PM 10日均值达标率的分布情况Fig.4 Distribution characteristics of non⁃exceedance rates of PM 1024⁃hour mean in 6geographic regions in China by method of proportional rollback经计算,华北、东北、华东、中南、西南和西北地区城市日均值达标率的平均值分别为96.3%、96.6%、97.2%、97.2%、98.1%和96.3%.即华北与西北地区城市日均值达标率最低,其次是东北地区,华东和中南地区城市的达标率好于北方城市,西南地区城市日均值达标率最高.西南地区城市由于自身地理、气候条件等因素,较少受到类似沙尘暴等极端高浓度颗粒物污染的影响,当满足年均值标准时,日均值达标率通常较高.而对于西北地区城市,即使年均值得到了很大改善,季节性的极端污染天气现象仍会对达标率造成一定的影响,而这种非人为因素的影响是很难通过环境管理措施得到改善的.因此在制定全国性的颗粒物达标统计要求时,应充分考虑到地区间的差异.为考虑全国整体情况,将不同地理区划城市的日均值达标率作为整体进行分析,其分布频率和累6042期王帅等:我国环境空气中颗粒物达标统计要求研究积频率曲线如图5所示.可以看出日均值达标率的整体分布服从近似正态分布,其25百分位数、50百分位数和75百分位数对应的达标率分别为96.2%、97.3%和98.4%,平均值为97.1%.图6 2010~2012年120个城市PM 10年均值和日均值百分位数关系图Fig.6 Plots of percentile concentrations of PM 1024⁃hour mean with annual arithmetic mean from 120cities between year 2010and 20122.2.3 控制图法分析不同颗粒物日均值达标统计要求与年均值标准的控制图如图6所示.按我国年均值和日均值浓度限值标准,控制图分为4个区间,其中左下方区域代表同时满足年均值和日均值标准,即颗粒物浓度达标.可以看出随着百分位数的下降,百分位数浓度值在整体下移,左上方区域(年均值达标,百分位数浓度不达标)内的数据点逐渐减少,而右下方区域(年均值不达标,百分位数浓度达标)内的数据点在逐渐上升.即99百分位数和98百分位数下日均值图5 比例反推法得出的我国城市PM 10日均值达标率的分布情况Fig.5 Distribution characteristics of non⁃exceedance rates of PM 1024⁃hour mean in cities of China by method of proportional rollback标准的控制力度强于年均值标准;97百分位数下704环 境 科 学35卷两者基本平衡;96、95和94百分位数下,日均值标准的控制力度逐渐弱于年均值标准.按照美国的原则,我国不宜选取99、98百分位数作为达标统计要求,从而保证颗粒物年均值标准成为控制性标准.3 讨论3.1 达标统计要求的确定由统计回归法、比例反推法和控制图法的分析结果可以看出,3种分析方法的结果是基本一致的,反映出了我国城市PM10年均值和PM10日均值间的统计关系.从统计关系来看,第97百分位数浓度是较为合适的取值,整体来讲在这一取值下我国城市在满足年均值标准的同时也基本能够满足日均值标准,即日均值标准与年均值标准的控制力度基本相同.然而从环境管理和决策的角度讲,97百分位数对于某些城市来说可能并不公平,特别是容易受到沙尘传输等非人为因素影响的西北地区城市.对比WHO标准可以看出虽然我国PM10的浓度限值标准与WHO过渡时期目标1完全相同,但WHO的99百分位数却并不适合我国国情,因为绝大多数城市在年均值达到70μg·m-3时,均无法满足这一达标统计要求.这主要是由于国外在判定达标区划时会扣除特殊污染事件[27,28].由于我国目前面向环境管理的评价中没有像国外那样扣除沙尘暴、火山爆发以及重大节日烟花爆竹燃放等特殊事件的影响,所以应该对该类事件预留一定的空间.在图3中可以看出93百分位数以下的低百分位数区间内的线性关系较好,而高百分位数区间的线性关系则不均匀,这是因为高百分位数浓度会受到年际间较大偶然因素(如气象条件)的影响.从这一点来看,低百分位数更适合于评价环境空气质量的变化情况,例如可有效反映环境治理工作的成效.因此从指标稳健性角度来说,低百分位数优于高百分位数.当然,更低的百分位数浓度允许了更多天的超标,不利于保护人体健康.图7所示为120个城市不同百分位数浓度的变异情况.可以看出随着百分位数的降低,统计量的发散性降低,指标逐渐趋向稳定,受异常数据的干扰影响减小.其中98、97和96百分位数的方差下降幅度都在10%以上,95百分位数开始方差降幅小于10%.因此选取第95百分位数作为达标统计要求是目前一个相对稳妥的方案.一方面95百分位数考虑到了我国城市PM10年均值与日均值间的特定统计关系,在控制力度方面弱于年均值标准,与国外的相关依据是一致的,达到了完善我国空气质量标准体系的目的.另一方面,95百分位数也兼顾到了部分城市的特殊情况,其统计稳健性优于97百分位数.图7 2010~2012年120个城市不同PM10日均值百分位数浓度的盒须图Fig.7 Boxplots of percentile concentrations of PM1024⁃hour mean from120cities between year2010and2012对于PM2.5,由于目前实际监测数据量有限,难以按照上述分析方法研究其年均值和日均值浓度间的统计关系.但根据WHO的有关经验,PM2.5和PM10的浓度分布有着近似的统计关系,可采用相同的达标统计要求.由于我国的PM2.5浓度限值标准均参照WHO而制定,因此可将PM2.5的达标统计要求也制定为95百分位数.3.2 对达标评价的影响分析在增加了达标统计要求后,对2010~2012年120个城市的达标城市数量进行了分析,结果如表2所示.近3年内120个城市的年均值达标城市数量分别为27个、29个和36个.当增加97百分位数达标要求后,分别有3、2、5个城市因此判定为不达标,这些城市的年均值范围为67~70μg·m-3,97百分位数浓度范围为154~180μg·m-3.当增加96百分位数达标要求后,分别有2、1、2个城市因此判定为不达标,这些城市的年均值范围为69~70μg·m-3,96百分位数浓度范围为151~164μg·m-3.当增加95百分位数达标要求后,每年各有1个城市因此判定为不达标,这些城市的年均值恰好为70μg·m-3,95百分位数浓度范围为151~153μg·m-3.总体来看,增加97、96和95百分位数后,达标城市数量分别降低约11%、6%和3%.8042期王帅等:我国环境空气中颗粒物达标统计要求研究表2 不同达标要求情景下的PM 10达标城市数量Table 2 Number of attainment cities under different scenarios年份总城市数量年均值达标城市数量年均值达标且97百分位数达标城市数量年均值达标且96百分位数达标城市数量年均值达标且95百分位数达标城市数量2010年120272425262011年120292728282012年120363134354 结论(1)颗粒物达标统计要求的制定是根据颗粒物年均值浓度和日均值浓度间的统计关系、年均值标准和日均值标准控制力度、统计指标的稳定性以及对人体健康的保护性等多方面因素而制定的.(2)我国城市PM 10的年均值浓度达到国家二级标准时(70μg ·m -3),绝大多数城市的PM 10日均值达标率均在95.0%以上,但不同地理区划城市间具有较大的差别.其中华北、西北地区城市的平均达标率为96.3%,东北地区城市平均达标率为96.6%,华东、中南地区城市平均达标率为97.2%,西南地区城市平均达标率为98.1%,全国整体平均达标率为97.1%.制定全国统一的达标统计要求时需兼顾不同地理分区间的差异.(3)从全国整体水平来看,当我国颗粒物日均值达标统计要求为99、98百分位数时,PM 10日均值标准的控制力度强于年均值标准;当达标统计要求为97百分位数时,PM 10日均值标准和年均值标准的控制力度基本匹配;当达标统计要求为96百分位数及以下时,PM 10年均值标准成为控制性标准.(4)百分位数越低,其指标稳健性越好,更适用于评价环境空气质量的客观变化情况,但低百分位数将不利于保护人体健康,第95百分位数适合作为我国目前PM 2.5和PM 10的达标统计要求,当增加这一达标统计要求后,我国PM 10达标城市数量降低约3%.参考文献院[1] 杨维,赵文吉,宫兆宁,等.北京城区可吸入颗粒物分布与呼吸系统疾病相关分析[J].环境科学,2013,34(1):237⁃243.[2] 姚利,李杏茹,郭雪清,等.2007年春节期间北京大气细粒子中正构烷烃的污染特征[J].环境科学,2009,30(2):589⁃593.[3] 宋宇,唐孝炎,方晨,等.北京市大气细粒子的来源分析[J].环境科学,2002,23(6):11⁃16.[4] GB 3095⁃2012,环境空气质量标准[S].[5] World Health Organization.Air quality guidelines⁃global update2005[R].Bonn:WHO Regional office for Europe,2005.275⁃280.[6] 王宗爽,武婷,车飞,等.中外环境空气质量标准比较[J].环境科学研究,2010,23(3):253⁃260.[7] Ott W R.A physical explanation of the lognormality of pollutantconcentrations [J].Journal of the Air &Waste ManagementAssociation,1990,40(10):1378⁃1383.[8] Lu H C.The statistical characters of PM 10concentration inTaiwan area [J].Atmosphere Environment,2002,36(3):491⁃502.[9] Kan H D,Chen B H.Statistical distributions of ambient airpollutantsinShanghai,China[J ].BiomedicalandEnvironmental Sciences,2004,17(3):366⁃372.[10] Mijic 'Z,Tasic 'M,Rajšic 'S,et al .The statictical characters ofPM 10in Belgrade area [J].Atmospheric Research,2009,92(4):420⁃426.[11] Sharma P,Sharma P,Jain S,et al .An integrated statisticalapproach for evaluating the exceedance of criteria pollutants in the ambient air of megacity Delhi [J].Atmospheric Environment,2013,70(8):7⁃17.[12] 邓启红,黄柏良,唐猛,等.长沙市大气颗粒物PM 10质量浓度的统计分布特性[J].中南大学学报(自然科学版),2012,43(4):1567⁃1573.[13] US EPA.Quantitative health risk assessment for particulatematter [EB /OL ]. /ttn /naaqs /standards /pm /data /PM_RA_FINAL _June_2010.2010⁃6⁃30.[14] Johnson T.A guide to selected algorithms,distributions,anddatabases used in exposure models developed by the office of airquality planning and standards [EB /OL] /ttn /fera /data /human /report052202.2002⁃5⁃22.[15] Schmidt M.PM 2.5air quality analyses⁃update [EB /OL ].http://www.epa.gov /ttn /naaqs /standards /pm /data /Schmidt041511.pdf.2011⁃4⁃15.[16] US EPA.National ambient air quality standards for particulatematter [EB /OL]. /fdsys /pkg /FR⁃2013⁃01⁃15/pdf /2012⁃30946.2013⁃1⁃15.[17] European Commission.Air quality standards [EB /OL].http://ec.europa.eu /environment /air /quality /standards.htm.2013⁃3⁃7.[18] UK Department of Environment,Food and Rural Affairs.Airquality objectives [EB /OL ]. /objectives.2007⁃7⁃1.[19] AustralianGovernment,DepartmentofSustainability,Environment,Water,Population and Communities.National standards for criteria air pollutants in Australia [EB /OL ].http://www.environment.gov.au /atmosphere /airquality /publications /standards.html.2009⁃9⁃16.[20] 香港特别行政区政府环境保护署.空气素质指标[EB /OL].http://pc211.epd⁃.hk /gb /www.epd⁃.hk /tc _904。