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解读空气质量指数与空气污染指数
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内容提示：目前,中国空气污染指数(API)监测指标包括PM10但不包括PM2.5,导致与某些单位通过监测PM2.5得到的空气质量指数(AQI)相差较大,但它们在含义、指标描述、监测方法、评价体系等方面几乎一致。随着监测PM2.5的重要性越来越受到社会各界的关注,中国也将在不远的将来强制执行PM2.5的监测和发布。
新浪网2011 年12 月5 日称，位于北京的美国驻华大使馆在之前监测到高达522 的PM2． 5 瞬时浓度，对应的空气质量指数( AQI) 已经超过上限值。报道中还提到，当日北京市环保局发布的空气污染指数( API) 范围为150 ～ 170，首要污染物为可吸入颗粒物，属于轻度污染。这里提到的两种指标非常相似，字面只是“质量”与“污染”的小小区别，得出的结论却大相径庭，令广大群众困惑不已。它们到底是不是同一个概念? 又为什么结论完全不一样呢?
一 AQI 与API 的含义
空气污染指数( 英文全称为air pollution index，简称API) 就是根据环境空气质量标准和各项污染物对人体健康、生态、环境的影响，将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式，它将空气污染程度和空气质量状况分级表示，适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。空气污染的污染物主要有烟尘、悬浮颗粒物、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧以及挥发性有机化合物等。目前，我国规定空气质量报告中必须监测的污染物有3 项: 二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物。API 的取值范围定为0 ～ 500，并分为5级，依次对应0 ～ 50、51 ～ 100、101 ～ 200、201 ～ 300、300 ～ 500，详见表1。（参考《建筑中文网》）
空气质量指数( 英文全称为air quality index，简称AQI) 是定量描述空气质量状况的指标，用于大气环境质量评价以及污染控制和管理。与API类似，它通过监测某一段时间内PM2． 5、PM10、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮和臭氧等对象的平均浓度，得到其各自的AQI 值，最大的值即为当时的空气质量状况。与API 一样，它也是从0 ～ 500 分成5 个等级。
由上面的介绍可以看到，API 与AQI 在指标的描述、监测方法、评价体系、行使功能等方面都几乎完全一致。那为什么会出现两个组织给出完全不一样的API 值和AQI 值呢? 在此，就需要进一步了解一下上面提到的悬浮颗粒物。
二 监测指标
由含义可以发现，环保部在监测API 的时候除了包括大家熟知的二氧化硫和二氧化氮，还有相对较为陌生的“可吸入颗粒物”，也没有提到美国大使馆监测的“PM2． 5”。在此，我们首先了解一下大气中的“颗粒物”。
大气中的悬浮颗粒物主要有三种: 总悬浮微粒( 英文全称为total suspended particulate，简称TSP) 、PM10、PM2． 5。
TSP 是指粒径小于100μm 的颗粒物，因此有时也表示为PM100。它是大气环境中的主要污染物，主要来源于工业排放的烟尘、废气和地面扬尘，通过滤膜收集并检测。
PM 是英文particulate matter( 颗粒物) 的首字母缩写。PM10 指粒径小于10μm 的颗粒物，也就是API 监测时提到的“可吸入颗粒物”。由于其粒径小，能被人直接吸入呼吸道造成危害，能在大气中长期漂浮导致污染范围扩大，同时还能在大气中为化学反应提供反应床，因此，是需要重点监测的污染物。它是通过空气动力学原理分离并检测的。与之类似，PM2． 5 指粒径小于2． 5μm 的颗粒物，也叫“可入肺颗粒物”和“细颗粒物”( 相对的，PM 介于2． 5 ～ 10μm 之间的称为粗颗粒物) 。
上文提到，当日美国驻华大使馆监测的是PM2． 5，其值高达522 μg·m － 3，高于其他各项污染物的数值，因而将PM2． 5 作为当日的AQI。而北京市环保局目前执行的国家相关标准中，还没有将PM2． 5 作为监测项，只监测了PM10，为150 ～ 170，并以此作为当日的API。正是因为监测指标的不同，最终导致了两个监测单位对同一种指标进行监测，却得出差异悬殊的结论。
三 科学看待PM 值
有气象专家和医学专家认为，PM2． 5 主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害，包括刺激呼吸道、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心肺病患者的过早死［1］。
有研究发现，心肺疾病患者死亡率升高与PM2． 5 和二氧化硫的污染有关联，而与粗颗粒物( PM 介于2． 5 ～ 10μm) 污染没有可靠的关联: 空气中PM2． 5 的浓度长期高于10μg·m － 3 会导致死亡风险上升; 浓度每增加10μg·m － 3，得心肺疾病的死亡风险上升6%，得肺癌的死亡风险上升8%，总的死亡风险上升4%［2］。相比于吸烟可使男性得肺癌死亡的风险上升21 倍［3］，PM2． 5 的危害显得微乎其微，但是世界上各国都越来越重视对PM2． 5的监测。
1997 年，美国率先开始监测PM2． 5 并制定相关标准，在这之后，许多国家陆续监测PM2． 5。世界卫生组织( WHO) 于2005 年制定了PM2． 5 的准则值［4］。详见表2。
在我国，PM2． 5 的监测目前还多用于科学研究。如上海在1999 年监测到PM2． 5 年均值为57. 9μg·m － 3［5］。位于广州的华南环境科学研究所从2011 年从6 月13 日开始每日发布PM2． 5 监测值( http: / /www． scies． org /Data． asp) 。
全国的年均值只是用来反映颗粒物污染的总体现状，而人们往往更关注生活工作所在地的数据。为此有人提出可以通过查询PM10，乘以0． 5～ 0． 8 的系数来估算PM2． 5。除此以外，还可以参考美国大使馆这样的非专业机构实时发布的PM2. 5的数据。但他们毕竟不是环境监测部门，测出的PM2． 5 数值经常比环保部门或第三方测定的PM10还高，所以只能作为参考。
近年来，随着我国PM2． 5 污染问题日益严重，在今年11 月份《环境空气质量指数( AQI) 日报技术规定( 第三次征求意见稿) 》中提出: “要实时发布二氧化硫、二氧化氮、颗粒物PM10、一氧化碳、颗粒物PM2． 5 和臭氧各点位日1 小时平均浓度值……”新标准拟于2016 年全面实施，京津冀、长三角、珠三角三大地区及九个城市群可能会被强制要求先行监测并公布PM2． 5 的数据。国家早日完善相关政策将有助于全面提高社会各界的环保意识，从而改善城市空气污染状况，维护人民健康。
参考文献
［1］［EB/OL］http: / /www． epa． gov /airtrends /pm． html # pmloc．
［2］Pope C A，Burnett R T，Thun M J，et al． Lung cancer，cardiopulmonary mortality，and long-term exposure to fineparticulate air pollution［J］． Jama-Journal of the AmericanMedical Association，2002，287( 9) : 1132 － 1141．
［3］［EB/OL］ http: / /www． cdc． gov /tobacco /data _statistics /fact_ sheets /health_effects /tobacco_related_mortality /．
［4］世界卫生组织． WHO Air quality guidelines for particulatematter，ozone，nitrogen dioxide and sulfur dioxide ( Globalupdate 2005，Summary of risk assessment) ．
［5］Ye B，Ji X，Yang H，et al． Concentration and chemicalcomposition of PM2． 5 in Shanghai for a 1-year period［J］．Atmospheric Environment，2003，37( 4) : 499 － 510．
来源: 《建筑中文网》.
一 AQI 与API 的含义
空气污染指数( 英文全称为air pollution index，简称API) 就是根据环境空气质量标准和各项污染物对人体健康、生态、环境的影响，将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式，它将空气污染程度和空气质量状况分级表示，适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。空气污染的污染物主要有烟尘、悬浮颗粒物、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、臭氧以及挥发性有机化合物等。目前，我国规定空气质量报告中必须监测的污染物有3 项: 二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物。API 的取值范围定为0 ～ 500，并分为5级，依次对应0 ～ 50、51 ～ 100、101 ～ 200、201 ～ 300、300 ～ 500，详见表1。（参考《建筑中文网》）
空气质量指数( 英文全称为air quality index，简称AQI) 是定量描述空气质量状况的指标，用于大气环境质量评价以及污染控制和管理。与API类似，它通过监测某一段时间内PM2． 5、PM10、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮和臭氧等对象的平均浓度，得到其各自的AQI 值，最大的值即为当时的空气质量状况。与API 一样，它也是从0 ～ 500 分成5 个等级。
由上面的介绍可以看到，API 与AQI 在指标的描述、监测方法、评价体系、行使功能等方面都几乎完全一致。那为什么会出现两个组织给出完全不一样的API 值和AQI 值呢? 在此，就需要进一步了解一下上面提到的悬浮颗粒物。
二 监测指标
由含义可以发现，环保部在监测API 的时候除了包括大家熟知的二氧化硫和二氧化氮，还有相对较为陌生的“可吸入颗粒物”，也没有提到美国大使馆监测的“PM2． 5”。在此，我们首先了解一下大气中的“颗粒物”。
大气中的悬浮颗粒物主要有三种: 总悬浮微粒( 英文全称为total suspended particulate，简称TSP) 、PM10、PM2． 5。
TSP 是指粒径小于100μm 的颗粒物，因此有时也表示为PM100。它是大气环境中的主要污染物，主要来源于工业排放的烟尘、废气和地面扬尘，通过滤膜收集并检测。
PM 是英文particulate matter( 颗粒物) 的首字母缩写。PM10 指粒径小于10μm 的颗粒物，也就是API 监测时提到的“可吸入颗粒物”。由于其粒径小，能被人直接吸入呼吸道造成危害，能在大气中长期漂浮导致污染范围扩大，同时还能在大气中为化学反应提供反应床，因此，是需要重点监测的污染物。它是通过空气动力学原理分离并检测的。与之类似，PM2． 5 指粒径小于2． 5μm 的颗粒物，也叫“可入肺颗粒物”和“细颗粒物”( 相对的，PM 介于2． 5 ～ 10μm 之间的称为粗颗粒物) 。
上文提到，当日美国驻华大使馆监测的是PM2． 5，其值高达522 μg·m － 3，高于其他各项污染物的数值，因而将PM2． 5 作为当日的AQI。而北京市环保局目前执行的国家相关标准中，还没有将PM2． 5 作为监测项，只监测了PM10，为150 ～ 170，并以此作为当日的API。正是因为监测指标的不同，最终导致了两个监测单位对同一种指标进行监测，却得出差异悬殊的结论。
三 科学看待PM 值
有气象专家和医学专家认为，PM2． 5 主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害，包括刺激呼吸道、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心肺病患者的过早死［1］。
有研究发现，心肺疾病患者死亡率升高与PM2． 5 和二氧化硫的污染有关联，而与粗颗粒物( PM 介于2． 5 ～ 10μm) 污染没有可靠的关联: 空气中PM2． 5 的浓度长期高于10μg·m － 3 会导致死亡风险上升; 浓度每增加10μg·m － 3，得心肺疾病的死亡风险上升6%，得肺癌的死亡风险上升8%，总的死亡风险上升4%［2］。相比于吸烟可使男性得肺癌死亡的风险上升21 倍［3］，PM2． 5 的危害显得微乎其微，但是世界上各国都越来越重视对PM2． 5的监测。
1997 年，美国率先开始监测PM2． 5 并制定相关标准，在这之后，许多国家陆续监测PM2． 5。世界卫生组织( WHO) 于2005 年制定了PM2． 5 的准则值［4］。详见表2。
在我国，PM2． 5 的监测目前还多用于科学研究。如上海在1999 年监测到PM2． 5 年均值为57. 9μg·m － 3［5］。位于广州的华南环境科学研究所从2011 年从6 月13 日开始每日发布PM2． 5 监测值( http: / /www． scies． org /Data． asp) 。
全国的年均值只是用来反映颗粒物污染的总体现状，而人们往往更关注生活工作所在地的数据。为此有人提出可以通过查询PM10，乘以0． 5～ 0． 8 的系数来估算PM2． 5。除此以外，还可以参考美国大使馆这样的非专业机构实时发布的PM2. 5的数据。但他们毕竟不是环境监测部门，测出的PM2． 5 数值经常比环保部门或第三方测定的PM10还高，所以只能作为参考。
近年来，随着我国PM2． 5 污染问题日益严重，在今年11 月份《环境空气质量指数( AQI) 日报技术规定( 第三次征求意见稿) 》中提出: “要实时发布二氧化硫、二氧化氮、颗粒物PM10、一氧化碳、颗粒物PM2． 5 和臭氧各点位日1 小时平均浓度值……”新标准拟于2016 年全面实施，京津冀、长三角、珠三角三大地区及九个城市群可能会被强制要求先行监测并公布PM2． 5 的数据。国家早日完善相关政策将有助于全面提高社会各界的环保意识，从而改善城市空气污染状况，维护人民健康。
参考文献
［1］［EB/OL］http: / /www． epa． gov /airtrends /pm． html # pmloc．
［2］Pope C A，Burnett R T，Thun M J，et al． Lung cancer，cardiopulmonary mortality，and long-term exposure to fineparticulate air pollution［J］． Jama-Journal of the AmericanMedical Association，2002，287( 9) : 1132 － 1141．
［3］［EB/OL］ http: / /www． cdc． gov /tobacco /data _statistics /fact_ sheets /health_effects /tobacco_related_mortality /．
［4］世界卫生组织． WHO Air quality guidelines for particulatematter，ozone，nitrogen dioxide and sulfur dioxide ( Globalupdate 2005，Summary of risk assessment) ．
［5］Ye B，Ji X，Yang H，et al． Concentration and chemicalcomposition of PM2． 5 in Shanghai for a 1-year period［J］．Atmospheric Environment，2003，37( 4) : 499 － 510．
来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201203/15111.htm
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