PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準體系亟待建立
新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》不久前發(fā)布，增設了PM2.5平均濃度限值，這一限值與WHO第一階段目標值接軌。但是，我們距離WHO提出的指導值(10μg/m3)還有很長的一段路要走。對此，本報特邀相關專家進行探討，呼吁建立PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準體系，希望對讀者有所借鑒。
PM2.5是指環(huán)境空氣中空氣動力學當量直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱細顆粒物。多項科學研究成果說明，不論在發(fā)達國家還是在發(fā)展中國家，不論長期暴露或短期暴露，不論暴露水平的高低，城市人群暴露在PM2.5濃度水平均會對健康產(chǎn)生有害效應，構成嚴重威脅。
歐美國家和WHO(世界衛(wèi)生組織)在環(huán)境空氣質(zhì)量基準研究中均把PM2.5作為標志性指標。PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準是指空氣中PM2.5對特定對象不產(chǎn)生有害影響的最大濃度。我國PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準研究目前正處于起步階段。迄今為止，還沒有基于完整科學理論和足量實測數(shù)據(jù)支持的空氣顆粒物環(huán)境質(zhì)量基準文件，缺乏PM2.5污染特征與健康危害關系的科學數(shù)據(jù)，導致制定環(huán)境標準的科學依據(jù)不夠充分，不能給出PM2.5對生態(tài)系統(tǒng)和人群健康的風險量值。因此，當前我國急需建立PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準體系。
開展PM2.5基準研究迫在眉睫
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開展PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準研究，可為降低PM2.5對健康和生態(tài)的影響提供指導，為空氣質(zhì)量管理和政策制定提供更多的信息，同時為制定適合當?shù)啬繕说恼咛峁┒喾N選擇。
當前，在PM2.5研究方面，由于缺乏更精密的方法和更靈敏的效應指標，難以準確確定PM2.5對人體健康產(chǎn)生不利影響的閾值，很難得到PM2.5濃度及其組分與特定的健康水平之間的定量關系。這些定量關系的重要性在于:可用于健康影響評價，評估當前污染水平下的死亡或發(fā)病風險；預測PM2.5降低情況下可獲得的健康改善程度和健康收益；用于評價降低PM2.5污染干預措施的成本收益。
歐盟和美國等許多國家的法律明確規(guī)定了對環(huán)境空氣質(zhì)量標準要進行定期或不定期的評估和修訂，而進行這些修訂的主要依據(jù)之一就是環(huán)境基準文件。因此美國和歐盟等國家不斷地開展和匯集大量關于環(huán)境基準研究的最新成果，對環(huán)境基準文件不斷地進行更新，為環(huán)境標準的制定和修訂提供了科學依據(jù)。
目前國外的PM2.5基準信息內(nèi)容遠不能滿足我國需求，相關的出版物和文獻信息也很缺乏，這給環(huán)境質(zhì)量標準的修訂工作帶來了諸多困難。
我國PM2.5質(zhì)量標準和質(zhì)量基準存在的問題主要有:2012年修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》增加了PM2.5環(huán)境質(zhì)量標準限值，但是有關PM2.5的很多科學問題尚未開展深入研究；缺乏有關PM2.5污染的基礎數(shù)據(jù)和信息，如污染水平、時空變化、理化特性、來源等監(jiān)測、檢測和相關研究資料；PM2.5污染特征與健康危害關系的科學證據(jù)不足；我國PM2.5理化特征和人群遺傳背景與歐美存在較大差異，制訂相關質(zhì)量標準和防治對策時不能照搬國外研究成果；環(huán)境標準體系缺乏一套基于完整科學理論和足量實測數(shù)據(jù)支持的PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準體系作為科技支撐；與歐美發(fā)達國家相比，環(huán)境健康、生態(tài)毒理等基礎研究以及環(huán)境監(jiān)測技術發(fā)展相對滯后。
這些都給環(huán)境標準的完善和修訂，給環(huán)境管理和污染控制帶來了困難。開展PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準研究，可以為降低PM2.5對健康和生態(tài)的影響提供指導，為我國空氣質(zhì)量管理和政策制定提供更多的信息，同時為制定適合當?shù)啬繕说恼咛峁┒喾N選擇。
隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展、科學技術的不斷進步，我國開展PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準研究工作迫在眉睫。
建立基準應充分借鑒發(fā)達國家經(jīng)驗
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應充分借鑒發(fā)達國家經(jīng)驗，如首先要體現(xiàn)在保護公眾健康方面；要在擁有大量科學證據(jù)的基礎上開展，明確環(huán)境質(zhì)量基準研究中的科學問題，制定我國的綜合研究計劃等。
近年來隨著經(jīng)濟社會快速發(fā)展，特別是機動車數(shù)量的增長，在我國一些地區(qū)，PM2.5污染比較嚴重。這些地區(qū)罹患癌癥、心腦血管疾病和呼吸道疾病的人群呈上
升態(tài)勢，而我國PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準研究與發(fā)達國家有明顯差距。當前，應該在充分借鑒發(fā)達國家經(jīng)驗基礎上，建立我國的PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準體系。
在PM2.5基準研究方面，發(fā)達國家為我們提供了寶貴經(jīng)驗。美國相關法規(guī)規(guī)定，每5年定期發(fā)布國家環(huán)境空氣質(zhì)量標準(NAAQS)評估審查結(jié)果，每次修訂的主要依據(jù)是環(huán)境空氣質(zhì)量基準研究的新成果。美國1971年頒布的國家環(huán)境空氣質(zhì)量標準是以總懸浮顆粒物(TSP)作為顆粒物指標，1987年改為可吸入顆粒物(PM10)；1996年發(fā)表的細顆粒物(PM2.5)與健康效應(肺心病患者癥狀加重，住院率、急診和過早死亡增加)相關性研究的最新成果，于1997年再次修訂了NAAQS，新增加了PM2.5標準，并對保留的PM10標準做了小幅修改。2006年，美國環(huán)保局建議再次修改PM國家空氣質(zhì)量標準。2007年在實施新顆粒物環(huán)境空氣質(zhì)量標準中，取消PM10年均值標準和PM10－2.5標準，將PM2.5的日均值降低為35μg/m3。美國的環(huán)境質(zhì)量標準正是由于緊隨環(huán)境質(zhì)量基準研究的新進展而不斷修訂，才得以保持其先進性，并對世界各國產(chǎn)生了深刻影響。
美國“顆粒物的綜合科學評價”(2009年以前叫顆粒物空氣質(zhì)量基準文件)是一種全面的回顧性綜述文件，用作制修訂國家環(huán)境空氣質(zhì)量標準的依據(jù)。這些文件不斷更新，每次更新都匯集了大量的最新研究成果。美國從1969年第一次發(fā)布顆粒物的空氣質(zhì)量基準文件起，先后經(jīng)歷了十幾個版本。
對于未列入基準文件的大量污染物，美國毒物和疾病登記署也會不定期發(fā)布和修訂一系列有毒有害污染物的毒性譜數(shù)據(jù)，包括數(shù)百種化學物質(zhì)的來源、分布、長期和短期的暴露以及毒性數(shù)據(jù)，為基準研究提供了大量基礎數(shù)據(jù)。
空氣顆粒物與人體健康間的不確定性，促使美國國會增加了對空氣顆粒物與健康關系的研究經(jīng)費，1999~2010年實施了兩期“顆粒物中心”計劃共10個項目，總投資超過7500萬美元；2011年~2016年實施“清潔空氣研究中心”計劃，4個中心共資助3200萬美元，循序漸進地研究顆粒物污染和空氣污染對健康的影響機制。
世界衛(wèi)生組織(WHO)于1987年首次出版了《歐洲空氣質(zhì)量準則》，并于1997年進行了更新，出版了《歐洲空氣質(zhì)量準則》(第二版)，準則值是在專家對現(xiàn)有科學證據(jù)進行評估的基礎上制定的。2005年10月，WHO在德國波恩組織專家審議了4種常見污染物(PM、O3、NO2、SO2)的環(huán)境基準值和對現(xiàn)有科學證據(jù)的詳細評價。以此為基礎，WHO于2006年向全球發(fā)布了更新版的空氣質(zhì)量基準文件《WHO空氣質(zhì)量準則2005年》。在這一文件中，WHO提出PM2.5的年均暴露指導值是10μg/m3，這一指導值在高度發(fā)達國家較大城市地區(qū)是可以實現(xiàn)的。當?shù)陀谶@一水平時，預期可以顯著降低健康風險。同時，針對高污染的國家和地區(qū)，還提出了PM2.5的3個過渡時期目標值(即IT)。其中，IT－1的目標值(35μg/m3)對應于長期健康效應研究中的最高濃度均值，在發(fā)達國家這一濃度與死亡率有顯著相關性；IT－2(25μg/m3)相對于IT－1，可以使長期暴露的健康風險降低約6％；IT－3(15μg/m3)相對于IT－2，可以使長期暴露的死亡風險降低約6％。
當前，我國開展PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準的研究與國外存在顯著差距，需借鑒以下經(jīng)驗:
一、PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準研究具有多方面的應用，但是研究目的和研究成果首先要體現(xiàn)在保護公眾健康方面，真正能夠為降低環(huán)境污染對公眾健康的影響提供指導，能夠起到明確降低環(huán)境健康風險的作用。
二、PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準研究要在擁有大量科學證據(jù)的基礎上開展，明確環(huán)境質(zhì)量基準研究中的科學問題，制定我國的綜合研究計劃，有計劃、有步驟地解決我國環(huán)境質(zhì)量基準研究中的科學問題。
三、對暴露環(huán)境和暴露對象的監(jiān)測和檢測是開展PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準研究的重要基礎。目前我國在環(huán)境污染物監(jiān)測和檢測等領域還存在大量的技術難題亟待解決。為了保證研究方法的正確和研究結(jié)論的準確，認真細致地解決關鍵支撐技術難題是十分必要的。
四、目前，我國各級環(huán)境管理部門已有一定量的PM2.5研究性監(jiān)測數(shù)據(jù)，衛(wèi)生部門也掌握著很多公共衛(wèi)生、流行病學、毒理學等方面的調(diào)查和監(jiān)測資料，這些都是開展PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準研究必需的珍貴資料。因此，在環(huán)境質(zhì)量基準調(diào)查研究中應該形成資料共享交流機制，以利于研究工作的有效開展。
五、建立PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準研究的審查和評估機構，遴選相關專業(yè)的專家組成PM專業(yè)評估委員會。
我國開展PM2.5基準研究建議
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在吸取國際先進經(jīng)驗基礎上，在典型地區(qū)開展一定規(guī)模的人群健康長期追蹤調(diào)查，系統(tǒng)研究PM2.5載帶的有毒有害組分對公眾健康的危害和風險；谌巳夯騾^(qū)域調(diào)查結(jié)果，建立我國PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準體系，向公眾征集意見，定期發(fā)布質(zhì)量基準文件。
我國開展PM2.5環(huán)境基準研究，需要在吸取國際先進經(jīng)驗的基礎上，在典型地區(qū)開展一定規(guī)模的人群健康長期追蹤調(diào)查，系統(tǒng)研究PM2.5載帶的有毒有害組分對公眾健康的危害和風險；谖覈巳夯騾^(qū)域調(diào)查結(jié)果，建立我國PM2.5環(huán)境質(zhì)量基準體系，向公眾征集意見，定期發(fā)布質(zhì)量基準文件。具體建議如下:
研究PM2.5和氣態(tài)前體物的排放特征，及其在大氣中的變化、傳播以及清除等過程的機理和特征。PM2.5可以長時間漂浮在空氣中，在長距離傳播過程中經(jīng)歷復雜的物理、化學變化和干濕沉降的清除過程。目前，我國關于PM2.5及其前體物的污染特征和形成機理的實測及研究資料較為缺乏。此外，識別二次顆粒物與其前體物排放源的關系比識別一次顆粒物更為困難，氣態(tài)前體物轉(zhuǎn)化為二次顆粒物的轉(zhuǎn)化率、轉(zhuǎn)化時間和轉(zhuǎn)化機制等更是缺乏實測和研究分析資料的支撐。
開展PM2.5質(zhì)量濃度變化的時間和空間模式研究，得到各類排放源對受體貢獻的精細源解析結(jié)果。當前我國只有少數(shù)大城市對PM2.5做過研究性質(zhì)的監(jiān)測和分析，因此對PM2.5的污染水平、時空變化狀況在全國范圍內(nèi)了解甚少，對其來源沒有大量的研究成果作為科技支撐，因此需要科學地開展PM2.5質(zhì)量濃度變化時間和空間模式以及各類排放源對受體的精細源解析研究。
將PM2.5的人群暴露研究作為重點，結(jié)合時間活動模式和不同微環(huán)境的暴露水平，得到人體PM2.5總暴露水平。PM2.5的總暴露水平，為研究對象在一天中經(jīng)歷不同微環(huán)境的PM2.5暴露分量的總合。然而，我國目前還較為缺乏描述各種微環(huán)境以及精細時間活動模式的個體暴露全譜技術，應當建立精細時間—活動模式與個體暴露監(jiān)測技術，結(jié)合暴露因素與空氣污染物濃度的相關關系，量化各種微環(huán)境對個體暴露水平及其不確定性影響，建立適合我國不同人群的空氣污染物精細暴露參數(shù)體系及評價模型。
研究PM2.5對人體的劑量—效應反應關系及其決定因素。當前大量的科學研究成果表明，PM2.5與心腦血管疾病、呼吸系統(tǒng)疾病和惡性腫瘤等有密切的相關性，但是仍然缺乏顆粒物暴露劑量與不同人群疾病效應的確切量化證據(jù)。因此，研究PM2.5在呼吸系統(tǒng)不同部位的沉積、清除與停留機制機理，將為確定目標組織(如肺部或經(jīng)過呼吸、循環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到心臟或其它器官)劑量起到重要作用；研究損傷與修復機理以及由此可能導致的人體健康效應等，是PM2.5對人體的劑量—效應反應關系的關鍵研究內(nèi)容。
深入開展PM2.5對人體健康效應的流行病學研究。流行病學研究是開展PM2.5的暴露劑量對人體健康效應的重要研究方法之一，在我國PM2.5對人體健康效應研究中，應開展PM2.5導致健康危害的大樣本流行病學研究，將流行病學調(diào)查與PM2.5監(jiān)測結(jié)果相結(jié)合，分析人群長期或短期暴露與PM2.5和目標疾病發(fā)生率或死亡率的關系，開展大規(guī)模的前瞻性或回顧性隊列研究。
深入開展PM2.5對人體健康效應的毒理學研究。在開展PM2.5對人體健康效應的研究時，要結(jié)合流行病學調(diào)查的結(jié)果，通過動物實驗、臨床觀察等毒理學方法研究不同的機體對PM2.5及其載帶有毒有害組分的吸收、代謝以及細胞毒性作用及其機制。
PM2.5對環(huán)境的影響研究。主要包括對植物和自然生態(tài)系統(tǒng)的直接和間接影響？對能見度和氣候變化的影響，對材料的影響等。
PM2.5質(zhì)量基準關鍵支撐技術的研究。PM2.5質(zhì)量基準研究的關鍵支撐技術是指PM2.5質(zhì)量基準研究鏈“污染源—環(huán)境空氣濃度—暴露水平與劑量—健康效應與風險”的各環(huán)節(jié)中相關測量及量化方法學方面的研究，包括監(jiān)測、檢測和調(diào)查所需的儀器設備和監(jiān)測網(wǎng)絡構建，需要量化的指標體系和表征方法，基礎數(shù)據(jù)的獲取和計算方法，數(shù)學模型及評估方法等。諸如:PM2.5的立體監(jiān)測與高解析度/分辨率濃度場模擬的關鍵技術；不同人群PM2.5精細暴露全譜技術方法與評估模型；PM2.5內(nèi)暴露模擬、溯源與健康效應關鍵技術、空氣污染物的健康風險評價與損益估算方法以及構建PM2.5人群健康風險預警信息平臺等。
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