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环境工程前沿作业

环境空气质量标准的演变及新标准的意义与实施

摘要：

放眼国际社会，近年来，依据最新的科学研究成果，美国、欧盟、日本、加拿大、印度、泰国等国家和地区均对各自的环境空气质量标准进行了修订，修订重点是进一步提高保护人体健康和态环境的要求，普遍增加了PM2.5浓度限值以及臭氧（03）8小时浓度限值。

此外，欧盟、印度等国家和地区还增加了镉（Cd）等重金属污染物限值。

我国也在2012年对环境空气质量标准进行了修订。

本文主要介绍了美中环境空气质量标准的特点与演变历程，并简要阐述了我国新环境空气质量标准的意义与实施。

1美中环境空气质量标准的演变

1.1美国环境空气质量标准的发展历程

从1971年至今，40年来，美国环境空气质量标准经过了10次修订，每次修订调整都对环境空气质量的改善起到了显著的促进作用。

美国的环境空气质量管理要从1970年说起。

1970年，美国国会通过《清洁空气法》（CleanAirAct）修正案。

《清洁空气法》将国家管理的大气污染物分为基准空气污染物（CriteriaAirPollutants）和有害空气污染物（HazardousAirPollutants，HAPs）两类。

起初的基准空气污染物共6种，主要包括一氧化碳（CO）、二氧化氮（N02）、总悬浮颗粒物（TSP）、光化学氧化剂（以O3计）、碳氢化合物（HC）、二氧化硫（S02）。

后来又增加了铅（Pb），取消了碳氢化合物（HC）。

美国环保局于1971年4月30首次发布了《国家环境空气质量标准》（NationalAmbientAirQua1ityStandards,NAAQS）。

谈及标准的修订，根据《清洁空气法》，美国环保局原则上需要在1980年12月31日之前审查己经发布的标准，之后审查工作每5年一次，并根据每次的审查结果决定是否修订标准。

40年来，美国环保局根据每个阶段最新的科学研究结果、经济技术发展水平和国家管理需求，对标准进行过多达10余次修订，有力地推动了国家环境空气质量的改善，有效地保护了公众健康和生态环境。

1.1.1二氧化硫（S02）的控制时间调整

美国在1971年首次制定二氧化硫环境空气质量标准，并于1974年和2010年进行过两次修订。

1971年首次制定的标准规定，一级标准规定了年平均和24小时平均浓度限值，分别为80微克/立方米和365微克/立方米；二级标准规定了年平均和3小时平均浓度限值，分别为60微克/立方米和1300微克/立方米。

1974年的第一次调整废除了二级标准的年平均浓度限值。

1980年之后，美国二氧化硫平均浓度水平持续显著下降，远低于国家标准。

但是新的研究表明，在较低浓度水平下，控制1小时平均浓度就可以保护短期和长期暴露的健康效应。

因此，2010年，美国环保局在一级标准中增加了1小时平均浓度限值，为200微克/立方米；废除一级标准年平均和24小时平均浓度限值。

据此，美国现行二氧化硫环境空气质量标准为：

一级标准仅规定1小时平均浓度，限值为200微克/立方米；二级标准仅规定3小时平均浓度，限值为1300微克/立方米。

1.1.2二氧化氮（NO2）标准制定进展

美国在1971年首次制定二氧化氮环境空气质量标准，仅于2010年进行过一次修订。

1971年首次制定的二氧化氮环境空气质量标准仅规定了年平均浓度限值，为100微克/立方米，一级标准与二级标准相同。

直至2010年，美国环保局才发布了一级标准的1小时平均浓度限值为190微克/立方米，年平均浓度限值不变。

1.1.3颗粒物（TSP、PM10、PM2.5）指标修订

颗粒物是近年来国际修订空气质量标准的一个重要指标。

美国在1971年首次制定颗粒物环境空气质量标准，并于1987年、1997年和2006年进行过3次修订。

1971年首次制定的颗粒物标准是以TSP为基准空气污染物,一级标准规定了年平均和24小时平均浓度限值，分别为75微克/立方米和260微克/立方米；二级标准仅规定了24小时平均浓度限值，为150微克/立方米。

1984年美国环保局建议采用颗粒物PM10代替TSP。

随后，美国于1987年废除TSP环境空气质量标准，制定实施颗粒物PM10环境空气质量标准，规定了年平均和24小时平均浓度限值，分别为50微克/立方米和150微克/立方米，一级标准与二级标准相同。

也是在这个时刻，美国环保局提出，应进一步加强颗粒物PM2.5的相关科学研究，尤其是与健康影响相关的研究，为制定颗粒物PM2.5环境空气质量标准做准备。

1997年美国环保局制定发布颗粒物PM2.5环境空气质量标准，规定了年平均和24小时平均浓度限值，分别为15微克/立方米和65微克/立方米，一级标准与二级标准相同；同时，保持颗粒物PM10环境空气质量标准不变。

2006年，美国环保局收紧颗粒物PM2.5的24小时平均浓度限值至35微克/立方米，并废除颗粒物PM10的年平均浓度限值，这也就是现在的PM2.5标准限值。

美国现行颗粒物环境空气质量标准为：

对颗粒物PM2.5规定了年平均和24小时平均浓度限值，分别为15微克/立方米和35微克/立方米；对颗粒物PM10仅规定了24小时平均浓度限值，为150微克/立方米。

1.1.4臭氧（O3）和碳氢化合物指标的修订

美国在1971年首次制定臭氧环境空气质量标准，并于1997年和2008年进行过二次修订。

1971年首次制定的标准是以光化学氧化剂（以O3计）为基准空气污染物，仅规定了1小时平均浓度限值为160微克/立方米，一级和二级标准相同。

进一步的研究分析又发现，控制1小时和8小时平均浓度值都可以降低健康风险，但与1小时暴露相比，较低臭氧浓度水平下，8小时暴露引起的健康影响相关性更为显著。

因而，1997年美国环保局修订准时，选择了8小时平均时间，规定8小时平均浓度限值为160微克/立方米，一级标准与二级标准相同；同时保留1小时平均标准，达到l小时标准的地区实施8小时标准，否则继续实施1小时标准。

2008年，美国环保局废除1小时标准，将8小时平均浓度限值进一步紧至150微克/立方米。

1971年首次制定的碳氢化合物空气质量标准规定了3小时平均浓度限值，为160微克/立方米。

1983年美国环保局评估后认为,碳氢化合物是臭氧的前体物，通过控制臭氧就可以控制碳氢化合物，而且碳氢化合物成分复杂，不适合作为基准空气污染物，因此，在环境空气质量标准中废除了这一污染物项目。

1.1.5一氧化碳（CO）指标修订

美国在1971年首次制定一氧化碳环境空气质量标准，仅于1985年进行过一次修订。

1971年美国首次制定的一氧化碳标准规定了8小时和1小时平均浓度限值，分别为10毫克/立方米和40毫克/立方米，一级标准与二级标准相同。

1985年，美国废除了一氧化碳二级标准。

40年来，虽然一氧化碳的环境空气质量标准经过多次审查和评估，但结果均认为1971年制定的限值能够保护人体健康，因此，至今未做修改。

1.1.6铅（Pb）浓度限值的收紧

铅最初并未出现在1971年发布的《国家环境空气质量标准》中，美国于1978年首次制定铅环境空气质量标准，仅于2008年进行过一次修订。

美国于1978年制定实施铅的国家环境空气质量标准，仅规定季平均浓度限值，为1.5微克/立方米，一级标准与二级标准相同。

1978年后，由于采取了有效控制措施，美国环境空气中铅的浓度水平很快就下降至标准以下。

但后来的研究发现，即使在较低的血铅浓度水平下，仍然存在健康影响。

为进一步保护公众健康，2008年，美国环保局将铅的浓度限值收紧为原标准的1/10，规定3个月滑动平均浓度限值为0.15微克/立方米。

1.2中国环境空气质量标准的发展历程

近年来，由于空气质量评价结果与公众的主观感受不一致，1982年制定发布、经过1996年修订更名和2000年修改的现行标准受到各方面质疑。

按此标准考核城市空气质量，达标城市日益增多，而公众的感受却是空气质量每况愈下。

环境保护部环境标准研究所所长武雪芳认为，在我国经济快速发展的同时，环境空气污染特征发生变化，而目前的空气质量评价因子则没有及时适应这种变化。

武雪芳表示，近年来，我国社会经济高速发展，以煤炭为主的能源消耗大幅攀升，机动车保有量急剧增加，经济发达地区氮氧化物和挥发性有机物排放量显著增长，臭氧和颗粒物污染加剧，而这些重要指标或没有纳入现行的质量标准，或限值有待修订。

我国的环境空气质量标准根据国家经济社会发展状况和环境保护要求适时地进行修订，2012年2月29日进行了第三次修订。

这之前，我国的环境空气质量评价指标与发达国家及部分发展中国家相比评价指标较少，不适应我国当前复合型污染的空气污染形势，无法更全面地表征空气质量状况。

环境保护部认为，增加O3（臭氧）和PM2.5（细颗粒物）等指标能够较好地应对大气细颗粒物污染和光化学烟雾等复杂的区域性环境问题。

1.2.1《环境空气质量指数（AQI）日报技术规定》公开征求意见过程

2011年3月环境保护部公开《环境空气质量指数（AQI）日报技术规定》这项新环境标准征求意见稿，承认现行空气质量评价因子不全面，表示我国已经制定新的空气质量监测标准。

　　就空气污染的变化，环境保护部认为，灰霾、光化学烟雾和酸雨等复合型大气污染问题日益突出，严重威胁人民群众的身体健康和生态安全，并已成为社会各界高度关注和亟待解决的重大环境问题。

不仅如此，城市化加速与交通需求快速增长导致机动车持续快速增加，机动车尾气污染严重。

环境保护部说，上世纪90年代以来，氮氧化合物及其他污染物排放显著增加，城市的光化学污染现象日益突出，给人们的生产生活造成了一定的影响，公众反映强烈。

　　同时，我国部分城市群区域霾现象频发，并有增加的趋势。

霾天气时颗粒物浓度明显增加，其中细颗粒物浓度增加更大。

2010年11月4日，环境保护部首次发布的《中国机动车污染防治年报（2010年度）》报告称，机动车排放污染物对环境影响日趋严重，我国一些地区酸雨、灰霾和光化学烟雾等区域性大气污染问题频繁发生，部分地区甚至出现了每年200多天的灰霾天气，这些问题的产生都与机动车排放的氮氧化物、细颗粒物等污染物直接相关。

自从2000年在全国范围内开展城市空气质量日报工作以来，迄今已逾10年。

环境保护部称，目前，原国家环境保护总局网站上发布环境空气质量日报的城市由最初的47个城市已发展到了113个城市，全国共有近300个城市在地方媒体上发布各自地方城市的环境空气质量情况。

但是，这些城市现在发布的环境空气质量情况，在污染物的种类、阈值、报告时间等方面都上已不能适应新形势的需要。

环境保护部表示，根据当时我国空气污染的特点和污染防治重点以及监测能力，作为空气质量日报的必测因子只包括SO2（二氧化碳）、NO2（二氧化氮）和PM10（可吸入颗粒物）。

截至2011年12月5日24时，《环境空气质量标准》二次公开征求意见工作结束，公众通过邮件、传真、信件等方式反馈各类意见1500余条，经整理分类主要集中在以下几个方面：

普遍赞成将颗粒物（PM2.5）（指环境空气中空气动力学当量直径≤2.5μm的颗粒物，也称细颗粒物）作为一般评价项目纳入标准；建议根据不同地区的实际情况分步实施，部分污染重、有条件的地区应在2016年1月1日前提前实施；建议调整标准分区和分级、部分污染物限值等标准文本内容；建议及时公布数据，使公众及时了解空气质量状况。

1.2.2《空气指数（AQI）日报技术规定》的突破

新标准将环境空气污染指数（API）改为环境空气质量指数（AQI），与国际通行的名称一致；评价因子增加了O3、CO和PM2.5，以更好地表征环境空气质量状况；调整了指数分级分类表述方式，与对应级别空气状况对人体健康影响的描述更匹配；完善空气质量指数发布方式，将日报周期从原来的前一日12时到当日12时修改为0点到24点，并规定实时发布SO2、NO2、PM10、CO、PM2.5、O3小时浓度和O3的8小时浓度。

这是我国首次制定PM2.5的国家环境质量标准。

之所以臭氧监测增加8小时浓度值，是因为有关研究表明，较低O3浓度情况下8小时暴露与健康效应更直接相关，目前主要发达国家对O3的评价也是采用8小时平均浓度值。

此次修订在保留O31小时的同时增加了8小时这个项目，可在环境空气质量实时报过程中，更有效提示公众和环境管理部门防护臭氧的健康影响。

　《环境空气质量标准》修订增加了PM2.5和臭氧8小时指标、收紧了PM10和NO2限值，这对于加强大气环境保护、改善环境空气质量将产生积极促进作用。

但改善环境质量的关键是减排，只有排放少了，污染物浓度降低了，加上生态环境好转了，空气质量状况才能真正改善。

2我国新环境空气质量标准的意义与实施

2.1新标准的意义

旧标准既已不合时宜，新标准理当应运而生。

我国首部环境空气质量标准发布于1982年，尽管历经1996年和2000年两次修订，然而最后一次修订距今的10余年时间还是让它明显变得落伍，不仅遭到理论界的诟病，在实践中也受到公众的质疑。

其评定和预测结果与人们的感受出现了较大分歧，造成了监测数据和空气质量评价“自说自话”的现象。

在此背景下，第三次修订终于在2012年到来了。

《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》将现行的API改为AQI，改进主要体现在4个方面：

一是将环境空气污染指数（API）改为环境空气质量指数（AQI），与国际通行名称一致，体现了环保工作重点从控制污染物排放向环境质量管理的转变；二是评价因子增加了臭氧、一氧化碳和PM2.5，以更好地表征环境空气质量状况，反映我国当前复合型大气污染形势，环保工作重点也相应从局部治理、一次污染的单一污染物治理向区域联防联控治理、二次污染的多污染物协同治理转变；三是调整了指数分级分类表述方式，与对应级别空气状况对人体健康影响的描述更匹配；四是完善了空气质量指数发布方式，将日报周期从原来的前一日12时到当日12时修改为0时到24时，并规定实时发布二氧化硫、二氧化氮、PM10、一氧化碳、PM2.5、臭氧的小时浓度和臭氧的8小时浓度。

新标准还明确提出了保护环境、保障人体健康的目标。

《环境空气质量标准》（GB3095-2012）的前言中明确提出：

“为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，保护和改善生活环境、生态环境，保障人体健康，制定本标准。

”《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》的前言中则写道：

“为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，保护环境，保障人体健康，向公众提供健康指引，现批准《环境

空气指数（AQI）技术规定（试行）》为国家环境保护标准，并予发布。

”

2.2新标准的实施

2012年2月29日，《环境空气质量标准》（GB3095-2012）和《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》一同见诸世人，自去年始便广受关注和热议的PM2.5终于成为国家标准。

接下来，如何具体实施新标准，实现其绿色引领作用，才是更加艰巨和复杂的系统工程。

2.2.1标准应因地制宜逐步推动实施

新标准不仅拓宽了污染物监测范围，还收紧了一些原有污染物的限值，这意味着原有的监测设备需要更换，原有的监测方法需要改变或改良，相关人员也必须培训。

这在短时间内并非易事。

而且我国目前的环境污染较为严重，用新的标准衡量，将有至少8成以上的城市空气质量不合格。

那么，新标准该如何实施？

为此，环保部专门发布了环发[2012]11号文件，即《关于实施<环境空气质量标准>（GB3095-2012）的通知》，详细规定了实施的步骤和方法。

其中有两点值得说明：

其一，分期实施新标准，即2012年，京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市开始实施；2013年，113个环境保护重点城市和国家环保模范城市开始实施；2015年，所有地级以上城市开始实施；2016年1月1日，全国统一实施。

其二，必须大力推进大气污染防治，不断改善环境空气质量。

该通知提出，环保部门应联合其他相关部门做好下述工作：

开展科学研究，制定达标规划；提高环境准入门槛；深入开展大气污染联防联控；切实加强机动车污染防治；建立健全极端不利气象条件下的大气污染监测报告和预警体系。

2.2.2新标准撬动市场亟需相应标准引领和规范

根据环保部初步估算，全国388个地级以上城市PM2.5监测设备的总投入需20多亿元。

鉴于不同厂家的设备技术路线不同，适合的环境不同，监测数据也不同，政府应选择哪种产品目前并无“标准答案”，只能不断地摸索和总结。

据报道，目前环保部已经在推进相关工作，以期明确技术路线，并确定各种技术的使用规范——比如各种技术如何使用，必须配备什么装置，对各个地区使用什么样的仪器，拿出一个指导性的意见。

至于各地具体采用什么设备，则由地方自主决定。

这一情况对国内的众多设备供应商来说，可谓机遇与挑战并存。

据专家介绍，目前检测PM2.5的几种可行技术在国外都有应用，且各有利弊。

国外不少企业已经看准了这块“大蛋糕”，我国环保企业应珍惜这一难得的机遇，抓紧研发调试，提升产品质量和性能，争取提供拥有自主知识产权的合格产品，与我国环保事业一起成长。

标准的实施涉及多方面因素，是个复杂的系统工程。

比如，什么样的监测设备和监测方法是合格的，并安全、稳定、平稳、环保地运行？

这必须尽快结合我国实际情况，制定出相应的产品和技术标准，用以指导相应部门购买和安装监测设备。

相应的，环保部还应牵头或指定专业机构对该产品进行资格认证。

只有这样，才能引导市场生产出符合需要的设备，并牢牢掌控监测设备的市场准入权，以规范该行业的发展。

然而，不应立即大批量上马国外先进设备，而是应积极总结实践中的经验教训，制定出符合我国国情的标准，引导国内外企业研制符合我国环境现状的空气监测设备。

2.2.3落实新标准的建议及思考

1）建立健全环保标准体系

有必要以环境空气标准修改为契机，梳理现行所有环保标准，适时加以修改和完善，争取有计划地分批与国际标准接轨，尽快建立健全我国的环保标准体系，以促进所有行业转变生产方式，实施绿色清洁发展。

应加快环保标准体系建设。

主要包括：

按照科学性、系统性和适用性的要求，加快完善以环境质量标准为核心，以污染物排放和控制标准、环境监测和环境管理技术规范为重要内容的环保标准体系。

逐步与国际接轨。

妥善处理好综合性标准和行业类标准、国家标准和地方标准、质量标准和排放标准及配套标准的关系。

围绕重金属、挥发性有机物、危险废物化学品、持久性有机污染物、放射性污染物等重点，对现有标准进行系统整合与完善，形成一批便于环境监管和促进环境质量改善的“标准簇”。

2）发挥公众的监督和参与作用

此番空气新国标纳入PM2.5，和公众较长时间、较大规模的关注不无关系。

公众监督应成为社会主义民主法制体系的重要组成，其广度和深度决定了人民当家作主参政议政的能力和水准。

公众有意愿也有能力关心国家环保状况和法律法规现状，这既可以使他们不断提升自身的能力和素质，更有利于帮助政府发现潜在的问题并收获建设性的意见。

公众作为消费者，完全可以从自身做起，调整自身的思维方式、行为习惯和生活方式，使自己的消费方式不断“绿化”。

在以首钢集团为首的污染企业搬出后，北京市大的工业污染已经大为减少，之所以污染较重，恐怕和北京巨大的机动车保有量颇为相关。

较之国内的许多城市，北京在公共交通体系建设方面是比较完善的，多乘公交少开车，对首都空气质量的好转将有不小的帮助。

在消费决定生产的今天，如果消费者能选用低能耗、低排放、低污染的绿色产品和服务，生产者们就会转变思路和发展方式⋯⋯总之，清洁的空气、健康的生活，关键在我们自己。

参考文献

［1］乔玉霜，王静，王建英．城市大气可吸入颗粒物的研究进展［J］．中国环境监测，2011，27

（2）:

22－25．

［2］郝明途，林天佳，刘炎．我国PM2.5的污染状况和污染特征［J］．环境科学与管理，2006，31

（2）:

58－61．

［3］杨复沫，马永亮，贺克斌．细微大气颗粒物PM2.5及其研究概况［J］．世界环境，2000，（4）:

32－34．

［4］杨复沫，贺克斌，马永亮等．北京PM2.5化学物种的质量平衡特征［J］．环境化学,2003，23（3）:

326－333．

［5］MenichiniE，MonfrediniF．RelationshipsBetweenConcentrationsofarticle-BoundCarcinogenicPAHsandPM10ParticulateMatterInUr-banAir［J］．FreseniusEnvironBull，2001，10:

533－538．

［6］SharmaAK，JensenKA，RankJ，etal．Genotoxicity，inflammationandhysico－chemicalpropertiesoffineparticlesamplesfromanincinerationenergyplantandurbanair［J］．MutatRes，2007，633:

95－111．

［7］WHO/SDE/PHE/OEH/06.02．世界卫生组织关于颗粒物、臭氧二氧化氮和二氧化硫的空气质量准则［S］．

［8］40CFRPart50．NationalAmbientAirQualityStandard［S］．

［9］CouncilDirective1999/30/EC．Relatingtolimitvaluesforsulphurioxide，nitrogendioxideandoxidesofnitrogen，particulatematterandeadinambientair［S］．

［10］CouncilDirective96/62/EC．AmbientAirQualityAssessmentandManagement［S］．

［11］GB3095－2012．环境空气质量标准［S］

[12]刘方，王瑞斌，李钢.中国环境监测质量监测现状与发展[J].中国环境监测第20卷第6期2004.

[13]环境空气质量标准（GB3095-1996）和修改单1996.

[14]王瑞斌，王明霞，安华.我国环境空气质量标准与国外相应标准的比较[J].环境科学研究，第10卷第6期1997.

[15]环境空气质量标准（征求意见稿）GB3095-20102010

[16]环境空气质量标准（征求意见稿）编制说明环境空气质量标准编制组.2010.