關於城市空氣質量有哪些計算指數？

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比如，空氣中顆粒物濃度、臭氧濃度之類的？影響城市空氣質量的主要因素都有哪些？

一、環境空氣質量監測項目
環境空氣質量標準規定的污染物分為二類，一類是普遍存在的污染物，即所有人群都暴露到的污染物，主要為SO2，CO，NO2，O3，PM10、PM2.5、TSP；另一類是有毒有害污染物，如Pb、B[a]P、C6H6等。有毒有害污染物主要來自局地排放源，往往對於污染源附近人群造成健康影響。

發達國家各主要城市基本上都公開了國家空氣質量標準中規定的污染物項目，主要包括：SO2、NO2、O3、CO、PM10、PM2.5 和Pb。發達國家部分城市除公開國家空氣質量標準規定污染物項目外，還公布了VOCs（以苯為代表）、多環芳烴（PAHs，以BaP 為代表）、重金屬（以Hg 為代表）、二噁英（PCDDs、PCDFs）等污染物項目。

下面分別針對各污染物介紹來源、健康危害、世衛準則值、我國現行標準或計劃實行的標準。

可吸入顆粒物（PM10,PM2.5）

介紹：主要包括PM10和PM2.5的監測：PM10 代表了可進入人體呼吸道的顆粒物，PM2.5代表了可入肺細顆粒物。
來源：PM10主要產生於建築活動，道路揚塵和土壤風沙；PM2.5主要來源於燃料燃燒,機動汽車尾氣。
健康危害：會引發心臟病、動脈硬化、肺部硬化、肺癌、哮喘、支氣管炎等各類疾病。
世衛準則值：PM2.5: 年平均濃度10 μg/m3，24 小時平均濃度25 μg/m3；PM10: 年平均濃度20 μg/m3，24 小時平均濃度50 μg/m3。
我國現行或計劃實行標準： PM2.5: 年平均濃度15μg/m3，24 小時平均濃度35μg/m3；PM10: 年平均濃度40 μg/m3，24 小時平均濃度50 μg/m3，該標準在世衛組織規定的過渡期範圍之內。其中PM2.5計劃2016年實施。

臭氧（O3）

介紹： O3是地球大氣中的一種微量活性氣體，它是天然大氣中重要微量組分。大氣中的O3可分為兩部分，一是距地面10~50 km的平流層中的O3，二是距離地面10km以下對流層中的地面O3，近年來的研究表明地表O3濃度有普遍增加的趨勢。
來源：對流層O3一部分來自平流層輸入，大部分是自然界（植物排放）和人類活動（如交通運輸、石油化工、燃煤電廠、生物質燃燒等）向大氣中排放的揮發性碳氫化合物及NOx經一系列光化學反應而產生的。此外，其他如電弧焊接、高壓靜電、紫外燈等設備的使用，也會造成局部O3濃度的升高。
健康危害：O3的短期暴露會對氣道反應和肺功能產生影響，長期接觸降低兒童的肺功能發育。
世衛準則值：O3： 8 小時平均濃度為100μg/m3。
我國目前是日監測值，有計劃開展8小時監測，一級標準8小時濃度限值定為100μg/m3，和世衛組織定義標準持平，1小時濃度限值：一級160μg/m3。

二氧化氮（NO2）

介紹：二氧化氮(NO2)是燃燒過程中的一種產物，與大氣中的其他主要污染物（如超細顆粒物，Ultrafine particles ，UF）密切相關。它本身具有毒性，同時也是臭氧的前體化合物，並與其他一些光化學反應產生的氧化劑共存。
來源： NOx人為排放源主要為電力、熱力的生產和供應業（即主要包括火電廠和工業鍋爐燃燒排放源）、機動車尾氣排放源，以及工業生產工藝過程排放源。
健康危害：短期接觸引起哮喘病患者肺功能的變化，增加哮喘病患者的支氣管敏感，長期接觸降低肺功能，增加呼吸道癥狀風險。
世衛準則值：NO2：年平均濃度為40 μg/m3，1 小時平均濃度為200 μg/m3
我國一級標準年均濃度限值40μg/m3，日均濃度限值80μg/m3、1小時平均濃度限值200μg/m3。

二氧化硫（SO2）

來源：電廠、冶金、建材以及居民面源是二氧化硫的主要來源。

健康危害：涉及運動性哮喘的對照研究表明，短至10 分鐘的SO2 暴露就會誘發一定程度的肺功能和呼吸道癥狀的改變。SO2對人體健康的影響主要表現在呼吸系統疾病，嚴重者導致人和動物的死亡率增加等方面。

世衛準則值：SO2: 24 小時平均濃度20 μg/m3，10 分鐘平均濃度500 μg/m3，

我國SO2: 24 小時平均濃度50 μg/m3，1小時平均濃度150 μg/m3，在世衛標準過度目標之內。

鉛（Pb）

來源：大氣中Pb的主要來源有兩種：一是人為排放, 二是自然源。自然源排放量約為人為排放量的十分之一。人為排放源包括：鉛及其他伴生礦的開採、選礦、鉛冶煉、再生鉛生產（廢舊蓄電池回收）、鉛酸蓄電池生產、玻璃製造、冶金生產、電子產品、錫鉛焊料和使用、燃料油、燃料煤燃燒廢氣的排放、聚氯乙烯（PVC）生產加工，以及油漆、塗料、顏料、彩釉、化妝品、化學試劑及其他含Pb製品的生產和使用、含Pb垃圾焚燒排放等。在汽油無Pb化前，汽油Pb是城市大氣Pb的主要來源。中國自2000年汽油無Pb化後，工業源是大氣污染物Pb的主要排放源。必須指出的是道路揚塵中的Pb也是大氣Pb的重要來源。

健康危害：Pb通過不同的作用機制對多個器官系統產生有害作用。這些受影響的健康效應包括：亞鐵血紅素合成和相關的功能；神經發育和功能；生殖和生長發育；腎臟功能；心血管功能；免疫功能。兒童易受Pb危害的原因是：兒童特有的口嚼方式及非食品物品的誤食；兒童身體對Pb具有更好的吸收率和保持率；兒童易於營養缺乏從而提高腸胃對Pb的吸收；兒童通常具有相對較大的身體Pb負荷；血腦屏障發育不全從而使Pb易進入大腦；兒童對Pb具有更大的生理敏感性。

世衛準則值：制定了指導世界各國Pb環境空氣質量標準制定的年均準則值0.5μg/m3 。

我國城市的大氣Pb濃度水平普遍要高於國外發達國家，我國目前執行二級標準：年平均濃度 1μg/m3，計劃將我國環境空氣Pb的季平均濃度定為1.0μg/m3，年平均濃度定為0.5μg/m3。

苯並[a]芘(B[a]P)

介紹：苯並[a]芘（B[a]P）是一種致癌活性最強的化合物。
來源：苯並[a]芘（B[a]P）的天然來源為火山噴出物、森林和草原的天然燃燒、植物和微生物的合成。人為的來源為礦物燃料的燃燒、機動車排放及廢物焚燒等。
健康危害：流行病學研究表明，B[a]P通過皮膚、呼吸道、消化道均可被人體吸收，有誘發皮膚癌、肺癌、直腸癌、胃癌、膀胱癌等作用。
世衛準則值：超額終身致癌風險分別為1/10000,1/100000,1/1000000時對應的B[a]P的濃度分別為年平均：1.2，0.12,0.012ng/m3，歐盟：年平均：1ng/m3（PM10中B[a]P）
國際上對於致癌污染物苯並[a]芘的規定多為年均濃度限值，而我國則為日均濃度限值，由於環境空氣中苯並[a]芘對於人體健康的影響主要是長期暴露效應，只有日均濃度限值無法評價長期的環境空氣質量狀況。我國現行日平均：10ng/m3（PM10中B[a]P），計劃修訂為：日均濃度限值2.5ng/m3，年均濃度限值1ng/m3。

碳氧化物（CO）

來源：機動車和居民面源（居民使用的取暖鍋爐、炊事爐灶等）。
健康危害：CO對人體健康的影響以急性效應為主，CO可以快速穿過肺泡，毛細血管和胎盤膜，與血液中的血紅蛋白結合生成炭氧血紅蛋白（COHb），對動物和人體的神經系統和心血管系統產生危害。
世衛標準：小時均濃度值 30 mg/m3，8小時均濃度值 10 mg/m3。
我國小時均濃度值 10 mg/m3, 日均濃度值 4 mg/m3，中國的比較嚴格。

二、目前世界各國空氣質量監測項目

中國：SO2，CO，NO2，O3，PM10，TSP，Pb，B[a]P，總氟化物
美國：SO2，CO，NO2，O3，PM2.5，PM10，Pb
加拿大：SO2，CO，NO2，O3，PM10，PM2..5、氟化氫、TSP
歐盟：SO2，CO，NO2，O3，PM10，PM2.5，Pb，C6H6，B[a]P，As，Cd，Ni，NOx
英國：SO2，CO，NO2，O3，PM10，PM2.5，C6H6，Pb，1，3–丁二烯
日本：SO2，CO，NO2，PM10，C6H6，光化學氧化劑，三氯乙烯，四氯乙烯，二氯甲烷，B[a]P，PM2.5
新加坡：SO2，CO，NO2，O3，PM10

三、我國空氣質量監測項目和未來規劃

我國的特點：傳統的煤煙型空氣污染穩中有降；酸雨污染形勢基本穩定，但酸雨類型正由硫酸型向硫酸和硝酸混合型轉變；典型城市群區域複合型污染特徵明顯，臭氧污染問題嚴重；區域城市群霾現象頻發，空氣污染狀況加重；隨著我國經濟的高速發展和機動車保有量的迅猛增加，經濟發達地區NOx和VOCs排放量顯著增長，O3和細顆粒物（PM2.5）污染日趨嚴重。
現行監測項目: SO2，CO，NO2，O3，PM10，TSP，Pb，B[a]P，總氟化物
計劃監測項目（2016），十二五計劃：監測範圍重點將在SO2、NO2、PM10 的基礎上，關注重點城市群O3、PM2.5、VOCs 的在線監測，以及特徵有毒有害物，如苯並(a) 芘（BaP）、二噁英（Dioxin）等有毒有機物、汞（Hg）和鉛（Pb）等重金屬顆粒物成分的周期性監測。具體講：

污染物項目應增加PM2.5、重金屬、揮發性有機污染物；
恢復NOx，增加二噁英等有毒有害污染物項目，以及氨氣、硫化氫等惡臭污染物項目；
增加O3 8小時濃度限值，限定O3 1小時濃度限值的取值時間範圍，和國際持平；
加嚴SO2、CO、Pb等污染物的濃度限值。

【參考文獻】

世界衛生組織關於顆粒物、臭氧、二氧化氮和二氧化硫的空氣質量準則 2005 年全球更新版
環境空氣質量指數（AQI）日報技術規定（三次徵求意見稿）
《環境空氣質量標準》（二次徵求意見稿）
2010 年度城市空氣質量信息公開指數（AQTI）評價結果及20 個國內評價對象和10 個參照國際城市的比較