1 全球PM2.5分布

PM2.5研究自上世纪80年代兴起后,美国等国家陆续对其开展了一些研究，积累了很多资料。我们根据已发表的文献数据以及我们研究组未发表数据，不完全统计了全球PM2.5浓度分布概况（图1）。

图1 实测全球大气PM2.5质量浓度分布图（不完全统计）（曹军骥, 2012）

在全世界范围内，美国所做观测最多，获得的数据点密度也最高，其PM2.5质量浓度远小于其他观测区域。统计的美国近200个数据点显示美国全国PM2.5平均浓度约为7.0μg/m3，其中美国西南海岸加利福尼亚州浓度较高，为3.3～37.1μg/m3。西欧各国家的PM2.5质量浓度差距较大，德国、法国等国家浓度较小，PM2.5仅几微克每立方米，而意大利、西班牙、英国等国家的浓度较高，约为几十微克每立方米；就发展中国家印度、孟加拉国及我国而言，PM2.5质量浓度明显高出很多。印度首都新德里全年PM2.5质量浓度接近150μg/m3。孟加拉国首都达卡PM2.5质量浓度更是高达300μg/m3。我国PM2.5污染情况形势也较为严重，质量浓度介于100～300μg/m3（曹军骥，2012）。

图2  利用Mozart模式模拟的2001-2006年全球PM2.5浓度分布图

本研究组铁学熙研究员利用MOZART（Model of Ozone And Related Tracers）模式模拟出全球PM2.5的分布图（图2）。结果显示北非、中东、南亚和东亚的浓度最高，上述区域邻近地区以及欧洲中部、南美大陆中部以及澳大利亚中部次之。北非、中东和澳大利亚中部的PM2.5来源主要为沙漠地区自然沙尘排放，而东亚（如华北、华中和四川盆地）、南亚及东南亚（中南半岛北部和印度北部等）、欧洲中部以及南美中部PM2.5主要来源于局地的人为污染排放，如化石燃料和生物质燃烧等。此结果与van Donkelaar 等（2010）利用卫星数据绘制的PM2.5全球分布图相似。

这类全球空气污染地图显示了全球各地区PM2.5的污染水平，有助于了解我国PM2.5的污染形势与空间分布及其在全球分布中的状况，并为制定我国PM2.5污染控制措施提供重要的科学支撑。

2 我国PM2.5时空分布

我国已有的PM2.5浓度数据

一是在线数据，主要为全国各地环境监测站实时监测并发布的PM2.5数据，该数据为小时平均值，在相关的官方网站上实时发布。

二是各地科研单位及高校的研究人员利用相关仪器采集的滤膜样品，此类样品可分析PM2.5中的化学成分。这类数据成本较高，目前仅局限于少数大城市（如北京、上海、广州、西安等）开展较长时间的观测，其他地区的相关研究相对较少且大都是短期观测。

三是利用排放清单数据和相关模式[如气象研究与预报模式(weather research and forecast model, WRF-Chem)、多尺度空气质量模式(Community Multi-scale of Air Quality model, CMAQ)等模拟]，或者利用卫星资料等已有的光学数据反演出其浓度。

我们不完全统计了全国不同类型区域（城市、公园或自然保护区）的PM2.5浓度水平（图3）。所有数据点采集于1995年（兰州和重庆）到2012年（三亚、贵阳、克拉玛依等）之间，大部分为2000年以后采集得到。由图可以看出：PM2.5的浓度最大值出现在新疆塔中（640μg/m3），随后为吉林通榆和陕西西安；浓度最低值出现在海南尖峰岭国家级自然保护区（18μg/m3），随后是台湾的花莲和青海湖地区。所有统计点PM2.5质量浓度的平均值为102μg/m3±88μg/m3，约为国家PM2.5二级年均标准（35μg/m3）的2.9倍，是2012年USEPA二级年均标准（15μg/m3）的6.8倍，是世界卫生组织规定标准（10μg/m3）的10倍。

图3  实测全国大气PM2.5质量浓度分布图（不完全统计）（曹军骥, 2012）

采用POLDER卫星上搭载的第三代POLDER传感数据的卫星信息，反演出2010年全年我国细模态颗粒物光学厚度分布图，显示四川盆地的细模态颗粒物年平均浓度值居全国之首，这可能与卫星反演数据受大气水汽含量显著影响有关（曹军骥，2012）。全国季节变化如下：在春季（3～5月），四川、广东和广西等地PM2.5质量浓度水平显著位于高值，可能是受到本地及东南亚国家春季燃烧生物质的传输影响；在夏季（6～8月），华北、华东成为高污染区，全国其他地区的质量浓度显著降低；进入秋季（9～11月），全国范围内颗粒物浓度都呈现下降趋势，华中和四川盆地略高；在冬季（12～2月），全国范围内的质量浓度普遍偏高，四川盆地仍然是全国的极高区。

图4 2013年5月至10月全国PM2.5分布图（数据来源：全国城市空气质量实时发布平台）

在我国，由国家和地方共投入9.5亿元的国家环境空气监测网于2013年1月1日正式运行，公众可通过网络在全国城市空气质量实时发布平台上查询全国74个城市国控点，包括PM2.5浓度在内的6个基本项目实时监测数据和AQI指数信息。根据全国74城市2013年5～10月的月平均PM2.5浓度值绘制了我国PM2.5浓度分布图（图4）。由图可知北方地区PM2.5的污染形势较严重，6个月均超过国家二类区空气质量年均标准（35μg/m3），污染最严重的区域为华北地区（如河北、山西），10月份的污染区域最大，而7、8月份的污染相对较轻。入秋后，9、10月份的PM2.5重污染范围逐渐增加。中国南方地区（如广东、广西、福建、云南）及西藏浓度均低于国家标准，其中7月更低于USEPA标准（15μg/m3）。

环境保护部于2015年2月2日发布了2014年京津冀、长三角、珠三角区域和直辖市、省会城市及计划单列市共74个城市空气质量状况。结果显示，《大气十条》实施一年来，在各级各部门的共同努力下，大气污染治理工作初显成效，与2013年相比，74个重点城市空气质量总体改善，表现为：达标城市比例和达标天数增加；主要污染物浓度下降；重污染天气发生频次和强度均降低。与2013年相比，74个重点城市平均达标天数比例由60.5%提高到66.0%，达标城市数量由3个增加到8个。京津冀区域空气质量平均达标天数比例为42.8%。重度及以上污染天数比例为17.0%，高于74个城市11.4个百分点。超标天数中以PM2.5为首要污染物天数最多，其次是PM10和O3。长三角区域25个地级及以上城市，空气质量平均达标天数比例为69.5%。超标天数中以PM2.5为首要污染物天数最多，其次是O3和PM10。　珠三角区域空气质量平均达标天数比例为81.6%。超标天数中以O3为首要污染物天数最多，其次是PM2.5和NO2。但目前我国大气污染形势依然严峻，主要体现在以下几个方面：一是三大重点区域仍是空气污染相对较重区域。京津冀区域13个地级以上城市中，有11个城市排在污染最重的前20位，其中有8个城市排在前10位，区域内PM2.5年均浓度平均超标1.6倍以上。二是复合型污染特征突出。传统的煤烟型污染、汽车尾气污染与二次污染相互叠加，部分城市不仅PM2.5和PM10超标，O3污染也日益凸显。三是重污染天气尚未得到有效遏制。2014年全国共发生两次（2月和10月）持续时间长、污染程度重的大范围重污染天气过程，重污染天气频发势头没有根本改善。

本文由刘四旦摘编自曹军骥等编著《PM2.5与环境》一书。文中更新了环境保护部发布2014年重点区域和74个城市空气质量状况，图文顺序因此有所调整。2011年末我国发生多次大范围雾霾事件，引起国内外广泛关注，PM2.5概念被迅速广泛传播。这不仅是公众生产、生活的社会热点问题，更是国内外科学研究的焦点问题。《PM2.5与环境》通过对全国PM2.5外场观测、遥感反演、实验分析、数值模拟等研究工作，以PM2.5浓度水平和理化组成为基础，阐述我国PM2.5的来源和时空分布特征，提出我国PM2.5污染的管理体系和控制建议，同时深入总结了PM2.5的环境、健康和气候效应。本书内容丰富，数据翔实，案例充分、针对性强，力求做到理论与实践并重、研究与管理应用相结合。

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