國際環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)的起源、發(fā)展及啟示：以臭氧為例

李曉倩，魏永杰，吳豐昌

中國環(huán)境科學(xué)研究院，環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100012

環(huán)境基準(zhǔn)是指環(huán)境介質(zhì)(水、土壤和空氣)中的環(huán)境要素等對(duì)特定保護(hù)對(duì)象不產(chǎn)生不良或有害效應(yīng)的劑量或水平[1]. 環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是為保護(hù)生態(tài)環(huán)境、保障公眾健康、增進(jìn)民生福祉、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展、限制環(huán)境中有害物質(zhì)和因素而制定的相關(guān)規(guī)定和要求[2]. 環(huán)境基準(zhǔn)是一個(gè)揭示環(huán)境影響的客觀科學(xué)結(jié)果，而環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)則是結(jié)合社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等因素由法定機(jī)關(guān)制定的一項(xiàng)管理需求. 堅(jiān)實(shí)的環(huán)境基準(zhǔn)研究為環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制(修)訂提供重要科學(xué)依據(jù)，2005年國務(wù)院明確提出“科學(xué)確定環(huán)境基準(zhǔn)”的國家目標(biāo)[3]，2014年修訂后的《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》鼓勵(lì)開展環(huán)境基準(zhǔn)研究，2020年我國頒布的《生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》中明確規(guī)定在制定環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)需以環(huán)境基準(zhǔn)研究成果為依據(jù)[2]. 近年來，國內(nèi)相繼開展了一系列環(huán)境基準(zhǔn)的研究工作，初步建立了具有中國特色的水環(huán)境基準(zhǔn)技術(shù)方法體系，并于2020年發(fā)布了我國首批水生態(tài)環(huán)境基準(zhǔn)，但環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)的研究尚處于起步階段.

近年來，我國環(huán)境空氣質(zhì)量有了較大改善，但相比其他污染物，臭氧濃度卻不斷升高[4-5]，許多城市臭氧已經(jīng)逐步取代PM2.5成為首要污染物[6-8]. 該研究選取臭氧作為環(huán)境空氣污染物的代表，全面梳理國際環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)的發(fā)展歷程及研究進(jìn)展，以期為我國開展臭氧及其他環(huán)境空氣污染物的基準(zhǔn)研究提供參考.

1 環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)的定義

目前，世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)和美國開展了較為全面、系統(tǒng)的環(huán)境空氣污染物基準(zhǔn)研究，并對(duì)相關(guān)基準(zhǔn)進(jìn)行了明確定義.

1.1 WHO的基準(zhǔn)與指南和指導(dǎo)值

WHO在1964年出版了技術(shù)報(bào)告《世界衛(wèi)生組織技術(shù)報(bào)告271：大氣污染物》[9]，文中分別對(duì)“空氣質(zhì)量指南(guides to air quality)”和“空氣質(zhì)量指南的基準(zhǔn)(criteria for guides to air quality)”進(jìn)行了定義，指南(guide)一詞一直沿用至1972年[10]. 1973年WHO啟動(dòng)“世界衛(wèi)生組織環(huán)境健康基準(zhǔn)計(jì)劃”，1976年WHO開始陸續(xù)出版污染物的環(huán)境健康基準(zhǔn)文件(Environmental Health Criteria，EHC)，首個(gè)基準(zhǔn)文件重新對(duì)基準(zhǔn)(criteria)進(jìn)行了說明，并開始正式使用指導(dǎo)值(guideline)[11]，指導(dǎo)值一詞被廣泛使用至今[12-15].

1964年《世界衛(wèi)生組織技術(shù)報(bào)告271：大氣污染物》中指出，“空氣質(zhì)量指南”是一組污染物的濃度和對(duì)應(yīng)的暴露時(shí)間，體現(xiàn)了不同時(shí)間、程度的污染物暴露對(duì)人類、動(dòng)物、植被以及整個(gè)環(huán)境的影響；“空氣質(zhì)量指南的基準(zhǔn)”是指可以確定空氣污染對(duì)人類及其環(huán)境影響的性質(zhì)和大小的相關(guān)試驗(yàn)[9]. 1976年首個(gè)環(huán)境健康基準(zhǔn)文件中對(duì)于基準(zhǔn)(criteria)重新進(jìn)行了解釋，即對(duì)特定的環(huán)境和保護(hù)目標(biāo)，污染物或其他因素的暴露與不良影響的風(fēng)險(xiǎn)或程度之間的關(guān)系[11].1980年WHO出版了《世界衛(wèi)生組織歐洲地區(qū)出版物9：大氣污染術(shù)語手冊(cè)》，其中對(duì)基準(zhǔn)的定義進(jìn)行了進(jìn)一步明確，即“基準(zhǔn)(或暴露-效應(yīng)關(guān)系)是對(duì)特定的環(huán)境和保護(hù)目標(biāo)，污染物暴露與不良影響的風(fēng)險(xiǎn)或程度之間的定量關(guān)系”；而關(guān)于指南(或指導(dǎo)值)，WHO建議的定義為“在環(huán)境醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，一種有害或有毒物質(zhì)的指南(或指導(dǎo)值)是指一系列基準(zhǔn)表明能維持良好健康狀況的該物質(zhì)的閾值水平”[16].

從WHO關(guān)于基準(zhǔn)、指南和指導(dǎo)值的使用和定義的演變，可以看出WHO對(duì)于基準(zhǔn)的界定重點(diǎn)在于依據(jù)現(xiàn)有信息對(duì)污染物暴露與不良影響之間的關(guān)系進(jìn)行評(píng)估和定量描述，而指南和指導(dǎo)值是以基準(zhǔn)研究為基礎(chǔ)，以濃度水平和暴露時(shí)間的形式提供污染物的閾值水平，低于該閾值即能夠保證維持公眾良好的健康狀態(tài).

1.2 美國的基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)

研究顯示，與環(huán)境空氣相關(guān)的基準(zhǔn)一詞最早出現(xiàn)在美國1963年發(fā)布的《清潔空氣法》(Clean Air Act,CAA)[17]. 美國《清潔空氣法》中明確規(guī)定，國家需要發(fā)布國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(National Ambient Air Quality Standards，NAAQS)，并要求在發(fā)布環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之前發(fā)布相關(guān)污染物的環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)文件(Air Quality Criteria Documents, AQDC)，美國進(jìn)行國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制(修)訂的主要依據(jù)是環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)[18]. 美國從20世紀(jì)60年代開始啟動(dòng)環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)研究，并于1969開始陸續(xù)發(fā)布顆粒物、二氧化硫、臭氧、一氧化碳、二氧化氮和鉛的環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)文件，并定期進(jìn)行修訂[19-36]. 現(xiàn)行的《清潔空氣法》的108條和109條分別闡述了基準(zhǔn)研究的宗旨以及國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)和規(guī)則[18].

《清潔空氣法》第108條要求確定“空氣污染物”項(xiàng)目，即“基準(zhǔn)”污染物(‘criteria’ air pollutants)，并發(fā)布上述空氣污染物的空氣質(zhì)量基準(zhǔn). 上述“基準(zhǔn)”污染物的選取是依據(jù)該污染物預(yù)期會(huì)對(duì)公共健康和福利造成危害，并且該污染物來源于相同的或不同的移動(dòng)或固定排放源. 截至目前，美國環(huán)境保護(hù)局共確定了6種重要污染物作為“基準(zhǔn)”污染物，分別為一氧化碳、鉛、二氧化氮、臭氧、顆粒物(PM2.5和PM10)和二氧化硫. 環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)的宗旨是使用最新的科學(xué)知識(shí)，闡述環(huán)境空氣中污染物對(duì)公共健康和福利造成的可預(yù)期的影響方面和程度. 可以看出，美國在確定國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包含的污染物之前，就已經(jīng)開展了污染物相關(guān)的環(huán)境基準(zhǔn)研究，并在確定這些污染物之后，發(fā)布這些污染物的環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)文件.

《清潔空氣法》第109條要求針對(duì)第108條所列出的污染物制定、頒布一級(jí)和二級(jí)國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)定兩級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值的制定均需依據(jù)相關(guān)的環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn). 國家環(huán)境空氣質(zhì)量一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)基準(zhǔn)和足夠的安全余量，為了保護(hù)公眾健康，必須達(dá)到和維持的環(huán)境空氣質(zhì)量水平；二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)，為了保護(hù)公眾利益不受到由于環(huán)境空氣污染物的存在而產(chǎn)生任何已知的或預(yù)期的不利影響，從而必須達(dá)到和維持的環(huán)境空氣質(zhì)量水平. 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求包含足夠的安全余量，是因?yàn)樵跇?biāo)準(zhǔn)制定時(shí)依據(jù)的環(huán)境基準(zhǔn)研究雖然反映的是最新的科學(xué)知識(shí)，但尚不是科學(xué)定論，因此具有一定的不確定性，可能存在尚未發(fā)現(xiàn)的危害，因此需要足夠的安全余量為公眾健康提供合理的保護(hù).

綜上，美國對(duì)于基準(zhǔn)的界定與WHO相似，雖然美國基準(zhǔn)的定義更側(cè)重于分析空氣污染物造成的可預(yù)期的影響方面和程度，但WHO和美國關(guān)于基準(zhǔn)研究的實(shí)質(zhì)均為探討空氣污染物與其造成影響之間的關(guān)系.

2 環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)的發(fā)展歷程及研究框架

2.1 WHO基準(zhǔn)文件的發(fā)展與框架

1964年WHO提出基準(zhǔn)概念[9]；1970年WHO區(qū)域研討會(huì)提出為制定城市地區(qū)常規(guī)污染物(如硫氧化物、懸浮顆粒物、一氧化碳、氧化劑和氮氧化物)的基準(zhǔn)和指南應(yīng)組織召開專家會(huì)議；1972年WHO城市空氣污染物空氣質(zhì)量基準(zhǔn)和指南專家委員會(huì)在日內(nèi)瓦召開會(huì)議，并整理了會(huì)議報(bào)告《城市空氣污染物空氣質(zhì)量基準(zhǔn)與指南》[10]；1973年WHO啟動(dòng)環(huán)境健康基準(zhǔn)計(jì)劃，全面開展環(huán)境健康效應(yīng)的評(píng)估；1976年WHO發(fā)布首個(gè)環(huán)境健康基準(zhǔn)文件《環(huán)境健康基準(zhǔn)1：汞》[11]. 目前，WHO已發(fā)布200余項(xiàng)污染物的環(huán)境健康基準(zhǔn)[37].

WHO開展環(huán)境健康基準(zhǔn)計(jì)劃的主要目的有以下4個(gè)方面[11]：①評(píng)估環(huán)境污染物暴露(或其他物理和化學(xué)因素)與人類健康之間關(guān)系的研究成果，為制定符合保護(hù)健康的暴露限值提供指導(dǎo)值，并編制環(huán)境健康基準(zhǔn)文件. ②對(duì)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家庭或其他地方使用量可能越來越多的物質(zhì)的健康影響進(jìn)行初步審查，鑒定新的或潛在的污染物. ③確定污染物或其他環(huán)境因素的現(xiàn)有健康影響研究中存在的不足，激勵(lì)和促進(jìn)該領(lǐng)域的研究；④促進(jìn)毒理學(xué)和流行病學(xué)研究方法的協(xié)調(diào)發(fā)展，以獲得具有國際可比性的研究結(jié)果.

WHO發(fā)布的環(huán)境健康基準(zhǔn)文件主要包含以下三部分內(nèi)容[11]：①概要，該部分總結(jié)主要問題并針對(duì)現(xiàn)有知識(shí)空白提出研究建議. ②健康風(fēng)險(xiǎn)的科學(xué)研究，該部分為基準(zhǔn)文件的主體，通常包含污染物的物理化學(xué)性質(zhì)和分析方法，環(huán)境污染來源，環(huán)境傳輸、分布和轉(zhuǎn)化，新陳代謝，基于試驗(yàn)研究的健康影響結(jié)果以及基于流行病學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的健康影響結(jié)果. ③評(píng)估人類暴露于特定污染物或其他因素下的健康風(fēng)險(xiǎn)，該部分重點(diǎn)闡述工作組經(jīng)過深思熟慮的意見，通常包含空氣、食物、水和其他暴露對(duì)暴露總劑量的相對(duì)貢獻(xiàn)，劑量-效應(yīng)關(guān)系、劑量-反應(yīng)關(guān)系以及在可能的情況下提出暴露量或劑量限值的指導(dǎo)值.

1979年WHO發(fā)布臭氧相關(guān)的環(huán)境健康基準(zhǔn)文件《環(huán)境健康基準(zhǔn)7：光化學(xué)氧化劑》[38]，一直未進(jìn)行修訂. 該文件圍繞環(huán)境健康基準(zhǔn)所需的三部分內(nèi)容展開，共7章，分別對(duì)光化學(xué)氧化劑的研究現(xiàn)狀和深入研究的建議、光化學(xué)氧化劑的化學(xué)行為和分析方法、光化學(xué)氧化劑的來源和前體物、環(huán)境濃度和暴露、對(duì)動(dòng)物的影響(試驗(yàn))、對(duì)人類的影響以及光化學(xué)氧化劑的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和總結(jié). 雖然臭氧的環(huán)境健康基準(zhǔn)文件未進(jìn)行過修訂，但氮氧化物的環(huán)境健康基準(zhǔn)文件于1977年發(fā)布，并在1997年發(fā)布第二版[37]. 因此可以看出，WHO雖然對(duì)于環(huán)境健康基準(zhǔn)文件沒有明確的修訂機(jī)制，但是環(huán)境健康基準(zhǔn)研究在實(shí)時(shí)更新；同時(shí)，環(huán)境健康基準(zhǔn)文件會(huì)依據(jù)研究結(jié)果，適時(shí)為保護(hù)健康暴露限值的制定提供可參考的指導(dǎo)值，這些指導(dǎo)值是“WHO全球空氣質(zhì)量指導(dǎo)值”(WHO Global Air Quality Quidelines, WHO AQG)的原始出處. 雖然健康基準(zhǔn)文件未全部進(jìn)行過修訂，但此后空氣質(zhì)量指導(dǎo)值更新時(shí)，WHO均會(huì)重新梳理更新相關(guān)大氣污染物的基準(zhǔn)研究成果.

2.2 美國基準(zhǔn)文件的演變與框架

《清潔空氣法》109條規(guī)定：每隔5年應(yīng)完成環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)和國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的徹底審查，并且根據(jù)修訂后的環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)文件判斷是否需要對(duì)現(xiàn)行國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，或頒布新的標(biāo)準(zhǔn). 雖然，法律規(guī)定可以對(duì)《清潔空氣法》中的國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提出訴訟，但不允許對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)研究本身的內(nèi)容提起訴訟[39].

自1969年美國開始發(fā)布環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)文件[19]，截至2006年美國進(jìn)行了多次基準(zhǔn)文件相關(guān)的制(修)訂. 2008年，美國環(huán)境保護(hù)局決定將發(fā)布環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)文件改為發(fā)布綜合科學(xué)評(píng)估報(bào)告(Integrated Science Assessments, ISAs)，目的是提供更詳細(xì)和全面的科學(xué)評(píng)估支持文件，ISAs不僅涵蓋了舊版環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)文件中包含的關(guān)鍵信息和判斷，同時(shí)增加了對(duì)舊版審查后新發(fā)表的相關(guān)科學(xué)文獻(xiàn)[40].

以臭氧為例，1970年3月，美國聯(lián)邦衛(wèi)生教育福利部國家空氣污染控制管理局發(fā)布了首部與臭氧相關(guān)的環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)文件?《光化學(xué)氧化劑空氣質(zhì)量基準(zhǔn)》[20]，此后美國環(huán)境保護(hù)局進(jìn)行了5次修訂，分別在1978年、1986年、1992年、1996年和2006年發(fā)布了新版臭氧及相關(guān)光化學(xué)氧化劑的環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)文件[23,27,31,35,41]，從2013年開始更新為《臭氧及相關(guān)光化學(xué)氧化劑的綜合科學(xué)評(píng)估報(bào)告》[42]，并于2018年啟動(dòng)新一輪的審查，在2020年4月發(fā)布了最新版的綜合科學(xué)評(píng)估報(bào)告[43].

依據(jù)《清潔空氣法》，臭氧空氣質(zhì)量基準(zhǔn)需要清楚地闡述環(huán)境空氣中臭氧對(duì)于公共健康和福利造成的可預(yù)期的影響方面和程度，即基準(zhǔn)需結(jié)合實(shí)際環(huán)境空氣中的臭氧濃度水平，分析臭氧對(duì)公共健康、生態(tài)系統(tǒng)等造成的影響. 因此，基準(zhǔn)文件中不僅要總結(jié)臭氧環(huán)境影響的研究成果，而且對(duì)于臭氧的來源、如何準(zhǔn)確測(cè)量臭氧濃度也非常關(guān)注，尤其在早期的基準(zhǔn)研究中光化學(xué)氧化劑本身的性質(zhì)就是研究的重點(diǎn). 如在1970年《光化學(xué)氧化劑空氣質(zhì)量基準(zhǔn)》[20]文件中，核心的科學(xué)研究內(nèi)容共有8章，其中4章是對(duì)光化學(xué)氧化劑物理化學(xué)性質(zhì)、濃度、測(cè)量方法及來源的詳細(xì)闡述，另外4章則分別總結(jié)了光化學(xué)氧化劑對(duì)植物、微生物、材料的影響以及相關(guān)毒理學(xué)和流行病學(xué)評(píng)價(jià). 隨著相關(guān)領(lǐng)域研究的開展，基準(zhǔn)文件呈現(xiàn)的科學(xué)內(nèi)容也逐漸深入，尤其是臭氧的健康效應(yīng)在每次修訂時(shí)均被逐步細(xì)化，以最新版的《臭氧及相關(guān)光化學(xué)氧化劑的綜合科學(xué)評(píng)估報(bào)告》[43]為例，核心的科學(xué)研究內(nèi)容共有9部分，第1部分綜述了臭氧及相關(guān)光化學(xué)氧化劑的大氣來源、化學(xué)特征、趨勢(shì)和背景濃度，第8、9部分分別介紹了臭氧對(duì)生態(tài)和氣候的影響，其余6部分則詳細(xì)探討了環(huán)境臭氧的暴露和臭氧暴露對(duì)呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、代謝系統(tǒng)的健康影響，以及與死亡率和其他健康終點(diǎn)的相關(guān)關(guān)系.

可以看出，在早期基準(zhǔn)研究中，光化學(xué)氧化劑的物理化學(xué)性質(zhì)、測(cè)量方法和濃度水平都是研究的重點(diǎn)，隨著大氣化學(xué)研究的日趨成熟以及環(huán)境與健康交叉研究的開展，基準(zhǔn)研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)為臭氧的健康效應(yīng)，并按效應(yīng)終點(diǎn)進(jìn)行分類，力爭(zhēng)對(duì)臭氧的健康效應(yīng)進(jìn)行全方位的精細(xì)討論，最終達(dá)到基準(zhǔn)研究的目的，即全面闡述臭氧對(duì)于公共健康和福利造成的可預(yù)期的影響方面和程度.

3 環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)制(修)訂的支撐

美國《清潔空氣法》中明確規(guī)定國家環(huán)境保護(hù)局需依據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)最新的科學(xué)研究成果制定國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn). 美國自1971年頒布國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)起，目前共進(jìn)行過12次修訂，其中4次與臭氧有關(guān)，分別在1979年、1997年、2008年和2015年. 由美國臭氧環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制(修)訂過程和臭氧環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)文件的發(fā)布?xì)v程(見圖1)可見，美國每次進(jìn)行臭氧環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制(修)訂都是在基準(zhǔn)文件正式發(fā)布后的1~2年，這些基準(zhǔn)文件在臭氧標(biāo)準(zhǔn)的制(修)訂中起到了決定性的作用，為臭氧及相關(guān)光化學(xué)氧化劑的表達(dá)形式及濃度限值的修訂提供了充分的科學(xué)依據(jù).

圖1 WHO臭氧空氣質(zhì)量指導(dǎo)值及美國臭氧環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)制(修)訂歷程Fig.1 The process of WHO ozone air quality guidelines and the U.S. NAAQS and criteria for ozone

1979年和1997年，美國國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于臭氧的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了兩次重要的修訂.

1979年環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中污染物表述形式發(fā)生了重要改革，即將總光化學(xué)氧化劑改為臭氧. 主要原因是基準(zhǔn)研究顯示：①臭氧是唯一一種常規(guī)監(jiān)測(cè)的光化學(xué)氧化劑，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)充足，同時(shí)光化學(xué)氧化劑成分分析顯示臭氧為主要成分. ②由于導(dǎo)致臭氧形成的前體物通常也會(huì)導(dǎo)致其他光化學(xué)氧化劑的形成，因此可以預(yù)判，減少人體臭氧暴露量的同時(shí)也可以降低其他光化學(xué)氧化劑的人體暴露量. ③滿足臭氧標(biāo)準(zhǔn)可以提供有效保護(hù). 流行病學(xué)研究[44]顯示，肺功能與臭氧暴露的相關(guān)性大于與總氧化劑暴露的相關(guān)性；同時(shí)，以一定程度的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)暴露于臭氧(體積分?jǐn)?shù)為150×10?9) 1 h后，受試者呼吸模式出現(xiàn)變化；暴露于體積分?jǐn)?shù)為100×10?9的臭氧1 h后，可以檢測(cè)到健康受試者氣道阻力等肺功能的變化，但變化較小.

1997年環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在污染物濃度統(tǒng)計(jì)方式上進(jìn)行了重要改革，將臭氧濃度限值的平均時(shí)間由1 h改為8 h，主要原因是1 h平均濃度限值是根據(jù)短期暴露(1~3 h)的健康影響研究制定，當(dāng)時(shí)長期暴露僅有初步的定性研究結(jié)果. 之后，大量長期暴露健康影響研究[45]表明，引起健康風(fēng)險(xiǎn)的臭氧長期暴露(6~8 h)平均濃度低于當(dāng)時(shí)的臭氧1 h平均濃度標(biāo)準(zhǔn)限值，暴露風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估證明臭氧8 h平均濃度限值能夠有效防護(hù)短期(1~3 h)和長期(6~8 h)的臭氧暴露，因此僅需設(shè)置臭氧8 h平均濃度限值，無需同時(shí)設(shè)立臭氧1 h平均濃度限值.

美國定期開展基準(zhǔn)研究，并對(duì)大氣污染物最新的科學(xué)研究進(jìn)行全面總結(jié)，不僅使美國環(huán)境保護(hù)局及時(shí)掌握美國環(huán)境空氣中污染物的變化，更促使不斷深入了解有關(guān)污染物對(duì)于公共健康和福利的影響. 這些基礎(chǔ)科研成果凝練而成的基準(zhǔn)研究報(bào)告成為美國國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制(修)訂的重要依據(jù).

4 對(duì)我國的啟示與借鑒

環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)研究的核心是探討空氣污染物與其造成影響之間的關(guān)系，是制(修)訂環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù). 美國《清潔空氣法》要求國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)需依據(jù)相關(guān)的環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)進(jìn)行制(修)訂，WHO空氣質(zhì)量指導(dǎo)值的制(修)訂也主要是基于大氣污染物的相關(guān)環(huán)境健康基準(zhǔn)研究，這些環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)多是歐美發(fā)達(dá)國家的健康效應(yīng)、生態(tài)效應(yīng)的科學(xué)研究結(jié)果.

我國環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)始于20世紀(jì)80年代，現(xiàn)行的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要參照WHO的空氣質(zhì)量指導(dǎo)值以及主要發(fā)達(dá)國家的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制(修)訂. WHO出版空氣質(zhì)量指導(dǎo)值的主要目的之一是幫助有關(guān)國家制定自己國家的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)WHO也特別指出，在使用WHO指導(dǎo)值制訂當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，負(fù)責(zé)制定國家標(biāo)準(zhǔn)的管理部門一定要謹(jǐn)慎，需要評(píng)估WHO指導(dǎo)值在本國的適用性. 因?yàn)椴煌瑖噎h(huán)境空氣的質(zhì)量、敏感人群的分布、主要遺傳因素以及社會(huì)生活方式等均可能存在較大差異，這些差異都會(huì)影響空氣污染與健康效應(yīng)的分析結(jié)果.WHO曾指出，其編制指導(dǎo)值時(shí)對(duì)發(fā)展中國家不同的環(huán)境質(zhì)量水平和其他相關(guān)因素基本沒有考慮，其中使用的濃度-響應(yīng)關(guān)系是根據(jù)大部分有良好營養(yǎng)、有現(xiàn)代醫(yī)療服務(wù)的人群做出的，而在營養(yǎng)質(zhì)量低下、醫(yī)療服務(wù)不佳地區(qū)的人群響應(yīng)是否有別于現(xiàn)有研究成果還不清楚. 如WHO曾提示，與沒有受到慢性高水平臭氧暴露的兒童相比，墨西哥城受臭氧暴露兒童的呼吸功能的降低要小，其1 s用力呼氣容積的變化要小于WHO指導(dǎo)值中使用曲線的預(yù)期值[46].

因此，在參照國外標(biāo)準(zhǔn)與基準(zhǔn)研究制(修)訂我國環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，有必要考慮我國同類污染物的環(huán)境特征、暴露水平等因素以評(píng)估相關(guān)基準(zhǔn)在我國的適用性. 近年來，我國已逐步開展環(huán)境空氣污染物的流行病學(xué)和毒理學(xué)研究，以臭氧為例，已有研究開始評(píng)估特定地區(qū)臭氧濃度水平與總死亡率以及不同疾病死亡率、不同疾病效應(yīng)之間的關(guān)聯(lián)，并圍繞臭氧暴露評(píng)價(jià)因子的選擇、暴露評(píng)估方法等問題進(jìn)行了討論[47-52]，但目前這些研究還較為零散，未形成完整的體系，不能直接服務(wù)于環(huán)境管理. 因此亟需在明確我國對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)需求的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)開展適用于我國的環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)體系研究. 首先，在明確環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)研究內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，全面分析國家對(duì)于環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)的需求，建立相關(guān)專業(yè)術(shù)語體系，做好基礎(chǔ)工作；其次，開展我國環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)體系頂層設(shè)計(jì)和建設(shè)路徑研究，全面收集大氣科學(xué)、人群健康、生態(tài)效應(yīng)等核心研究領(lǐng)域的研究成果及數(shù)據(jù)，綜合評(píng)估我國環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)相關(guān)科研積累的系統(tǒng)性、完整性和有效性；再者，圍繞我國環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)的研究目標(biāo)，總結(jié)提煉我國環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)研究中的關(guān)鍵支撐技術(shù)，結(jié)合我國研究現(xiàn)狀提出未來的重點(diǎn)研究方向和內(nèi)容，逐步健全完善我國環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)體系. 環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)體系的構(gòu)建和不斷完善，將引領(lǐng)環(huán)境空氣質(zhì)量基準(zhǔn)研究科學(xué)、有序的發(fā)展，更將會(huì)為新時(shí)期和新形勢(shì)下改善我國大氣環(huán)境質(zhì)量、保護(hù)公眾身體健康、進(jìn)行生態(tài)環(huán)境精準(zhǔn)管理奠定堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ).