当前空气颗粒物标准与污染控制措施主要基于其质量浓度，这一体系在推动PM2.5减排和空气质量改善方面发挥了重要作用。世界卫生组织已将PM2.5年均推荐限值从10 μg/m3降至5 μg/m3，我国也进一步将PM2.5年均二级浓度限值调整至25 μg/m3。然而，PM2.5并非单一污染物，而是由不同化学和生物组分构成的复杂混合物，其健康风险不仅取决于质量浓度，也受到污染来源、区域排放特征和生物化学组成差异的显著影响。若仅以质量浓度作为评价和控制依据，可能导致一些地区付出额外治理成本却难以获得期望的健康收益；同时也可能使另一些即使达到现行质量标准的地区仍不足以充分保护人群健康。基于这一背景，北京大学要茂盛教授团队近日在Environmental Science & Technology发表Viewpoint文章（图 1），提出未来PM2.5标准应从单一质量浓度控制，进一步走向纳入组分毒性差异的组分校正PM2.5标准。
图 1 ES&T Viewpoint 文章发表截图
该Viewpoint指出，单纯依赖质量浓度标准忽略了同样质量PM2.5不一定具有同样毒性和健康效应的事实。真实大气环境中PM2.5的毒性很大程度上取决于其内部组分，例如黑碳、重金属、有机污染物以及生物活性组分等。不同城市由于能源结构、产业类型、交通排放、沙尘输入和大气转化过程不同，PM2.5组分谱存在显著差异。因此，即使PM2.5质量浓度相同，其诱发炎症、氧化应激、心血管损伤等健康效应也可能并不相同。若基于质量浓度的治理主要削减的是低毒性组分，而关键毒性组分仍未得到有效控制，就可能出现PM2.5浓度下降但健康收益达不到预期的现象。
图 2 看似清洁的蓝天下仍可能存在具有健康风险的颗粒物毒性组分
围绕PM2.5“等量不等毒”这一核心科学问题，要茂盛团队已开展了长期系统研究。2019年，团队发现全球19个城市颗粒物毒性差异显著，揭示不同城市颗粒物毒性不能简单用质量浓度解释（Li et al, 2019）。2023年以来，团队进一步发表全国31个城市颗粒物组分与毒性系列文章，从全国尺度阐明不同城市PM2.5组成差异及其健康风险差别（Zhang et al, 2023-2025；Xing et al, 2023-2025）。2026年，团队围绕内蒙古12个城市开展颗粒物污染特征与毒性研究，进一步说明区域能源结构、排放来源和大气过程会显著改变颗粒物组分及其健康危害（Niu et al, 2026）。这一系列工作共同指向一个清晰结论：PM2.5的质量浓度重要，但PM2.5的组分更加重要，甚至可能更直接决定其毒性（图2）。
基于上述认识，该Viewpoint提出，下一阶段PM2.5治理的关键应从降低质量浓度进一步转向控制关键毒性组分。不同城市应结合本地PM2.5组分谱、主要疾病负担和易感人群特征，识别真正驱动健康风险的关键毒性组分，并将治理资源优先用于这些组分的精准控制。文章指出，组分校正标准的建立仍面临重要科学挑战，目前针对具体PM2.5组分的流行病学数据仍然不足，许多高毒性组分与特定疾病结局、易感人群之间的定量关系尚不清晰。未来亟需将颗粒物组分监测、毒理学研究和人群流行病学证据结合起来，为以组分校准的PM2.5标准制定提供更坚实的科学依据。
该文的核心观点在于：PM2.5质量浓度代表空气中颗粒物的污染负荷，而PM2.5组分决定了这一污染负荷所对应的毒性强弱和健康风险。在PM2.5浓度持续下降的背景下，单纯依赖总质量指标，已难以准确解释不同城市之间健康收益差异。未来清洁空气的标准，不应只停留在颗粒物浓度是否达标，更应关注颗粒物中哪些组分真正驱动健康危害，从而推动空气质量管理由浓度控制走向组分风险控制。研究成果以“Redefining Clean Air: From Mass to Component-adjusted PM2.5 Standards”为题发表在Environmental Science & Technology。论文第一作者为北京大学环境科学与工程学院博士生史可鉴，通讯作者为北京大学要茂盛教授。该研究得到国家自然科学基金（NSFC）资助创新研究群体项目（22221004）、广州国家实验室项目（GZNL2024A01028）以及内蒙古自治区重大研发与成果转化项目（2025KJHZ0017）资助。
北京大学要茂盛团队针对大气颗粒物及其毒性研究发表的代表性系列文章：
(1) Jing Li, Haoxuan Chen, Xinyue Li, Minfei Wang, Xiangyu Zhang, Junji Cao, Fangxia Shen, Yan Wu, Siyu Xu, Hanqing Fan, Guillaume Da, Ru-jin Huang, Jing Wang, Chak K. Chan, Alma Lorelei De Jesus, Lidia Morawska, Maosheng Yao,. Differing Toxicity of Ambient Particulate Matter (PM) in Global Cities. Atmospheric Environment 212, 305-315 (2019). doi: 10.1016/j.atmosenv.2019.05.048.
(2) Lu Zhang, and Maosheng Yao. Unique atmospheric microbiota patterns for 31 major Chinese cities. Atmospheric Environment 315, 120143 (2023). doi: 10.1016/j.atmosenv.2023.120143.
(3) Qisong Xing, Lu Zhang, Huaying Liu, Chenyu Zhu, and Maosheng Yao. Exhaled VOC Biomarkers from Rats Injected with PMs from Thirty-One Major Cities in China. Environmental Science & Technology 57 (49), 20510-20520 (2023). doi: 10.1021/acs.est.3c06074.
(4) Lu Zhang, and Maosheng Yao. Ambient particle composition and toxicity in 31 major cities in China. Fundamental Research 4 (3), 505-515 (2024). doi: 10.1016/j.fmre.2022.10.004.
(5) Qisong Xing, Lu Zhang, Huaying Liu, Chenyu Zhu, and Maosheng Yao. Toxicological analysis and organ damages of rats injected with soluble ambient PMs from 31 Cities in China. Atmospheric Environment 343 (15), 121005 (2025). doi: 10.1016/j.atmosenv.2024.121005.
(6) Qisong Xing, Lu Zhang, Huaying Liu, Chenyu Zhu, and Maosheng Yao. Differential Neurotoxicity Induced in Rats by Injection of PMs from 31 Major Cities in China. Environmental Science & Technology 59 (5), 2411-2422 (2025). doi: 10.1021/acs.est.4c10408.
(7) Lu Zhang, Huaying Liu, Qisong Xing, Haoxuan Chen and Maosheng Yao. Air particles from 31 Chinese cities induced differential cellular responses. National Science Open 4, 20240054 (2025). doi: 10.1360/nso/20240054.
(8) Mutong Niu, Yu Zhang, Ying Wang, and Maosheng Yao. Differing Ambient Particle Composition and Oxidative Toxicity in 12 Cities in Inner Mongolia: Reference for Regional Optimized Air Pollution Control. Environmental Science & Technology 60 (15), 11353-11365 (2026). doi: 10.1021/acs.est.5c18631.
