当前空气质量标准与控制措施主要基于颗粒物（PM）的质量浓度，而忽视了因来源和地区差异导致的、依赖于其化学组成的健康风险差异。世界卫生组织（WHO）将PM2.5年推荐浓度从10 μg/m3降至5 μg/m3。最近，中国进一步将PM2.5的质量浓度标准降低至年平均25微克每立方米。只考虑质量浓度而忽略了组分差别和影响，对一些地区可能造成额外的经济损失而没有收获可观的健康收益，同时对另外一些地区可能还不足以保护人群健康。
图1 内蒙古12城市颗粒物组分与毒性差异
2024年欧盟已经将颗粒物毒性纳入的大气污染的常规监测。中国过去10年在大气污染控制方面取得了重要的进展。然而目前的控制与评价的主导标准依然是大气颗粒物的质量浓度，还没有将颗粒物的毒性纳入考量。此前，北京大学要茂盛教授团队发现全球19个城市的颗粒毒性差异很大（Li et al，2019）。该团队进一步揭示中国不同城市的归一化颗粒物毒性存在显著差别，差异高达6.5倍（Zhang et al，2022），团队实验室在动物水平上的毒理实验的初步结果也同样显示这些城市颗粒物毒性存在显著差别（Xing et al，2025）。
图 2 内蒙古各城市PM化学组分分布
最近团队通过收集内蒙古自治区12个城市的汽车空气滤芯颗粒物（PM）样品，分析了其化学组分与氧化潜能（OP）。结果表明，12个城市的PM化学组分与OP存在显著差异，经质量归一化的OP在12个城市间差异高达7倍。以钢铁生产和稀土开采为主的工业城市（如包头、鄂尔多斯）表现出极高的金属元素（如Cr、Li、Mn、Ce、Nd）富集，这可能导致了当地PM具有最高的OP；同时，PM携带的多环芳烃（如苯并[a]芘、芘、蒽）成分谱也显著区别于大型城市。研究识别出Mn、Zn和稀土元素是OP的关键化学驱动因子，而特定的真菌属则能直接影响OP，或与化学组分产生协同作用。结果还揭示了PM组分在城市间的巨大差异，因此迫切需要从基于质量浓度的评估框架，转向基于化学组分和污染源导向的、可执行的健康风险评估框架。内蒙古作为重要的能源基地，正经历快速发展的进程。发展的同时，也要兼顾环境污染带来的健康风险。本研究通过分析内蒙古12个城市颗粒物的组分与毒性，揭示了城市大气颗粒物的不同危害。本研究建立的方案和获得的数据可帮助相关部门识别关键毒性组分，实现科学管控，以最小的经济代价获取最佳的健康收益。相关方面同样也可供其他地区借鉴，以优化空气污染控制策略，在保障公众健康收益的同时兼顾经济成本效益。
图3 内蒙古12城市颗粒物毒性以及主要驱动因子
研究成果以“Differing Ambient Particle Composition and Oxidative Toxicity in 12 Cities in Inner Mongolia: Reference for Regional Optimized Air Pollution Control”为题近日在线发表在环境领域顶级期刊Environmental Science & Technology上。论文的第一作者为内蒙古师范大学环境健康研究院牛牧童研究员，北京大学要茂盛教授为通讯作者。该项目主要得到内蒙古自治区重大研发与成果转化项目（项目号2025KJHZ0017）、国家自然科学基金委创新群体研究（基金号22221004）以及广州国家实验室（项目号EKPG21-02）资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c18631
参考文献
Qisong Xing, Lu Zhang, Huaying Liu, Chenyu Zhu, Maosheng Yao, Toxicological analysis and organ damages of rats injected with soluble ambient particulate matter from 31 cities in China, Atmospheric Environment, 2025, 343, 121005.
Jing Li, Haoxuan Chen, Xinyue Li, Minfei Wang, Xiangyu Zhang, JunjiCao, Fangxia Shen, Yan Wu, Siyu Xu, Hanqing Fan, Guillaume Da, Ru-jin Huang, Jing Wang, Chak K. Chan, Alma Lorelei De Jesus, Lidia Morawska, and Maosheng Yao, Differing Toxicity of Ambient P articulate Matter (PM) in Global Cities. Atmospheric Environment, 2019, 212, 305-315.
Lu Zhang，Maosheng Yao，Ambient particle composition and toxicity in 31 major cities in China, Fundamental Research, 2022, 4(3), 505-515.
