图片来源：你家窗外（北京）
经过对全国范围一年内PM2.5浓度数据的追踪研究，北京城市实验室（以下简称为BCL）的四位研究员——北京城市规划设计研究院的龙瀛博士、中科院地理学与资源环境研究所的王江浩博士、首都经贸大学的吴康博士和加州大学圣地亚哥分校的张俊杰助理教授做出了精确到“街道”级别的PM2.5人口暴露评估。这里的“街道”指的是城市最基本的行政区划；而在农村，BCL选取的观测单位是乡（镇）。
研究充分利用依照大陆环保部规定发布的数百个地面监测站测定的PM2.5实时数据，并结合美国宇航局卫星遥感测定的信息，合理推算得出了全国4万多个乡镇街道的PM2.5浓度。在大陆空气颗粒物污染研究方面取得了前所未有的时间广度与空间分辨率，且把PM2.5污染对人的影响作为分析重点。深刻地描画了PM2.5威胁的严重程度，并在其时间、空间分布等方面都给出了显而易见的结果。根据已经写就的论文《基于精细单元的中国PM2.5人口暴露评估》（Population Exposure to Ambient PM2.5 at the Subdistrict Level in China）显示，该研究项目得到了国家自然科学基金、教育部人文社会科学基金等机构支持。
“最精确”评估是怎样做成的
PM2.5这个晦涩的名词自2011年秋冬季开始受到越来越多的关注，并附带出一个愈加庞大的产业，从口罩到空气净化器等等，不一而足。它表示的是空气中直径小于等于2.5微米的可吸入颗粒物，颗粒能够渗入人体肺部组织和血液，带来哮喘、癌症、心血管疾病等健康隐患。去年，北大光华管理学院教授陈玉宇等人发表在《美国国家科学院院刊》的一项研究更指出，长期暴露于PM2.5污染中使中国北方居民的预期寿命减少了约5.5年。
近三年来，行政部门也加大了对PM2.5的监控预防力度。截至2013年底，地面监测站点总数已达到945个，基本覆盖了全国190个中等以上城市。2012年，新出台的环境空气质量标准加入了PM2.5的国家浓度标准，这一标准接轨世界卫生组织（WHO）的第一过渡阶段目标值，将日达标浓度均值定为75μg/m3，年达标浓度均值定为35μg/m3。今年6月5日，在环保部发布的《2013年中国环境状况公报》里，首次公布了基于新标准监测的74个城市超标天数。
就目前环境公报发布的监测样本数而言，尚不能得出精确的全国雾霾日分布图。BCL的研究则试图解决这一空缺。利用美国宇航局发布的卫星遥感测定的气溶胶光学厚度（AOD），不但能够得到一张全国范围的高精度灰度图，还同时解决了长期监测、实时观测甚至提供空气质量预报等问题。这张图本身没有数值，但在图上标定各地面监测站点测得的浓度后，灰度图就为在监测站点之间的地区推断浓度值提供了可靠依据。如此一来，BCL便获得了长期、实时的全国PM2.5分布图。
街道和乡镇作为基层政区，被BCL选择为评估的空间单元。同时，街道和乡镇正是中国大陆人口普查数据汇总的基本空间单元，这一选择让评估很方便地引入人口数据，方便BCL实现将“对人的影响”作为研究核心的意图。在BCL的规划中，研究成熟后可据此为大众提供生活指导。毕竟，街道和乡镇，是他们最熟悉且息息相关的行政单元。
因此，评估的空间单元总量4万余个，充分保证了研究的“高分辨率”。在知道各单元PM2.5浓度后，BCL的关注重点是它们的每日浓度均值是否超过75μg/m3的国家标准，一旦日浓度均值超标，便认为当天该地处于“污染”状态。根据由此得到的超标天数来评定一地的污染程度，至于每天具体超标多少，BCL不再纳入研究模型。
研究负责人龙瀛解释说：这是为了更直观地反映一个地方的人受到PM2.5污染威胁的程度，“相比浓度值，人们更为关心的大概还是‘今天我这里的空气是否达标’。”此外，一地的PM2.5超标天数，与当地的PM2.5年浓度均值也呈高度正相关，超标天数多的地方，年浓度均值也就高，所以做这样的取舍是值得的。
到底多少人长期暴露在PM2.5污染中？
在既定方法下，结合人口数据，评估得出了不同程度PM2.5污染威胁的人口数量——中国人口加权的PM2.5年浓度均值为68.3μg/m3，大大超过了国家标准的35μg/m3。中国人暴露在PM2.5污染中的平均天数是113天。
研究显示，中国的PM2.5污染集中在三个区域。其中最醒目的污染区是覆盖中国大陆中东部，以北京、上海、广州、成都为四个顶点构成的菱形区域。另两个污染集中区域是东北的哈尔滨-沈阳走廊，以及新疆的乌鲁木齐一带。
约11%的乡镇街道（4100个）每年的污染时间超过半年，在污染区中也属较严重的地区。它们主要位于北京、天津、河北南部及中部、河南中部及东部、山东中部及西部、湖北中部。这些地区总共的面积只有34.7万平方公里，但却聚集了2.23亿人。污染最严重的地区，污染时长一年累计达7个月以上，主要为河北南部、河南北部及山东西部，居住着约9000万人口。
污染时间少于3个月的乡镇街道为18664个，不到全国的一半，其中除东南沿海外，几乎都位于西南、西北的人口稀疏地带。尽管它们的总面积高达709.7万平方公里，却仅仅包含了全国38%的人口。
上述结果，还是按现行国家标准做出来的，这个标准也是WHO提出的最低标准。如果把要求提高到WHO第二过渡阶段的目标值，即以欧盟、泰国目前采用的标准——低于50μg/m3的日浓度均值计算的话，则将有7.76亿人暴露在超过半年污染时间的状态里。
若提高到WHO第三过渡阶段的目标值，即以美国、日本目前采用的标准——37.5μg/m3，暴露在超过半年污染时间状态里的人数将是11.95亿；而以WHO提出的指导值，即以目前加拿大、澳大利亚采用的最严标准——25μg/m3计算的话，将有13.22亿人——2010年普查人口数的98.6%，生活在“超过半年空气不合格”的状态里。
污染的季节变化：12月和1月最严重
对于每一个乡镇街道单元，BCL的模型都已经推算出其在评估追踪的一年时间（2013年4月8日-2014年4月7日）里，有哪些天PM2.5浓度均值不达标。细化到每个月，评估便可测算出每一个地点当月的污染天数所占比例。
根据这一系列结果，BCL绘出了每月雾霾日比例的分布图，将它们联起来看，便得到了PM2.5污染的季节变化规律。受下沉气流和燃煤取暖等因素影响，冬半年（10月到次年3月）的PM2.5污染比夏半年（4月到9月）要严重得多。12月和1月尤其严重，绝大多数地区的污染时间都超过半月，人口较密集的地区只有福建沿海和海南在这两个月仍处于空气达标状态。
全国污染情况自2月起开始好转，8月达到空气质量顶点。春夏季，污染会局限在华北的一块范围内，即河北南部、河南北部、山东西部等地区。而从9月起，污染又由华北蔓延开来，扩展到全国大部分地区。相比空气好转的速度，污染恶化的速度来得更快一些。
极少城市PM2.5能达标
BCL对中国包括县级市在内的654个城市进行了比较评估。研究发现，北方城市空气质量普遍差于南方，内陆城市普遍差于沿海，平原及盆地的城市普遍差于高原及丘陵地带城市。
用所有城市一年的PM2.5污染天数进行排位，环境最恶劣的20个城市几乎都位于河北中部及南部，高度依赖焦炭的钢铁产业或是这一地区的主要污染源。其中，邢台是污染天数最多的城市，一年有279天都处于PM2.5超标状态。环境最优的20个城市则位于西藏、云南及福建东部。
BCL的研究发现与环保部发布的《2013年中国环境状况公报》相契合。在环保部发布的74个城市状况中，仅3个城市空气质量达标，占4.1%；而BCL报告的654个城市，有25个城市达标，占3.8%。环保部公布的74个城市平均超标天数比例为39.5%；BCL的结果则稍乐观一些，为29.04%。
BCL还考察了环保部选出的13个作为环保重点的主要城市群。结果不容乐观：一半的城市群污染时间都超过了100天，绝大多数城市群都没有一个年均浓度达标的城市。存在达标城市的城市群只有两个——珠三角（合格比例为4.5%）与福建东部沿海（合格比例为43.5%），即使是表现最好的福建东部，整个都市圈年均浓度37μg/m3仍然稍微高于国家标准35μg/m3。
将人口密度与PM2.5超标天数相乘，便得出了一地的PM2.5人口暴露度。根据这种数据绘出的人口暴露度图，与全国雾霾日的分布图大体相似。最大的不同在岭南地区，当地污染不算非常严重，但由于人口稠密，也成了人口暴露度最高的地区之一。
研究也对14岁以下和65岁以上的PM2.5敏感人群（更容易受到健康损害）做了专门分析，发现这一人群的人口暴露度与所有人的人口暴露度相似。细微的差别仍然存在：儿童暴露于PM2.5的风险比所有人的平均水平稍高，这可能是人口密集地区更高的出生率造成的；老年人的暴露风险则稍低于平均水平，这可能是因为老年人倾向于居住到环境更好的地方，也可能是因为年轻人为提升收入向人口密集地带迁移造成的偏差——那里一般都是污染热点。
而将一个城市的人口与PM2.5超标天数相乘，得出的则是该城市的PM2.5总暴露度。在总暴露度方面名列前茅的都是特大城市，北京高居榜首，天津紧随其后，而一年污染天数只有88天的上海，也因为人口太多排在了第三。龙瀛表示，这组数据是政府应该关心的，它反映了一个城市的环保防控价值，把北京设为监控重点，肯定比关注一个污染更严重的小城市要有意义得多。
短期计划难有全面改善
BCL将自己的研究成果在政策效果推演方面做了一次应用——推算大气污染防治行动计划的实现效果。针对严峻的空气污染形势，行动计划将全国省区分为了三组，要求它们以2013年的PM2.5或PM10年均浓度为基准，分别减少一定比例的年均浓度。BCL以这个计划的成功为前提，得出了推演结果。
假设人口密度保持和2010年不变，若大气污染防治行动计划在其所设时限——2017年取得成功，暴露于半年以上污染的人口数将减少到3300万，相比当下的2.23亿，是一个不小的进步。中国人暴露在PM2.5污染中的平均天数也将缩减到86天。不过，计划成功后的污染水平仍将普遍处于危害公众健康的“不合格”级别。治理PM2.5应是一个需要全民参与，需要调整生活及增长方式的长期工程。
（注：该研究论文尚未在国际权威期刊正式发表，报道仅供读者参考。）
记者／赵新宇
本文刊载于《凤凰周刊》2014年第29期 总第522期
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