1.1 任务来源
2017年国家设立“大气重污染成因与治理攻关项目”（“总理基金”项目），中国环境监测总站承担“ 京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网课题” （项目编号DQGG0101），根据课题研究内容的要求，中国环境监测总站组织建设京津冀及周边大气颗粒物组分监测网，并开展颗粒物组分监测技术体系建设，以及颗粒物组分连续自动监测质量保证和质量控制技术研究。在相关方法调研、实验研究、业务化运行经验总结等工作的基础上，中国环境监测总站组织开展了《环境空气颗粒物（PM2.5）中无机元素连续自动监测技术规范》（以下简称“本标准”）建议稿的编制，于2019年形成了较为完善的标准文本及编制说明建议稿，针对环境空气颗粒物（PM2.5）中无机元素组分连续自动监测运行维护、质控等关键环节提出了明确的技术规定，并在京津冀及周边大气颗粒物组分监测网试用。2019年基于“总理基金”项目的成果，中国环境监测总站向生态环境部申请本标准立项为绿色通道项目，后获生态环境部批准立项，立项文号为监测函〔2020〕4号，项目统一编号为2020-L-26。中国环境监测总站牵头承担本标准的制订，组织相关工作经验丰富的江苏省南京环境监测中心、河南省生态环境监测中心、上海市环境监测中心，作为协作单位参与本标准的制订。
1.2 工作过程
根据“总理基金”项目的任务要求，中国环境监测总站组织成立了《环境空气颗粒物（PM2.5）中无机元素连续自动监测技术规范》（建议稿）编制组，先后开展了国内外相关文献调研、研究框架内容确定、实验研究等工作，2019 年形成技术规范初稿，并向生态环境部申请标准规范立项，2020 年生态环境部批准立项前后，编制组召开了多次技术研讨及内部论证会，并持续开展对建议稿的实验补充及文本修改，最终形成了本标准的征求意见稿。
a）成立编制组
2018 年 1 月，中国环境监测总站基于“京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网课题”的研究（项目编号 DQGG0101），正式启动本标准建议稿的编制工作。2018 年 3 月成立标准编制组，中国环境监测总站为牵头单位，江苏省南京环境监测中心、河南省生态环境监测中心、上海市环境监测中心为协作单位，并根据工作需要进行了任务分工。编制组成员为从事多年环境监测工作的高级工程师及工程师，具备丰富的大气颗粒物组分连续自动监测工作经验，有较好的研究基础。
b）查询国内外相关标准和文献资料
根据《国家环境保护标准制修订工作管理办法》（国环规科技〔2017〕1 号）的相关规定，编制组检索、查询和收集国内外相关标准和文献资料，调研了主要国家及国际标准化组织等，结果均尚无环境空气颗粒物（PM2.5）中无机元素连续自动监测相关方法标准， 仅有美国环境保护局（ US EPA ）、美国材料与试验协会(ASTM)、国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）、日本工业标准调查会（JISC）等机构针对环境空气颗粒物（PM2.5）中无机元素的部分指标建立了实验室的方法标准。国内外文献资料的调研结果表明，环境空气颗粒物（PM2.5）中无机元素连续自动监测技术在科研文献中多有报道， 已有较为广泛运用。国内外相关标准和文献资料调研，为后续标准制订提供了重要参考。
c）确定标准制订的技术路线及研究方案
基于标准及文献调研，以及对不同原理的方法和监测工作需求的广泛、深入研究，编制组提出了标准制订工作方案。2018 年 3 月，中国环境监测总站与协作单位研讨确定了标准编制的技术路线及研究方案。研究内容主要包括：适用范围、规范性引用文件、术语和定义、方法原理与系统组成、技术性能要求、安装、调试、试运行与验收、系统日常运行维护、质量保证和质量控制、数据有效性判断等。
d）开展实验研究工作
编制组根据研究方案论证会确定的技术方案和论证意见，开展本标准相关实验研究工作，包括使用不同型号、不同站点的无机元素连续自动监测仪器开展空白、检出限、校准曲线、精密度、正确度等实验研究，为确定科学、可操作性强的规范要求提供支撑。中国环境监测总站负责开展基础资料调研及完成主要的方法研究，协作单位负责开展相关补充实验研究。
编制组按照《环境监测分析方法标准制订技术导则》（HJ 168-2020）、《生态环境标准管理办法》（部令 第 17 号）和《国家生态环境标准制修订工作规则》（国环规法规〔2020〕4 号）的要求开展实验研究和标准草案的编制工作。
e）开展标准（建议稿）的专家论证
2019 年 6 月 27 日～28 日，中国环境监测总站组织开展了本标准（建议稿）的论证工作，邀请南开大学、中国科学院大气物理研究所、河北省石家庄环境监测中心等单位的相关专家对技术文件的科学性、可操作性进行论证评审，专家组一致通过了本标准（建议 稿）的论证，并建议对部分细节内容做进一步的实验补充。
f）继续开展标准文本及编制说明的补充完善工作并召开 5 次研讨会
经过专家论证后，编制组进一步组织编制说明的修改、补充和完善工作。2019 年 7 月17 日～18 日召开了“大气颗粒物组分监测工作技术研讨会（连续自动监测系统运行规范编制研讨）”，就后续补充研究的内容进行了充分的研讨，并确定修改意见。2019 年 12 月 3 日～4 日再次召开“大气颗粒物组分监测工作技术研讨会（连续自动监测技术规范编制实验方案研讨及论证）”，协作单位及相关仪器厂商参会，就标准文本及编制说明再次进行研讨，明确了后续的补充实验内容。2020 年 4 月 14 日生态环境部正式下达了本标准编制的任务，根据任务要求，编制组于 2020 年 5 月 27 日和 2020 年 8 月 13 日，又分别召开两次中期研讨会，对标准文本和编制说明的文字进行梳理，并针对补充实验进展及相关结果进行了研讨。2020 年 9 月完成了全部补充实验研究，编制组于 9 月 11 日就补充实验的结果进行了线上研讨。2020 年 12 月 8 日，编制组邀请环境标准研究所、中科院大气物理研究所、北京大学、北京理工大学等单位的相关专家就标准文本及编制说明进行了论证。2021 年 1 月～8 月，编制组根据专家意见对标准文本及编制说明进行详细的核对检查，形成了征求意见稿。2021 年 8 月 30 日，编制组邀请天津市生态环境监测中心、中科院大气物理研究所、北京大学、北京市生态环境监测中心等单位的相关专家就征求意见稿召开了内审会， 专家组一致同意通过内审。
g）召开征求意见稿技术审查会
2021 年 12 月 10 日，由生态环境部生态环境监测司主持召开《环境空气颗粒物有机碳、元素碳连续自动监测技术规范》等 3 项标准征求意见稿技术审查会，专家组听取了标准主编单位所作的标准文本和编制说明的内容介绍，经质询、讨论，通过该标准征求意见稿的技术审查。会后编制组已按照审查会时专家意见进行修改完善并提请公开征求意见。
2.1 环境空气颗粒物中无机元素的环境危害
人类活动已经成为环境空气中无机元素的重要来源。随着我国国民经济的飞速发展， 城市地区日益频繁的金属冶炼、煤炭发电、交通运输、城市垃圾焚烧等活动将大量无机元素释放到大气中。无机元素中的重金属具有极长的生命周期，并且不可降解、容易生物富集，进入环境后成为永久性污染物质，尤其是镉、铬、镍等一些重金属通过直接摄入或者循环过程间接进入人体，进而危害生命健康[1-9]。此外，大气颗粒物中的重金属具有较强的催化氧化能力，影响大气污染物的转化，与持久性有机污染物协同作用产生很强的毒性作用。因此，重金属污染已经越来越受到人们的关注，针对环境空气中重金属污染物的种类构成、浓度、变化趋势等的研究是一个重要的研究领域[10-25]。大气中重金属主要以固态形式存在，且往往集中在细颗粒物上[15,26]，对细颗粒物及其中的无机元素（含重金属等）污染物浓度及特征的研究对污染防治至关重要。
环境空气颗粒物中的一些无机元素可以反映污染来源的特征，如 S 主要来自硫酸盐， 指示二次颗粒物[27,28]；As、Se、Pb 主要表征燃煤污染；Fe、Mn、Ni、Cr 主要表征工业污染；Si、Al、Ti 等地壳类元素主要表征土壤风沙、建筑及道路扬尘等污染。此外，大气颗粒物的元素组分，尤其是Cd、Cs、Rb、Zn、Be 和Bi 等具有较强的氧化能力[29]，对颗粒物的二次生成产生影响。
开展环境空气颗粒物（PM2.5）中无机元素的连续自动监测，大大缩短了样品采集周 期，有效提高了监测结果的时间分辨率，能够及时反映出无机元素在长时间序列中的浓度变化特征。同时可以避免手工离线膜采样-分析过程中保存、运输、分析等环节带来的人为误差。无机元素连续自动监测在采样过程中配套了加热保温功能，保障了采样气流的相对干燥。
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