全球室内空气质量统一框架：从指南到可操作的开放监管标准的转变

《BUILDING AND ENVIRONMENT》：A unified framework for global indoor air quality: transitioning from guidelines to actionable open regulatory standards

　　

摘要
室内空气质量（IAQ）是一个全球公共卫生问题，影响着无论年龄、地理位置或社会经济地位如何的人群。目前，不存在单一且统一的全球 IAQ 标准。尽管联合国（UN）于 2022 年宣布清洁空气权为人权，但目前的指南差异巨大，使得政府、行业、建筑管理者和居民缺乏一致且可操作的基准。本文提出了由全球开放空气质量标准组织（GO AQS）制定的统一框架，用于一条称为全球开放室内空气质量标准（GO IAQS）的 IAQ 监管途径。尽管世界卫生组织（WHO）自 1987 年以来一直维持着室外标准适用于室内的指南，但最突出的空气质量目标集中在环境污染物上，这是由于室内数据的相对缺乏；因此，这些现有框架对于室内环境可能是不够的，室内环境具有独特因素，如人体呼吸的积累，需要额外的参数如二氧化碳（CO2）作为通风的标记。碎片化且设计不良的室内环境标准通常关注 IAQ 的上游决定因素，如通风率，这很难测量，特别是如果建筑是自然通风的，并且对公众缺乏清晰度。相比之下，二氧化碳（CO2）和细颗粒物（PM2.5）等参数已被用作全球数十万个低成本监测器的可及指标。此外，以室外为中心的标准依赖于长期平均窗口（例如，年度或每日限制），主要用于高层规划以管理长期健康风险并推动空气质量的系统性逐年改善。当应用于室内监测时，这些常被误认为是实时上限限制。该框架倡导向较短的平均窗口和阈值进行战略转变，以保障室内公众安全。阈值被提议作为触发即时响应的行动水平，如增加通风，以保护健康。我们认为，需要一种通用的、开源的 IAQ 标准和指数，为空气质量监测器提供标准化的断点，类似于室外空气质量指数（AQI）。这项透明且由专家知情的倡议可以为政策制定者提供所需的监管清晰度，以保护人群免受急性和慢性健康影响，并有望增强对室内化学危害和空气传播疾病的韧性。

引言
监管和改善 IAQ 的全球需求源于强烈的科学共识，即高收入国家的人群大部分时间都在室内度过，通常在 80% 到 90% 之间 [[1], [2], [3], [4]]。此外，虽然 IAQ 通常通过富裕国家现代建筑设计的眼光来审视，但家庭空气污染仍是中低收入国家（LMICs）的关键公共卫生危机。尽管如此，仍存在一个明显的社会悖论：虽然有些人非常关心他们所摄入的食物和水的安全和质量，但往往对他们呼吸的空气的质量担忧甚少。尽管清洁空气权是由联合国（UN）和世界卫生组织（WHO）正式承认的基本人权，但这种差异依然存在。在封闭空间（如家庭、工作场所和学校）内如此巨大的时间足迹，确立了室内环境作为个人污染物暴露的更好代理，而不是仅依赖室外环境浓度 [1,5]。因此，糟糕的 IAQ 呈现为一个重要的、普遍的公共卫生问题，深刻影响呼吸和心血管健康、认知表现、睡眠质量和整体福祉，无论年龄或社会经济地位如何 [[6], [7], [8], [9]]。例如，仅在法国，暴露于室内空气污染物（如一氧化碳（CO）、颗粒物、氡、生物气溶胶和其他污染物）的估计社会和经济成本每年超过 200 亿欧元 [10]。
IAQ 受室内污染物来源（例如占用情况和人类活动，如烹饪、吸烟、供暖和使用清洁产品以及建筑材料的排放）、化学转化、表面相互作用以及室外污染物渗透（例如交通排放、烟雾等）的影响 [1,11]。室内污染物浓度通常可能高于室外水平，特别是在使用固体燃料烹饪的中低收入国家（LMICs）环境中 [12,13]。这凸显了跨地理和收入环境实施全面政策以减轻室内暴露相关健康风险（包括刺激等急性影响和慢性病）的关键需求 [14]。此外，通过空气传播病原体传播传染病是一个常见的室内问题，可通过建筑占用情况和通风特征进行调节 [6,15]。这在公共场所（如教育和医疗设施，以及保育或养老中心）尤为重要，在这些场所，占用者可能特别脆弱，并且连续和/或高占用期需要仔细监测和更严格的 IAQ 管理策略。
糟糕 IAQ 的健康影响取决于几个因素，包括存在的空气污染物类型和浓度、暴露持续时间、与其他风险因素的相互作用以及个人的易感性和脆弱性 [16,17]。IAQ 管理不仅在技术上复杂，而且在行政上也具有挑战性，特别是在公共场所。必须考虑的因素范围以及维持可接受 IAQ 所需的策略跨越多个学科，如工业卫生、公共卫生和工程，并且需要多个政府部门、建筑所有者和管理者以及公共卫生机构的共同责任。历史上，室内环境在环境健康话语中被忽视了 [1]。虽然大多数全球空气质量监管系统侧重于室外空气，但它们缺乏针对室内污染物的全面、法律强制规定的性能标准。截至 2021 年，只有 7% 的国家建立了任何形式的 IAQ 标准，使大多数国家缺乏室内污染物暴露的正式基准 [6,18]。这一差距使得政府、建筑运营商和公众缺乏一致且可操作的 IAQ 管理基准。然而，IAQ 政策的国际势头，包括欧洲建筑法规的最新进展，显示出将 IAQ 纳入监管框架的转变 [19]。
为了推动改善 IAQ 的全球行动势头，引入了全球开放室内空气质量标准（GO IAQS），旨在提供一个统一的、开源的、科学支持的框架，以协调 IAQ 的测量（监管）、沟通和改善方式。
IAQ 通过自愿和强制性政策工具的混合进行治理，包括空气质量指南、建筑标准和环境法规，每种工具都有其独特的优势和局限性：
• 空气质量指南（如 WHO 发布的指南）提供基于健康的非约束性建议，可以弥合科学证据与政策之间的差距，但它们缺乏监测和执法，这可能导致采纳和应用不一致。
• 建筑标准提供了促进一致性和创新的技术规范，由美国采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE）或国际标准化组织（ISO）等组织颁布，除非纳入法律，否则仍属自愿性。
• 环境法规是由监管机构发布的具有法律可执行性的规则，作为最权威的工具，尽管它们对不断演变的科学证据或技术发展的适应速度较慢 [6,20]。
相比之下，立法确立了开发和执法 IAQ 法规的法律权威，但通常不定义技术要求或暴露阈值。因此，本文将立法视为更广泛的 IAQ 治理架构中的一种赋能工具，而不是设定或实施 IAQ 标准的主要机制。
战略方法侧重于标准和指南之间的协同作用，作为变革的实用催化剂。这种组合允许建立一个开放的、灵活的、基于证据的框架，可以与利益相关者（政府和市政当局、研究人员、科学家、公共卫生专业人员、建筑设计师和开发者、智能建筑组织、非营利组织 & 脆弱社区、建筑所有者 & 管理者以及公众）共同设计，以对齐目标并提高即时合规性。GO IAQS 最初设计为标准框架，通过建立严格的技术基准并配合实用的最佳实践，该模式创建了一条“监管途径”，以建立行业能力和公众意识。历史上，这些非约束性工具曾作为正式监管的必要前奏。例如，在美国，两个主要的模型规范管理建筑节能：国际能源法规（IECC）和 ANSI/ASHRAE/IES 标准 90.1。虽然这些组织是私人协会，但其标准通过联邦法令和州级采纳获得了正式的法律地位。通过展示改善 IAQ 的可行性和健康益处，这种综合方法提供了必要的数据和势头，以影响政府最终将这些做法编纂为具有约束力的立法。
本文介绍了 GO IAQS 框架，并对 IAQ 进行了面向政策的审查，总结了全球指南、国家标准（表 S3-S9）和科学证据，以识别健康保护中的差距和挑战。所提出的框架旨在促进跨区域的对话、比较和一致。它旨在指导利益相关者并适应不同的法律、社会经济和环境背景，而不是作为具有约束力的标准。
2021 年 WHO 空气质量指南代表公共卫生领域的一项巨大成就，为全球各国国家空气质量（IAQ）标准提供了重要的基础依据。这些指南为关键污染物设定了基本的浓度水平，包括 PM2.5、二氧化氮（NO2）、CO 和臭氧（O3）。虽然这些基准不可或缺，但将它们适应于间歇性占用的室内环境（如教室、办公室和商业空间），提供了独特的完善机会。由于当前的建议侧重于 24 小时和年平均，它们可能无法完全捕捉在特定占用期间可能发生的短期峰值暴露 [21]。鉴于在公共场所停留的时间通常远低于 24 小时窗口，通过制定针对标准占用时间和较短暴露模式的补充标准，在建设 WHO 工作成果方面存在有意义的机会。
GO IAQS 框架由来自世界各地（30 多个国家）不同背景（学术界、工业界、政策制定、倡导等）的多个利益相关者/专家共同设计，寻求将这些基于健康的指南以及针对室内环境的特定、更严格的限制整合到一个实用且透明的框架中，以确保所有人都有清洁空气。虽然不限于任何特定类型的建筑，但 GO IAQS 框架对公共场所的 IAQ 管理特别有用，因为这些共享环境受监管监督，容纳大量且多样化的人群，并且是绩效标准可以有效监测、执行并与公共卫生目标对齐的场所 [21]。

章节片段
标准制定的方法论与方法
为了建立一个稳健的、基于证据的且具有全球代表性的框架，遵循了结构化的四步方法论。这种方法结合了文献和政策审查以及国际专家之间严格的共识建立过程，确保提出的层级、阈值和指数反映科学有效性和实际适用性。
第一步：初级数据库和政策探索
该过程始于对现有存储库的全面探索，
确定的标准
没有连贯的、全球强制规定的 IAQ 标准监管框架，导致采纳零散和接收差距巨大 [6,22]。主要室内空气污染物的具体限制或参考值提供在补充材料表 S3-S9 中，摘要来自全球数据库，包括室内环境质量指南数据库（https://www.ieqguidelines.org/）。这些数值的差异凸显了文献中的某些不一致性，这可能源于
GO AQS 的核心原则
信息的开放获取通常是有效实施 IAQ 标准的重大障碍。许多由国际标准化组织（ISO）、美国材料与试验协会（ASTM）、欧洲标准化委员会（CEN）、英国标准（BS）或像西班牙标准（UNE）等国家机构发布的必要标准可能成本过高，限制了其采纳，特别是在资源受限的环境中。
细颗粒物（PM2.5）
GO IAQS 采用 WHO 2021 空气质量指南 [48] 的第四阶段中期目标，即 24 小时 PM2.5 暴露 25 μg/m3（表 1），展示了对公共卫生的强烈承诺，将其标准与关于细颗粒物有害影响的最新科学理解对齐。这一主动步骤不仅反映了 WHO 关于逐步改善空气质量的建议，还反映了与世界各地政府制定的各种 IAQ 指南和法规的汇聚。通过
全球开放室内空气质量标准分数（GO IAQS 分数）的原则
GO IAQS 分数，也称为室内空气质量指数（IAQI），是一个关键的测量系统，用于将复杂的空气污染数据转化为用户友好的分数。

这是一种空气质量评分，数值越高反映空气越清洁、越健康，从而将其与传统的空气污染指数（如美国 EPA AQI）区分开来，后者跟踪污染物浓度并给状况更差的环境分配更高的数值。在直观的评分系统中，高分自然意味着优越。结论：室内空气质量是一个关键的公共卫生优先事项。鉴于个人大约 90% 的时间花在封闭环境中，那里的污染物水平通常高于室外，糟糕的空气质量会显著影响呼吸和心血管健康、认知表现和整体健康状况，导致巨大的经济和社会成本。尽管对人类健康有如此深远的影响，但目前的室内空气质量监管格局仍然支离破碎，使大多数。资金：本叙述性综述没有资金支持。CRediT 作者贡献声明：Azhar Siddique：写作 – 审阅与编辑。Bertrand Tchanche：写作 – 审阅与编辑。Christos D. Argyropoulos：写作 – 审阅与编辑，验证，资源，方法论，形式分析，概念化。Douglas Booker：写作 – 审阅与编辑。Francis Pope：写作 – 审阅与编辑。Gaetano Settimo：写作 – 审阅与编辑。Georgia Lagoudas：写作 – 审阅与编辑。James McGrath：写作 – 审阅与编辑。Juliana Jalaludin：写作 – 审阅与编辑。Nigel Goodman：Azhar Siddique|Bertrand Tchanche|Christos D. Argyropoulos|Douglas Booker|Francis Pope|Gaetano Settimo|Georgia Lagoudas|James McGrath|Juliana Jalaludin|Nigel Goodman|Pawel Wargocki|Pedro T.B.S. Branco|Prashant Kumar|Shelly L. Miller|Skandan Ananthasekar|Sotirios Papathanasiou|Sotiris Vardoulakis