《Journal of Environmental Sciences》：Particulate matter concentration and population exposure assessment in metro systems: a case study of Hangzhou
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•对杭州地铁全线的现场监测量化了车厢和站台内的 PM2.5。•车厢 (46.3 μg/m3) 和站台 (65.3 μg/m3) 的 PM2.5 超过室外水平 (38.9 μg/m3)。•开门事件导致 PM2.5 瞬时激增 +2.18 μg/m3，峰值出现在 20–30 秒。•
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对杭州地铁全线的现场监测量化了车厢和站台内的 PM2.5。
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车厢 (46.3 μg/m3) 和站台 (65.3 μg/m3) 的 PM2.5 超过室外水平 (38.9 μg/m3)。
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开门事件导致 PM2.5 瞬时激增 +2.18 μg/m3，峰值出现在 20–30 秒。
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通勤者单位时间暴露强度 (20.4 μg/h) 超过室外轻度活动。
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车厢停留时间和车厢 PM2.5 是总暴露不确定性的主要驱动因素。
引言
大气颗粒物 (PM) 是环境空气中普遍存在的成分。由于其粒径小、比表面积大，PM 能深入人类呼吸道，构成重大的健康风险。空气动力学直径 ≤ 2.5 μm 的细颗粒物 (PM2.5) 作为重金属和多环芳烃等有毒成分载体，可到达肺泡并引起呼吸系统和心血管系统的系统性损伤 (Chen et al., 2025, 2020; Ching et al., 2020; Sun et al., 2025)。全球疾病负担研究一致认定环境 PM2.5 暴露是过早死亡的首要环境风险因素 (Cohen et al., 2017; Lepeule et al., 2012; Xing et al., 2016)。在中国，虽然城市地区年均 PM2.5 浓度从 2016 年的 42 μg/m3 显著下降至 2024 年的 29.3 μg/m3，但水平仍约为 2021 年世界卫生组织 (WHO) 空气质量指南 (5 μg/m3) 的六倍 (Xue et al., 2022)。2026 年 2 月，中国生态环境部颁布了修订后的《国家环境空气质量标准》(GB 3095-2026)，将二级年均 PM2.5 限值从 35 μg/m3 收紧至 25 μg/m3 (MEE, 2026)。这一转变需要对人口健康风险进行更严格的管理，并更深入地理解在污染空气中的暴露情况。
全球约 57% 的人口居住在城市中心 (UNPD, 2025)，这使得城市 PM2.5 暴露评估成为环境卫生的优先事项。源解析研究表明，机动车源排放贡献了城市 PM2.5 浓度的约 30% (Cheng et al., 2013; Hasheminassab et al., 2014; Zíková et al., 2016)。城市轨道交通的扩展有效减少了地表车辆排放并缓解了周边地区的空气污染 (Li et al., 2019; Zheng et al., 2021)。然而，这种转变引入了源自地铁系统半封闭地下结构的独特环境挑战。这些结构通常自然通风受限，导致污染物在相对隔离的微环境中被困和积累。首尔、纽约和上海等大都市的先前研究表明，车厢内 PM2.5 质量浓度持续超过同时期的室外水平 (Azad et al., 2023; Cheng et al., 2008; Park and Ha, 2008; Ren et al., 2022; Xu et al., 2016; Zhang et al., 2024)。随着城市功能分区强化和地铁成为跨区交通的骨干，日常通勤时间显著延长 (CAUPD, 2025; Klepeis et al., 2001)。因此，这些特殊微环境内的颗粒物暴露剂量已成为总个人暴露中一个关键但常被忽视的组成部分。对于脆弱亚群，这一风险进一步加剧：地铁运营和维护人员每天面临长期职业性 PM2.5 暴露 (Passi et al., 2021)。
本研究聚焦于杭州地铁系统，作为中国大都市具有代表性的交通网络。截至 2024 年底，杭州常住人口达到约 1270 万。城市轨道交通网络总里程达 516 公里，截至 2025 年 8 月，日均客流量超过 400 万人次，确立了地铁作为当地居民日常通勤骨干的地位 (MOT, 2025)。在杭州地铁 1 号线、2 号线和 5 号线开展了系统的现场调查，旨在解决以下目标：(1) 表征列车车厢和站台内的 PM2.5 质量浓度及粒子尺寸分布；(2) 定量评估地铁通勤对每日总 PM2.5 暴露剂量的贡献；以及 (3) 通过结合 Sobol 灵敏度分析的蒙特卡洛模拟识别暴露不确定性的主要驱动因素。因此，这些发现为地铁微环境中的健康风险评估和针对性空气质量控制策略的制定提供了稳健的科学基础。
章节摘要
研究区域与监测设计
现场测量于 2025 年 1 月 11 日至 3 月 20 日在杭州地铁 1 号线、2 号线和 5 号线选定路段进行 (图 1)。选择此时间段是因为它对应环境 PM2.5 浓度最高的季节 (Yuan et al., 2021)。在此期间，雾霾是由稳定的大气边界层和华北地区增强的供暖相关排放驱动的 (Xie et al., 2026; Zhang et al., 2023)。因此，它可以代表地铁的暴露情景
浓度特征
在监测期间，列车车厢内 PM2.5 平均质量浓度为 46.3 μg/m3 (中位数：46.5 μg/m3；四分位距 (IQR)：37.2-55.0 μg/m3；n?=?20,425)，而站台上为 65.3 μg/m3 (中位数：66.0 μg/m3；IQR：59.0-71.0 μg/m3；n?=?2,457)。这两个值均超过了 GB 3095-2026 中 25 μg/m3 的二级年均 PM2.5 限值，表明地铁乘客可能面临相当大的颗粒物暴露风险。U 检验用于组间比较
结论
本研究对杭州地铁系统内的 PM2.5 质量浓度、粒子尺寸分布及暴露风险进行了全面表征。车厢 (46.3 μg/m3) 和站台 (65.3 μg/m3) 内的平均 PM2.5 浓度显著超过了同时期的室外环境水平及修订后的中国国家环境空气质量标准二级年均限值 (25 μg/m3)。站台微环境显示出超细颗粒物 (0.3
竞争利益声明
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作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这可能影响本论文报告的工作。
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作者为本刊编委会成员及主编，未参与本文的编辑审查或发表决定。
未引用参考文献
MEE 2025, Chen et al., 2021b
CRediT 作者贡献声明
何辰： 写作 – 初稿，可视化，方法论，调查，数据整理。张瑞： 写作 – 初稿，可视化，方法论，调查。陈熙瑶： 写作 – 审核 & 编辑，监督，方法论。李科亮： 监督，调查。叶本： 可视化。黄灵通： 写作 – 审核 & 编辑，监督。朱树鹏： 写作 – 审核 & 编辑，监督。李伟军： 写作 – 审核 & 编辑，监督，项目管理，
竞争利益声明
作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这可能影响本论文报告的工作。
致谢
本工作得到了浙江省自然科学基金的支持 (编号：LZJMZ25D050002 和 LQN25D050002)。
何辰 | 张瑞 | 陈熙瑶 | 李科亮 | 叶本 | 黄灵通 | 朱树鹏 | 李伟军
