环境科学  2014, Vol. 35 Issue (6): 2052-2059   PDF    
引用本文
包良满, 雷前涛, 谈明光, 李晓林, 张桂林, 刘卫, 李燕. 上海地铁站台大气颗粒物中过渡金属研究[J]. 环境科学, 2014, 35(6): 2052-2059.
BAO Liang-man, LEI Qian-tao, TAN Ming-guang, LI Xiao-lin, ZHANG Gui-lin, LIU Wei, LI Yan. Study on Transition Metals in Airborne Particulate Matter in Shanghai City’s Subway[J]. Environmental Science, 2014, 35(6): 2052-2059.
上海地铁站台大气颗粒物中过渡金属研究
包良满1,2, 雷前涛1,2, 谈明光1, 李晓林1,2, 张桂林1, 刘卫1,2, 李燕1    
1. 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800;
2. 中国科学院核辐射与核能技术重点实验室, 上海 201800
收稿日期: 2013-10-26; 修订日期: 2013-12-10.
基金项目： 国家自然科学基金青年科学基金项目（11005141）；中国博士后科学基金项目（20100470747）；国家自然科学基金项目（11079049）
作者简介：包良满(1979~),男,博士研究生,副研究员,主要研究方向为核分析及同步辐射技术的应用,E-mail:baoliangman@sinap.ac.cn
摘要：采集了上海市地铁站台大气颗粒物PM10和PM2.5样品，研究了颗粒物的形貌、化学元素组成和过渡金属特征. 实验发现，地铁站台大气颗粒物PM10和PM2.5质量浓度明显高于室外，超过了国家标准限值. 元素组成与室外街道大气颗粒物存在明显差异，过渡金属Fe、Cr、Mn等质量浓度高于室外，Fe是室外含量的8倍，Mn和Cr质量浓度为室外的2倍. 扫描电子显微镜（SEM）结果显示地铁内大气颗粒物粒径较大，形状不规则，具有片状刮擦特性. X射线能谱分析（EDX）表明，其主要成分为Fe和O. X射线吸收近边谱（XANES）结果表明，地铁内大气颗粒物PM10中Fe部分以纯Fe（>26%）形态存在，室外街道大气颗粒物PM10中一大部分Fe以Fe（Ⅲ）形态存在. 结果显示，对于每天乘坐上海地铁的乘客和在地铁站台内工作的人员，地铁站台是一个重要的存在过渡金属颗粒物暴露的微环境，金属颗粒物对人体健康的影响需要引起重视.
关键词： 大气颗粒物     地铁     过渡金属     X射线吸收近边谱     Fe     Cr     Mn    
Study on Transition Metals in Airborne Particulate Matter in Shanghai City’s Subway
BAO Liang-man1,2, LEI Qian-tao1,2, TAN Ming-guang1, LI Xiao-lin1,2, ZHANG Gui-lin1, LIU Wei1,2, LI Yan1    
1. Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China;
2. Key Laboratory of Nuclear Radiation and Nuclear Energy Technology, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
Abstract: PM10 and PM2.5 aerosol particle samples were collected at a subway station in Shanghai and their morphology, chemical composition and transition metal species were studied. The mass concentrations of PM10and PM2.5 inside the subway station were significantly higher than those measured in aboveground ambient air. The PM levels inside subway were much higher than the state control limit. The aerosol composition in the metro station was quite different from that of the aboveground urban particles. Concentrations of Fe, Mn and Cr were higher than the averages of aboveground urban air particles by factors of 8, 2, and 2, respectively, showing a substantial enrichment in subway. Scanning electron microscope(SEM)analysis showed that the subway particles had flat surfaces in combination with parallel scratches and sharp edges and looked like metal sheets or flakes. Furthermore, analysis of the atomic composition of typical subway particles by energy dispersive X-Ray(EDX)spectroscopy showed that oxygen and iron dominated the mass of the particles. The X-ray absorption near-edge structure(XANES)spectroscopy results showed that a fraction (>26%) of the total iron in the PM10 was in the form of pure Fe, while in the street particles Fe(Ⅲ) was shown to be a significant fraction of the total iron. The work demonstrated that the underground subway stations in Shanghai were an important microenvironment for exposure to transition metal aerosol for the people taking subway train for commuting every day and those who work in the subway stations, and the metal particle exposure for people in the subway station should not be ignored.
Key words: airborne particulate matter     subway     transition metal     X-ray absorption near-edge structure(XANES)     iron     chromium     manganese    

公共交通中，地铁由于快速、 便捷而成为人们出行的首选. 城市地下轨道交通是一个特殊的微环境，具有封闭性、 空气流通受限、 排放源特殊等特征，污染物易堆积而造成空气质量恶化. 国外学者就地铁内大气颗粒物污染水平、 粒径分布、 成分、 形貌、 来源以及毒性等进行了研究，发现地铁内大气颗粒物无论在形貌、 粒径分布、 浓度，还是在化学组成上都与室外大气颗粒物存在差异，地铁内大气颗粒中Fe、 Mn、 Cr等金属元素显示出富集特性，比室外大气颗粒物更具毒性[1, 2, 3, 4, 5, 6]. 在地铁大气颗粒物分析中，除使用整体法(Bulk)之外，还采用了单颗粒分析. 单颗粒分析所需采样时间短，样品用量少，可提供整体法不具备的丰富信息. 常用的单颗粒分析方法包括扫描电子显微镜、 透射电子显微镜、 原子力显微镜等微观形貌的手段，以及微区成分分析的手段，如带能谱仪的电子探针等[7,8]. 目前，有超过2380万人居住和生活在上海地区，地铁交通成了上海市主要的公共交通. 截止2013年10月，上海地铁已开通运营12条线、 303座车站，运营里程469 km，规模居世界首位. 目前，上海地铁工作日日均客流达670万人次[9]. 中国科学院可持续发展战略研究组的一项研究表明，上海人上班单程耗时47 min[10]. 对于上海地铁空气质量研究鲜有报道，早前仅有羰基化合物、 甲醛、 CO、 CO2以及可吸入颗粒物质量浓度的报道[11,12]. 本研究使用便携式采样器，采集了上海地铁地下站台大气颗粒物样品，结合整体法和单颗粒法，采用了电感耦合等离子体质谱、 扫描电子显微镜及能谱仪，以及同步辐射X射线吸收近边谱(XANES)等技术，分析了颗粒物PM10、 PM2.5的元素成分、 质量浓度差异，颗粒物中元素组成以及Fe的种态，以期为评价上海地铁颗粒物对人体健康影响和控制地铁内污染提供科学依据.

1 材料与方法 1.1 样品采集

选择上海市一地铁地下站台采样，此站台位于市区中心繁华地段，交通密集，人流量大. 同时在站台外街道边采样. 使用SioustasTM个人撞击采样器(美国SKC公司)，采样泵为Leland Legacy 泵(美国SKC公司)，抽气速率10 L ·min-1，滤膜为PTFE(Teflon)膜. 采样高度和人体身高一致，采样时间为交通高峰期(07:00~09:00)和非高峰时期(10:00~12:00). 采样前后，使用气体流量表和转子流量计对采样体积和流速进行校正. 采样前后滤膜在相同温度和湿度条件下平衡24 h后称重(德国Sartorius天平，精度0.01 mg)，根据滤膜质量差和采样空气体积计算颗粒物质量浓度.

1.2 电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)

颗粒物样品保存在冰箱中(4℃)，消解样品时用陶瓷剪刀取PTFE采样膜的1/4，每个样品平行取样两份. 使用Ethos高压密闭微波消解系统(意大利Milestone公司)进行样品消解. 使用HNO3-H2O2体系，每个样品再加0.2 mL HF，参考Milestone推荐的微波消解程序进行样品的消解处理. 使用1％HNO3进行样品的稀释定容. 实验去离子水(18.2 MΩ)由A-10型MiniQ超纯水装置(美国Millipore公司)制备. 高纯硝酸(67％)、 高纯过氧化氢(30％)和高纯HF均为超纯级(苏州精瑞公司). 空白膜和颗粒物标准物质SRM1648(NIST，美国国家标准研究院)参照PM10和PM2.5样品同步骤处理，以便进行分析的质量控制. 采用VG X-7电感耦合等离子体质谱仪(美国热电公司)进行样品的多元素含量测定.

1.3 扫描电子显微镜及X射线能谱分析(SEM-EDX)

使用LEO公司1530 VP场发射扫描电子显微镜(配X射线能谱仪)，在高真空模式下，加速电压20 kV，工作距离WD 2 mm，最高分辨率达到1.0 nm； 在低真空模式下，加速电压 20 kV，最高分辨率达到1.2 nm. 将采有颗粒物样品的PTFE膜剪下一小块(约1 cm2)，用导电双面胶粘在金属桩上，用于扫描电镜的观察. 在样品表面镀Au(<10 nm)，以便获得较高分辨率的二次电子图像.

1.4 X射线吸收近边谱(XANES)

X射线吸收近边谱是产生在元素吸收边附近几十eV范围的精细结构谱. XANES谱受原子物理结构及化学环境的影响，对元素的氧化态十分灵敏，可作为鉴别化合物的指纹谱. 由于XANES信号通常比扩展X射线吸收精细结构谱(EAXFS)振荡强烈，XANES更适合低含量元素形态的分析. 实验发现，吸收边的位置，在化合物中，相对于纯元素的吸收边位置，有向正或向负的移动. 吸收边位置与吸收原子的氧化态有一定的关系，不同价态的原子，吸收边位置不同，随着氧化程度的增加，吸收边能量增加. 吸收边能量的增加随氧化态的升高而增大，二者存在一定的线性关系. 定量分析近边区峰位的形状、 位置和强度，可以获得氧化态等信息[13]. 本实验中Fe的XANES谱测量在上海光源SSRF的BL14W1实验站进行. 储存环电子能量3.5 GeV、 流强150～250 mA. 采用Si(111)平面双晶单色器做X射线能量选择. 使用32单元Ge探测器获取Fe的K边荧光XANES谱，固体探测器垂直于束流入射方向. 大气颗粒物样品XANES分析时用陶瓷剪刀剪取一小片PTFE采样膜(约1 cm2)，每个样品平行取3份. Fe的标样有纯Fe、 FeSO4、 Fe4O3、 Fe2(SO4)3、 FeCl3、 Fe(NO3)3、 Fe2O3等. 为了减少样品中X射线的自吸收效应，Fe标样和氮化硼充分混合(质量分数1%)，均匀涂在3M胶带(Scotch Magic Tape)上. 3M胶带不含金属杂质，耐热、 耐辐射，合适于同步辐射实验. 用IFEFFIT软件分析XANES谱，经自吸收效应校正、 背景扣除、 归一化和拟合后得到分析结果[14].

2 结果与讨论 2.1 颗粒物质量浓度

表 1列出了地铁站台内外大气颗粒物质量浓度. 交通高峰时，站台内PM10和PM2.5质量浓度是室外街道大气颗粒物的2倍，均超过了国家室内空气质量标准(GB/T 18883-2002) PM10日均浓度限值(150μg ·m-3)和国家环境空气质量标准(GB 3095-2012)PM10二级日均浓度限值(150μg ·m-3)、 PM2.5日均二级限值(75 μg ·m-3)，也超过了美国及欧盟标准限值.

表 1 地铁和室外街道大气颗粒物PM10和PM2.5质量浓度比较 /μg ·m-3

Table 1 Comparison of the PM10,PM2.5 mass concentrations in subway station and outdoor/μg ·m-3

地铁颗粒物质量浓度的大小与其来源密切相关，与地铁投入运营时间、 地铁内建筑装修、 通风情况、 人流量等因素相关. 此外，还与实验方法、 实验环境有关，如采样地点、 定点采样还是运动采样、采样持续时间、 室外颗粒物浓度及室外天气等因素相关. 表 2比较了世界不同城市地铁内大气颗粒物的质量浓度[15]. 可见质量浓度值差异很大. 如伦敦地铁内大气颗粒物质量浓度高达1500 μg ·m-3. 伦 敦地铁运营于1863年，是世界上开通最早的地铁. 1997年开通的我国广州地铁，PM10平均浓度为67μg ·m-3 (2.5 h测量值)[16]. 与现行的国内外颗粒物质量标准限值比较，大多地铁内大气颗粒物质量浓度超过了限定值.

表 2 不同地铁系统大气颗粒物PM10和PM2.5质量浓度比较 [15]/μg ·m-3

Table 2 Comparison of the PM10,PM2.5 mass concentrations for different subway systems/μg ·m-3

上海地铁站台内PM2.5和PM10 的质量浓度比值为0.75～0.76，而且PM2.5/PM10值大于室外，细颗粒物贡献率比较大. 其他地铁PM2.5和PM10质量浓度比值也较高(0.6～0.8)[17]. 颗粒物粒径是影响健康的重要因素，粒径大小决定了颗粒物能够进入到呼吸道的深度、 沉积部位、 人体清除机制的有效性. 粒径大于5 μm的颗粒物大多沉积在上呼吸道，粒径小于5 μm的大多沉积在细支气管和肺泡，粒径小于2.5 μm的颗粒能够进入人体肺部的气体交换系统； 粒径小于l μm 的颗粒物可沉积在肺泡，50 nm 以下的颗粒物还能穿透肺泡与血管的屏障，进入血液循环，到达其他组织和器官[18]. 颗粒物粒径越小，其比表面积也越大，物理化学活性越高，容易吸附有害物质，如有害气体和重金属. 地铁颗粒物中细颗粒占优，增加了健康风险.

2.2 地铁颗粒物形貌特征

图 1是典型的地铁内大气颗粒物的SEM图像. 地铁内大气颗粒物形状具有多棱角性质、 尺寸较大，往往很多粒径小于1 μm的颗粒物聚集在一起. 典型的颗粒物具有扁平的表面，带有尖角和长的刮痕，有的如同金属碎片. 图 2是地铁含Fe颗粒物的SEM图和EDX能谱. EDX能谱测得颗粒物元素组成主要有Fe、 O、 C、 N、 Mg、 Al、 Si、 Ca等.

图 1 典型地铁内大气颗粒物的SEM图像

Fig. 1 Typical SEM images of particles from subway station

图 2 地铁含Fe大气颗粒物的SEM图和EDX能谱

Fig. 2 SEM images and EDX spectrum of Fe-containing particles from subway station

颗粒物成分(质量分数%): C-9.6%,O-17.9%,Al-1.9%Si-1.9%,Fe-66.5%

研究表明含铁颗粒物是地铁内最多的颗粒物. 如伦敦地铁中Fe/Si颗粒物占到总颗粒物数目的53%[19]. 纽约地铁的PM2.5中[20]，含铁颗粒物数量达42%，赫尔辛基地铁内的大气颗粒物中含铁颗粒物数目占到了PM2.5的88%~92%[21]. 东京地铁颗粒物中含铁颗粒物数目占总悬浮颗粒物的74%[22]，布达佩斯地铁PM10中含铁颗粒物数目为总数的40%~46%[23]. 金属Fe颗粒物主要来自于机械摩擦过程，如铁轨-车轮-刹车系统界面，触网电缆及接触轨界面之间的摩擦. 机械摩擦产生的金属颗粒物表面具有活性，和空气中的氧气容易反应，形成氧化物[24].

图 3是地铁中含Ba颗粒物的SEM图和EDX能谱. 在含Fe颗粒物中，往往同时可以检测出Ba和S元素，原子数比接近1 ∶1，推测为BaSO4. 硫酸钡是铁路系统刹车闸皮中重要的成分，作为摩擦稳定剂，可以改变刹车片的内部结构，提高刹车片的气孔率，增加其耐高温性能、 材料的内剪切强度. 如美国公开的专利介绍[25]，刹车闸皮的材料成分如下：含39%铸铁、 23%氧化铁、 8.6%硫酸钡、 9.1%炭黑、 0.5%~0.9%氧化锌、 0.4%~0.6%硫、 3.3%碳酸钙、 5.4%~6.6%石英. 刹车闸皮每9个月磨损3.8 cm，可见对颗粒物的贡献不容忽视. 在韩国的地铁颗粒物中也发现了含Ba颗粒物[24]. 含Ba颗粒物推测来自于刹车时刹车闸皮和车轮摩擦产生[19].

图 3 地铁含Ba大气颗粒物的SEM图和EDX能谱

Fig. 3 SEM images and EDX spectrum of Ba-containing particles from subway station

颗粒物成分(质量分数%): C-24.4%,O-19.6%,Mg-6.2%,Al-11.9%,Si-4.8%,S-1.88%，Ca-1.0%,Ba-6.27%，Fe-20.8%,Zn-1.2%

2.3 地铁颗粒物元素含量

比较地铁站台内外大气颗粒物元素质量浓度(表 3)，可见地铁站台内大气颗粒物中Fe、 Cr、 Mn含量都高于室外，Fe是室外含量的8倍，Mn和Cr浓度为室外的2倍. 此外，Zn、 Ga、 Mo、 Ba的含量也高于室外. Mo和Ba的浓度，比室外高一个数量级. Mo用于炼钢或铸铁，如低合金钢中的钼含量约1％. Ba是刹车闸皮中常见的元素.

表 3 地铁站台和室外街道PM2.5和PM10中元素浓度比较 /ng ·m-3

Table 3 Comparison of elemental concentrations in PM10,PM2.5 samples from Shanghai subway station and outdoor/ng ·m-3

图 4比较了地铁站台和街道外PM2.5和PM10样品的Fe含量和Mn、 Cr含量的比值，地铁站台Fe/Mn值约100，远大于室外，Fe/Cr值也大于室外的比值. U71Mn钢轨属于主干线铁路大量使用的钢轨型号之一，我国地铁用到了此种型号的钢轨. 我国国家标准GB 2585-81规定的U71Mn钢中元素化学成分：C 0.65%~0.77%、 Si 0.15%~0.35%、 Mn 1.10%~1.50%、 P小于0.04%、 S 小于0.04%. 地铁站台PM2.5和PM10样品的Fe/Mn的比值接近于地铁钢轨中Fe/Mn的比值，表明地铁颗粒物中Fe、 Cr、 Mn、 Cu、 Zn、 Ba等元素浓度的升高，与地铁运行过程中车轮与铁轨、 制动系统等的机械摩擦产生的金属颗粒物相关.

图 4 地铁站台和室外街道PM10和PM2.5样品中Fe/Mn、 Fe/Cr 质量浓度比值

Fig. 4 Fe/Mn,Fe/C rmass concentration ratios in PM10 and PM2.5 samples from subway station and outdoor

地铁内大气颗粒物中Na、 As、 Pb等元素浓度小于室外，As、 Pb约为室外浓度的1/3，这是由于地铁站台环境的密封性所决定. 上海处于东海之滨，大气容易受到海盐影响，Na是海盐颗粒物的标识元素，室外Na的含量较高. 上海市为我国重要的工业城市，能源结构中煤炭占了很大部分，年消耗煤炭达5000万t以上，燃煤污染对上海大气有重要的影响， As、 Pb是燃煤污染的标识元素[26,27]. 地铁站台由于处于地下，具有密封特性，空气交换不畅，所以室外大气的污染元素(Na、 As、 Pb等)浓度较低，而室内污染产生的元素(Fe、 Cr、 Mn等)浓度高.

虽然世界不同城市地铁内大气颗粒物中元素的浓度数据差异较大，但一个普遍的现象是地铁内大气颗粒物中与钢铁组成相关的元素Fe、 Cr、 Mn、 Cu等浓度均有较高的值，如伦敦地铁的Fe达到87μg ·m-3[2]. 有研究表明，Fe贡献了地铁颗粒物PM10质量的40%[23]，对PM2.5的质量贡献高达65%~70％[19].

2.4 地铁颗粒物Fe的种态

图 5为地铁站台和室外街道大气颗粒物中Fe的K边XANES谱. 从中可知，室外PM2.5和地铁站台内PM2.5样品的XANES谱差别不大，表明其氧化态差异不明显. 但地铁PM10样品和室外PM10 样品的XANES谱差异较大，地铁PM10样品的XANES谱有一个较强的边前峰，表明地铁站台内、 外Fe种态差异大. EXAFS研究表明上海大气颗粒物PM10中Fe种态主要为Fe2O3、 Fe3O4和Fe2(SO4)[28]3. 这意味着地铁站台内的PM10颗粒物中还存在其他种态的Fe. 在利用XANES谱分析元素种态中，常用的方法有标样线性拟合. 标样线性拟合中认为复杂样品的吸收谱是各吸收组分的叠加，这样的体系可用最 小二乘法拟合来计算各组分的含量. 选择了Fe、 FeSO4、 Fe4O3、 Fe2(SO4)3、 FeCl3、 Fe(NO3)3和Fe2O3等作为标样.

图 5 地铁站台和室外大气颗粒物PM10

和PM2.5中Fe的K边XANES谱

Fig. 5 Fe K-edge XANES spectra of PM10 and PM2.5 samples from subway station and outdoor

IFEFFIT软件拟合结果如表 4所示. 可见地铁内外颗粒物PM10中Fe的种态存在较大差异，在地铁颗粒物中，存在Fe，硫酸铁含量低. 室外颗粒物中不含Fe，硫酸铁含量高. Karlsson等[5]用XRD发现地铁内大气颗粒物中的Fe主要以Fe3O4形态存在，室外街道大气颗粒物Fe主要是Fe2O3. Salma等[29]使用穆斯堡尔谱研究了布达佩斯地铁颗粒物中Fe的种态，发现存在α-Fe2O3、 Fe3O4、 α-Fe、 Fe3C、 FeOOH 和Fe-Mn 碳化物. Kang等[30]用电子探针发现含Fe颗粒可以分为三类：Fe颗粒、 部分氧化颗粒(Fe/FeOx)、 氧化颗粒(FeOx). 地铁颗粒物中Fe化学种态与室外街道明显不同，其原因一为排放源不同，地铁中Fe来自于列车系统机械摩擦产生的金属颗粒物，室外来自于钢铁工业、 石化燃料以及扬尘等[31,32]. 另一方面是由于颗粒物迁移过程中随着环境(湿度、 阳光、 温度等)和时间的变化发生了一些化学反应的结果. 在气相-固相界面上，颗粒物化学吸附SO2或NOx后，在水和一定温度下经氧化和酸化作用后转化为硫酸铁或硝酸铁[33]. 虽然室内外大气反应基本原理一致，但地铁内环境不同于室外，如颗粒物浓度室内一般高于室外，臭氧浓度低于室 外，室内缺乏光照，光化学反应地位降低，热化学反应提升； 室内温度、 湿度不同于室外[34]. 这些因素决定了室内颗粒物化学反应不同于室外. 从而决定了地铁内外颗粒物中Fe的种态存在差异.

表 4 地铁站台内和室外街道大气颗粒物PM10和PM2.5样品中Fe组分质量分数

Table 4 Percentages of Fe compound in PM10 and PM2.5samples from subway station and outdoor

毒理学研究表明，地铁内大气颗粒物毒性的增加与Fe、 Mn、 Ni、 Cu、 Cr等金属含量高有关. 地铁内大气颗粒物对DNA的损伤是街道大气颗粒物的8倍，氧化性损伤是街道大气颗粒物的4倍[5,6]. 地铁内大气颗粒物的毒性也高于柴油、 木材燃烧产生的颗粒物以及轮胎磨损颗粒物[35].

金属颗粒物的浓度与健康风险之间的相关性. 在纽约地铁中，Fe、 Cr、 Mn等元素含量是室外颗粒物浓度的100倍； 为了评估纽约地铁内大气颗粒物对健康的影响，分析了地铁工作人员血液和尿液中因金属颗粒暴露引起的氧化性损伤、 DNA损伤. 发现地铁工作人员的DNA-蛋白质交联和血浆中Cr的浓度超过了公交车驾驶员，尿液中前列腺素浓度与在地铁工作时间长短显著正相关，地铁工作人员尿液中前列腺素的浓度要高于公交车驾驶员和办公室工作人员[36]. 一般的乘客，在地铁站台候车、 行走、 换乘的时间较少，存在颗粒物暴露的短期健康效应. 地铁工作人员滞留在地铁中时间较长，颗粒物暴露对其健康有较大风险.

地铁站台具有封闭特性，空气流通受到限制. 地铁站内产生的金属颗粒物易导致毒性增大. 为了减少地铁内大气颗粒物的浓度，建议改善地铁站内通风设施，加装地铁站台屏蔽门，减少进入候车区的列车运行时产生的金属颗粒物污染，从而保护地铁站台内工作人员和乘客的健康. 如韩国首尔地铁，在加装了站台屏蔽门后，PM10 质量浓度下降了16%，PM2.5质量浓度下降了12%[37].

3 结论

研究结果表明，上海地铁站台中存在颗粒物污染，颗粒物质量浓度超过了国内外相关空气质量标准. 地铁站台内PM2.5/PM10质量浓度比值大于室外. 地铁列车运行中机械摩擦产生的金属颗粒物，在元素组成、 形貌以及过渡金属种态方面和室外颗粒物存在显著差异. 地铁中含Fe颗粒物粒径较大，形状不规则，有扁平的表面，有尖角和长的刮痕，如同金属碎片，含有较多的Fe和Fe的氧化物. 颗粒物中Fe、 Cr、 Mn、 Cu、 Zn、 Ga、 Mo、 Ba的含量高于室外颗粒物，且Fe、 Cr、 Mn三元素含量更高. 地铁内大气颗粒物Fe等过渡金属含量的增加，加大了颗粒物毒性,对人体健康的影响需要引起重视.

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上海地铁站台大气颗粒物中过渡金属研究
包良满, 雷前涛, 谈明光, 李晓林, 张桂林, 刘卫, 李燕