1.1 任務來源
2017 年國家設立“大氣重污染成因與治理攻關項目”（“總理基金”項目），中國環境監測總站承擔“ 京津冀及周邊地區大氣污染綜合立體觀測網課題” （項目編號DQGG0101）。根據課題研究內容的要求，中國環境監測總站組織建設京津冀及周邊大氣顆粒物組分監測網，并開展顆粒物組分監測技術體系建設，以及顆粒物組分連續自動監測質量保證和質量控制技術研究。在相關方法調研、實驗研究及業務化運行經驗總結等工作的基礎上，中國環境監測總站組織開展了《環境空氣顆粒物（PM2.5）中水溶性離子連續自動監測技術規范》（以下簡稱“本標準”）建議稿的編制，于 2019 年形成了較為完善的標準文本及編制說明建議稿，針對環境空氣顆粒物（PM2.5）中水溶性離子組分連續自動監測運行維護、質控等關鍵環節提出了明確的技術規定，并在京津冀及周邊大氣顆粒物組分監測網試用。2019 年基于“總理基金”項目的成果，中國環境監測總站向生態環境部申請本標準立項為綠色通道項目，后獲生態環境部批準立項，立項文號為監測函〔2020〕4 號，項目統一編號為 2020-L-25。中國環境監測總站牽頭承擔本標準的制訂，組織相關工作經驗豐富的河南省生態環境監測中心、河北省石家莊生態環境監測中心、上海市環境監測中心、江蘇省南京環境監測中心，作為協作單位參與本標準的制訂。
1.2 工作過程
根據“總理基金”項目的任務要求，中國環境監測總站組織成立了《環境空氣顆粒物（PM2.5）中水溶性離子連續自動監測技術規范》（建議稿）編制組，先后開展了國內外相關文獻調研、研究框架內容確定、實驗研究等工作，2019 年形成技術規范初稿，并向生態環境部申請標準規范立項，2020 年生態環境部批準立項前后，編制組召開了多次技術研討及內部論證會，并持續開展對建議稿的實驗補充及文本修改，最終形成了本標準的征求意見稿。
a）成立編制組
2018 年 1 月，中國環境監測總站基于“京津冀及周邊地區大氣污染綜合立體觀測網課題”的研究（項目編號 DQGG0101），正式啟動本標準建議稿的編制工作。2018 年 3 月成立標準編制組，中國環境監測總站為牽頭單位，河南省生態環境監測中心、河北省石家莊生態環境監測中心、上海市環境監測中心、江蘇省南京環境監測中心為協作單位，并根據工作需要進行了任務分工。編制組成員為從事多年環境監測工作的高級工程師及工程師， 具備豐富的大氣顆粒物組分連續自動監測工作經驗，具有較好的研究基礎。
b）查詢國內外相關標準和文獻資料
根據《國家環境保護標準制修訂工作管理辦法》（國環規科技〔2017〕1 號）的相關規定，編制組檢索、查詢和收集國內外相關標準和文獻資料，調研了主要國家及國際標準化組織等。結果均尚無環境空氣顆粒物（PM2.5）中水溶性離子連續自動監測相關方法標準， 僅有美國環境保護局（US EPA）、美國職業安全與健康署（NIOSH）、美國材料與試驗協會（ASTM）、國際標準化組織（ISO）、英國環保局（UK EA）等機構針對環境空氣顆粒物（PM2.5）中水溶性離子的部分指標建立了實驗室的方法標準。國內外文獻資料調研結果表明，環境空氣顆粒物（PM2.5）中水溶性離子連續自動監測技術在科研文獻中多有報道，已有較為廣泛運用。國內外相關標準和文獻資料調研，為后續標準制訂提供了重要參考。
c）確定標準制訂的技術路線及研究方案
基于標準及文獻調研，以及對不同原理的方法和監測工作需求的廣泛、深入研究，編制組提出了標準制訂工作方案。2018 年 3 月，中國環境監測總站與協作單位研討確定了標準編制的技術路線及研究方案。研究內容主要包括：適用范圍、規范性引用文件、術語和定義、方法原理與系統組成、技術性能要求、安裝、調試、試運行與驗收、系統日常運行維護、質量保證和質量控制、數據有效性判斷、廢液處置等。
d）開展實驗研究工作
編制組根據研究方案論證會確定的技術方案和論證意見，開展本標準相關實驗研究工作，包括使用不同型號、不同站點的水溶性離子連續自動監測儀器開展空白、檢出限、校準曲線、精密度、正確度等實驗研究，為確定科學、可操作性強的規范要求提供支撐。中國環境監測總站負責開展基礎資料調研及完成主要的方法研究，協作單位負責開展相關補充實驗研究。
編制組按照《環境監測分析方法標準制修訂技術導則》（HJ 168-2020）、《生態環境標準管理辦法》（部令 第 17 號）和《國家生態環境標準制修訂工作規則》（國環規法規〔2020〕4 號）的要求開展實驗、驗證研究和標準草案的編制工作。
e）開展標準（建議稿）的專家論證
2019 年 6 月 27 日～28 日，中國環境監測總站組織開展了本標準（建議稿）的論證工作，邀請南開大學、中國科學院大氣物理研究所、河北省石家莊環境監測中心等單位的相關專家對技術文件的科學性、可操作性進行論證評審，專家組一致通過了本標準（建議稿） 的論證，并建議對部分細節內容做進一步的實驗補充。
f）繼續開展標準文本及編制說明的補充完善工作并召開 5 次研討會
經過專家論證后，編制組進一步組織編制說明的修改、補充和完善工作。2019 年 7 月17 日～18 日召開了“大氣顆粒物組分監測工作技術研討會（連續自動監測系統運行規范編制研討）”，就后續補充研究的內容進行了充分的研討，并確定修改意見。2019 年 12 月 3日～4 日再次召開“大氣顆粒物組分監測工作技術研討會（連續自動監測技術規范編制實驗方案研討及論證）”，協作單位及相關儀器廠商參會，就標準文本及編制說明再次進行研討，明確了后續的補充實驗內容。2020 年 4 月 14 日生態環境部正式下達了本標準編制的任務，根據任務要求，編制組于 2020 年 5 月 27 日和 2020 年 8 月 13 日，又分別召開兩次中期研討會，對標準文本和編制說明的文字進行梳理，并針對補充實驗進展及相關結果進行了研討。2020 年 9 月完成了全部補充實驗研究，編制組于 9 月 11 日就補充實驗的結果進行了線上研討。2020 年 12 月 8 日，編制組邀請環境標準研究所、中科院大氣物理研究所、北京大學、北京理工大學等單位的相關專家就標準文本及編制說明進行了論證。2021 年 1 月～8 月，編制組根據專家意見對標準文本及編制說明進行詳細的核對檢查，形成了征求意見稿。2021 年 8 月 30 日，編制組邀請天津市生態環境監測中心、中科院大氣物理研究所、北京大學、北京市生態環境監測中心等單位的相關專家就征求意見稿召開了內審會，專家組一致同意通過內審。
g）召開征求意見稿技術審查會
2021 年 12 月 10 日，由生態環境部生態環境監測司主持召開《環境空氣顆粒物有機碳、元素碳連續自動監測技術規范》等 3 項標準征求意見稿技術審查會，專家組聽取了標準主編單位所作的標準文本和編制說明的內容介紹，經質詢、討論，通過該標準征求意見稿的技術審查。 會后編制組已按照審查會時專家意見進行修改完善并提請公開征求意見。
2.1 環境空氣顆粒物中水溶性離子成分的環境危害
水溶性離子是大氣細顆粒物（PM2.5）中占比較大的組分，部分時段可大于 60%[1]。硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、有機酸等組分的吸水性很強，如硫酸銨，當空氣相對濕度從 90%提高到 91%，其體積可以膨脹 8 倍以上[1]，因此含有這些組分的粒子極容易吸附水汽，形成灰霾天氣[2]。灰霾天氣嚴重地降低了大氣能見度，會導致交通事故，造成人員傷亡和財產損失[3]。
PM2.5 中的水溶性離子主要包括 F-、Cl-、NO3-、NO2-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+等[4]。其中 NO3-、SO42-、NH4+既來源于一次排放也來源于二次生成，但以二次生成為主，被稱為二次無機離子[5]。污染過程中大氣顆粒物的吸濕增長很大程度上取決于其化學組成[6]，水溶性離子尤其是其中的二次無機離子是顆粒物吸濕增長的主要貢獻組分。
PM2.5 中的硫酸鹽包括一次硫酸鹽和二次硫酸鹽，一次硫酸鹽主要來源于熱電廠、冶煉廠等工廠的直接排放、生物質燃燒、海鹽、火山噴發等[7-9]；二次硫酸鹽主要來源于二氧化硫（SO2）或其他的含硫物質，如二甲基硫（DMS），經過一系列的大氣化學轉化生成[7,10,11]。二次硫酸鹽的大氣化學轉化機制如下：一是二氧化硫與大氣中的 OH 自由基發生氣相氧化反應生成氣態硫酸，生成的氣態硫酸由于飽和蒸氣壓較低容易凝結成核，形成液態或者固態的硫酸鹽氣溶膠，硫酸鹽氣溶膠通過蒸汽的凝結與氨氣反應或自身碰撞進一步增大，最終形成凝結模態的硫酸鹽；二是二氧化硫在云水、霧滴或潮濕氣溶膠中的液相氧化反應， 該反應主要生成液滴模態的硫酸鹽；三是二氧化硫在潮濕的顆粒物表面發生非均相反應生成液滴模態硫酸鹽。
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