长期暴露于大气污染可引起呼吸类、心血管类等疾病的发病率和死亡率的升高。研究城市区域大气污染物的长期暴露健康风险评价是国际环境健康的研究重点和热点。目前,土地利用回归模型是研究长期暴露评价最为广泛应用的模型之一,而高质量的有代表性污染物的浓度监测数据是该模型成功建立的基础。鉴于暴露评价的复杂性,如何选取效率高、成本低且适用于多种污染物的采样方法十分重要。尽管固定点被动采样方法已被广泛应用,但该方法不能采集颗粒物等污染物,且采样时间限制较高,存在一定局限性；在线监测法虽然解决了采样的多样性和时间自由性,但在小尺度区域设置较多仪器需要的研究成本就很高。此外,由于城市地理环境特征和污染物不同,暴露评价方法的有效性也可能不同,因此,寻求一种简单可行且能够代表长期暴露浓度的采样或监测方法,是解决研究城市区域多种污染物协同暴露评价的关键之一。论文围绕城市地区大气污染物长期健康风险暴露评估方法展开研究。在美国四个城市(Baltimore, MD、Los Angeles, CA、St. Paul, MN、Winston-Salem, NC)利用不同采样方法获得的污染物浓度数据建立了土地利用回归模型,再结合泛克里金模型进行城市区域的暴露水平预测,基于预测结果和城市队列人群的亚健康指标结果进行横断面研究。论文分别在每个城市选取冬季和夏季进行一次为期两周的采样,同时利用固定点被动采样和移动在线监测,获得了分别代表日均水平和下午交通高峰期水平的氮氧化物和臭氧的体积浓度,以臭氧和二氧化氮体积浓度之和表征了大气氧化性。然后,论文将这些数据分别建立土地利用回归模型,比较了不同污染物在不同时间尺度下的空间分布情况和模型计算结果的差异。最后,利用该暴露评估方法在上海市进行了尝试性应用。首先研究了上海市城市区域主要大气污染物颗粒物浓度与散射系数的关系,以及臭氧污染特征；然后,利用同样的暴露预测模型方法初步建立了上海市污染物的空间暴露分布,与美国城市的相应污染物的暴露模型进行了比较。通过论文研究,取得了如下主要结果：(1)在美国四个城市进行的研究比较,通过固定被动采样得到的NO2、NOx,以及移动主动采样所得的NOx均能建立有效的土地利用回归模型。然而,固定被动采样所得的O3日均浓度数据不能建立预测模型,仅有移动监测得到的O3小时浓度值则可以成功建立预测模型,并取得较好的模型预测结果,成功建立的模型验证R2均在0.5-0.9之间。但固定被动采样和移动主动采样获得的总大气氧化剂浓度(NO2+O3)日均值和小时值均不能建立有效的预测模型。(2)利用Baltimore和Los Angeles成功建立的模型,包括两个季节的两种采样方法所得的NOx和移动采样所得的O3,预测了两个城市队列人群的暴露水平浓度。经过对年龄、性别、种族、城市固有特征、吸烟状况、教育、测量仪器等混杂因素的控制后,仅发现夏季下午高峰时段O3小时值和冬季NOx日均值与肺气肿的比例有显著的统计学意义的相关关系。但是,不同的是夏季的臭氧高峰小时值与肺气肿发生比例为正相关；相反,冬季NOx日均值与肺气肿比例存在统计学意义的负相关关系。其余的两个季节的不同采样的污染物与肺气肿比例均没有统计意义的相关性。NOx是影响O3对肺气肿影响的混杂因素之一。(3)上海市的近十年的PM10、NO2和SO2呈现逐年下降的趋势,但PM2.5和O3浓度仍处于超标状态,是当前的首要污染物。2009-2010年的监测发现,上海市PM2.5质量浓度与散射系数呈显著的正相关性,散射系数值冬季最高,夏季最低。其中PM2.5化学组分中NH4+, OC, NO3-离子对散射系数的解释性最强。通过将有机物分为吸湿性和非吸湿性,并加入海盐离子后,可以明显提高IMPROVE公式对散射系数的估算准确度。颗粒物的组成对散射系数有显著影响,上海市的有机碳、元素碳和硫酸铵盐是影响PM2.5消光的主要成分。上海市的臭氧在不同功能区域呈现出不同的污染特征,主要与当地污染源相关。(4)论文尝试利用上海固定监测站的PM2.5、NOx和O3的年均浓度建立有效的土地利用回归模型,但PM2.5和O3均未成功,NO2可以建立土地利用回归模型。NO2预测模型的交叉验证R2仅仅为0.33,再结合泛克里金模型后R2可以显著提升至0.85。由于上海PM2.5来源除了化石燃料、生物质燃料燃烧等一次来源外,还受制于二次生成的贡献,因此不能利用现有的道路等地理信息建立土地利用回归模型。