空氣質量指數 Air quality index

空氣質量指數 Air quality index

空氣質量指數(AQI)用於通過政府機構如何向公衆傳播污染的空氣是目前還是怎麼污染也預計將成爲。 隨着AQI的提高,公共衛​​生風險也隨之增加。不同國家有自己的空氣質量指數,分別對應於不同的國家空氣質量標準。其中一些是空氣質量健康指數(加拿大),空氣污染指數(馬來西亞)和污染物標準指數(新加坡)。

計算

AQI的計算需要在指定的平均時間內從空氣監測器或模型獲得的空氣污染物濃度。總而言之,濃度和時間代表空氣污染物的劑量。流行病學研究確定了與給定劑量相對應的健康影響。空氣污染物的效力各不相同,用於將空氣污染物濃度轉換爲AQI的功能因污染物而異。它的空氣質量指數值通常分爲幾類。每個範圍都分配有一個描述符,一個顏色代碼和一個標準化的公共衛生建議。

由於空氣排放量的增加(例如,在高峯時間交通中或發生上風的森林大火時)或缺乏空氣污染物的稀釋,空氣質量指數可能會增加。通常由反旋風,溫度反轉或低風速引起的停滯空氣會使空氣污染保持在局部區域,從而導致污染物濃度高,空氣污染物之間的化學反應和朦朧的條件。

在預計由於微粒污染導致空氣質量指數升高的一天,一個機構或公共衛生組織可能會:

在空氣質量非常差的時期(例如空氣污染事件),當AQI表示急性暴露可能對公共健康造成重大損害時,機構可以啓動緊急計劃,使他們能夠命令主要排放者(例如燃煤行業) )以減少排放,直到危險情況減輕。

大多數空氣污染物沒有相關的AQI。許多國家/地區監測地面臭氧,微粒, 二氧化硫,一氧化碳和二氧化氮,並計算這些污染物的空氣質量指數。

在特定國家中,空氣質量指數的定義反映了圍繞該國家制定國家空氣質量標準的論述。 最近可以使用一個網站,該網站允許世界各地的政府機構使用空氣質量指數的通用定義來提交其實時空氣監測數據以進行顯示。

由於顆粒物對健康影響巨大,各國政府均設立了相關標準。

世界衛生組織

爲了就減少空氣污染對健康的影響提供全球性指導,世界衛生組織於2005年發佈了《空氣質量準則》,其中包括了對顆粒物濃度的限制:

歐盟

在常見的空氣質量指數(CAQI)是因爲在歐洲使用的空氣質量指數2006年十一月2017年歐洲環境局公佈的歐洲空氣質量指數(EAQI),並開始鼓勵其網站上使用,其他讓公衆瞭解空氣質量的方式。

卡奇

截至2012年,歐盟支持的項目CiteairII認爲,對CAQI的評估是基於“大量”數據,並描述了CAQI的動機和定義。CiteairII指出,擁有易於向公衆展示的空氣質量指數是一個主要動機,而忽略了基於健康的指數這一更復雜的問題,例如,這將需要不同污染物的綜合含量的影響。CAQI的主要目的是建立一個鼓勵整個歐盟範圍內進行比較的索引,而不用替換本地索引。CiteairII聲明說:“ CAQI的主要目標不是警告人們空氣質量差可能對健康造成的不良影響,而是要引起人們對城市空氣污染及其主要來源(交通)的關注,並幫助他們減少暴露量。”

CAQI是一個從1到100的數字,其中低值表示空氣質量好,高值表示空氣質量差。該索引以小時和每日版本定義,分別在道路附近(“路邊”或“交通”索引)或遠離道路(“背景”索引)定義。截至2012年,CAQI對路邊索引具有兩個強制性成分NO 2和PM 10,對背景索引具有三個強制性成分NO 2,PM 10和O 3。它還包括可選的污染物PM 2.5,CO和SO 2。將爲每個強制性(如果有的話)組件計算一個“子索引”。CAQI被定義爲代表那些組件中最差質量的子索引。

每小時背景指數,相應的子指數以及五個CAQI範圍和口頭描述的一些關鍵污染物濃度(μg/ m 3)如下。

經常更新的CAQI值和地圖顯示在www.airqualitynow.eu和其他網站上。還定義了單獨的年度平均空氣質量指數(YACAQI),其中將不同的污染物子指數分別歸一化爲通常接近統一的值。例如,NO的年度平均值2,PM 10和PM 2.5由40微克/ m除3,40微克/米3和20μg/米3,分別。城市的總體背景或交通狀況YACAQI是這些子索引的已定義子集的算術平均值。

歐盟對PM10的限制標準(法案1999/30/EC和96/62/EC)如下表:

美國作爲較早研究PM2.5的國家,於1997年就首次發佈包括PM2.5空氣污染物年平均值和24小時平均值之空氣質量標準,並在2006年接續發佈更嚴格PM2.5之24小時平均值標準;2012年12月14日,美國環保署依據更新近之醫學研究結論,將保護國民健康之PM2.5首要年平均值標準再從每立方米15微克降低至12微克。美國通過《國家環境空氣質量標準》(National Ambient Air Quality Standards)對顆粒物進行限制,最新標準如下:

美國空氣質量指數

在美國國家環境保護局(EPA)已經開發了用於報告空氣質量的空氣質量指數。該AQI分爲六類,表明對健康的關注程度不斷提高。AQI值超過300表示危險空氣質量,而低於50則表明空氣質量良好。

AQI基於《清潔空氣法》規定的五種“標準”污染物:地面臭氧,顆粒物,一氧化碳,二氧化硫和二氧化氮。EPA爲每種污染物建立了國家環境空氣質量標準(NAAQS),以保護公衆健康。AQI值100通常對應於污染物的NAAQS水平。《清潔空氣法案》(美國)(1990年)要求EPA每五年審查其國家環境空氣質量標準,以反映不斷變化的健康影響信息。空氣質量指數會定期調整以反映這些變化。

計算AQI

空氣質量指數是污染物濃度的分段線性函數。在AQI類別之間的邊界處,存在一個AQI單位的不連續跳躍。要將濃度從AQI轉換爲AQI,可使用以下公式:

(如果測量了多種污染物,則計算出的AQI是根據適用於每種污染物的上述公式計算出的最大值。)

在哪裏:

I =(空氣質量)指數,

C = 污染物濃度,

C low = 濃度斷點≤ C ,

C high = 濃度斷點≥ C ,

I low = 對應於的索引斷點 C low ,

I high = 對應於的索引斷點 C high。

EPA的斷點表爲:

假設監視器記錄的24小時平均細顆粒(PM 2.5)濃度爲26.4微克/立方米。上面的公式得出的AQI爲:

則將其舍入到索引值81(對應於“中等”範圍內的空氣質量)。爲了將空氣污染物濃度轉換爲AQI,EPA已開發了一個計算器。

如果在監視站點上測量了多種污染物,則報告該位置的最大或“主要” AQI值。通過選擇使用1小時臭氧值計算的AQI和使用8小時臭氧值計算的AQI中較大的一個來計算100至300之間的臭氧AQI。

8小時的臭氧平均值未定義大於300的AQI值;301或更高的AQI值是通過1小時的臭氧濃度計算得出的。1小時的SO 2值未定義大於200的較高AQI值。使用24小時的SO 2濃度計算得出的201或更高的AQI值。

來自連續監視器的實時監視數據通常以1小時平均值的形式提供。但是,對於某些污染物的AQI的計算需要多個小時數據的平均值。(例如,臭氧AQI的計算需要計算8小時的平均值,而PM 2.5或PM 10 AQI的計算則需要24小時的平均值。)爲了準確反映當前的空氣質量,使用了數小時的平均值來表示當前的空氣質量。 AQI的計算應以當前時間爲中心,但是由於未來小時的濃度未知且難以準確估算,因此EPA使用替代濃度來估算這些多小時平均值。用於報告PM 2.5,PM 10和臭氧空氣質量指數,該替代濃度稱爲NowCast。即時廣播是一種特殊的加權平均值,當空氣污染水平發生變化時,它可以爲最新的空氣質量數據提供更大的權重。 紐約市居民有免費的電子郵件訂閱服務-AirNYC。訂戶根據空氣質量狀況獲得有關所選位置(例如家庭住所)的AQI值變化的通知。

AQI的公開發布

可以通過EPA的AirNow網站獲得以空氣質量指數進行顏色編碼的實時監測數據和空氣質量預測。其他組織爲敏感羣體的成員提供監視,例如哮喘病患者,65歲以上的兒童和成人。包括AQI圖表和地圖在內的歷史空氣監測數據可在EPA的AirData網站上獲得。關於當前空氣質量指數水平及其兩天預報的詳細地圖可從Aerostate網站獲得。

AQI的歷史

空氣質量指數(AQI)於1968年首次亮相,當時美國國家空氣污染控制局(National Air Pollution Control Administration)發起了一項制定空氣質量指數並將該方法應用於大都市統計區的倡議。其推動力是引起公衆對空氣污染問題的關注,並間接推動負責任的當地公職人員採取行動,以控制其轄區內的污染源並提高空氣質量。

國家空氣污染排放和控制部門清單負責人Jack Fensterstock的任務是領導方法的開發,並彙編測試和校準結果指數所需的空氣質量和排放數據。

空氣質量指數的初始迭代使用標準化的環境污染物濃度來產生單個污染物指數。然後對這些指數進行加權和求和,以形成一個單一的總空氣質量指數。總體方法可以使用從環境監測數據中獲取的濃度或通過擴散模型預測的濃度。然後將濃度轉換爲具有預設平均值和標準偏差的標準統計分佈。儘管可以使用除1以外的值,但假定所得的單個污染物指數具有相等的權重。同樣,該指數可以包含任何數量的污染物,儘管由於缺乏其他污染物的可用數據,該指數僅用於合併SOx,CO和TSP。

儘管該方法設計可靠,但由於缺乏環境空氣質量監測數據,在權重因子上缺乏共識以及地理和政治上空氣質量標準的不統一,所有大城市地區的實際應用都被證明是不一致的。邊界。儘管存在這些問題,但發佈排名城市區域的列表仍達到了公共政策的目標,並導致了將來開發改進的索引及其常規應用。

中國

中國環境保護部(MEP)負責衡量中國的空氣污染水平。截至2013年1月1日,環境保護部監測其163個主要城市的每日污染水平。AQI水平基於六種大氣污染物的水平,即二氧化硫(SO 2),二氧化氮(NO 2),空氣動力學直徑小於10μm的懸浮顆粒(PM 10),小於2.5的懸浮顆粒空氣動力學直徑爲微米(PM 2.5),一氧化碳(CO)和在每個城市的監測站中測量的臭氧(O 3)。

AQI力學

爲每種污染物分配一個單獨的評分(個人空氣質量指數,IAQI),最終的AQI是這六個評分中的最高者。最終AQI值可以每小時或每24小時計算一次。污染物的濃度可以完全不同地測量。如果每小時計算一次AQI值,則每24小時測量平均值爲SO 2,NO 2,CO濃度,每小時爲平均值測量O 3濃度,每8小時爲平均值移動平均值,PM 2.5 和PM 10濃度作爲平均值每小時和每24小時一次。如果每24小時計算一次AQI值,則SO 2,NO 2,CO,PM2.5 和PM 10濃度是每24小時的平均值,而O 3濃度是最大1h平均值和最大24h移動平均值。根據環境保護部公佈的公式計算每種污染物的IAQI 。

每種污染物的分數都是非線性的,最終的AQI分數也是非線性的。因此,空氣質量指數(AQI)爲300並不意味着空氣污染指數(AQI)達到150時的兩倍,也不意味着空氣的危害度是空氣的兩倍。IAQI爲100時污染物的濃度不等於IAQI爲50時污染物濃度的兩倍,也不意味着污染物的危害度是其兩倍。儘管從第1天到182天的AQI爲50,從第183天到365天的AQI爲每年75,但即使基準100被認爲是安全的,這也不意味着污染是可以接受的。因爲基準是24小時目標,並且年平均值必須符合年度目標,所以完全有可能在一年中的每一天每天都獲得安全的空氣,但是仍然無法達到年度污染基準。

由於開展相關監測和研究起步較晚,中華人民共和國從2012年起在各主要城市開展PM2.5監測的試驗工作,並定於2016年1月1日起在全區範圍內實施與世界衛生組織“過渡時期目標-1”等同的GB 3095-2012《環境空氣質量標準》。

中華人民共和國環境空氣質量指數

HJ 633-2012《環境空氣質量指數(AQI)技術規定(試行)》做出如下規定:

英國

英國最常用的空氣質量指數是空氣污染物的醫療影響委員會(COMEAP)推薦的 每日空氣質量指數。該指數有十個點,進一步分爲四個帶:低,中,高和非常高。每個樂隊都爲高風險人羣和一般人羣提供建議。

該指數基於五種污染物的濃度。該指數是根據以下污染物的濃度計算得出的:臭氧,二氧化氮,二氧化硫,PM2.5(空氣動力學直徑小於2.5μm的顆粒)和PM10。分別爲每種污染物定義指標值之間的斷點,並將總指標定義爲指標的最大值。不同的污染物使用不同的平均週期。

空氣污染指數(Air Pollution Index, API)是反映空氣污染物,如最常見的氮氧化物、懸浮粒子(來自汽車)和二氧化硫(來自工廠)水平的一個指數,一般是根據實際污染物觀測值並用特定公式算出。指數常被用來對公衆發佈“空氣品質日報”,讓人們知道目前的空氣質量,進而更妥善地規劃行程和工作。各個國家或地區對空氣污染指數的計算方法和規定有所不同,稱謂也稍有區別。

美國環保局空氣質量指數標準

以下某些網站顯示了主動更新的空氣質量指數圖;其他是無效網站的存檔版本:

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