空氣污染指标

空氣污染指标

衡量環境空氣質量的綜合參數
空氣污染指标是把多種空氣污染物(二氧化氮、二氧化硫、臭氧、一氧化碳、懸浮微粒等)的濃度,轉化為一個由0至500的單一數字,并按照指數高低而劃分為良好、普通、不良、非常不良和有害五種級别的一種衡量環境空氣質量的綜合參數。空氣品質測站種類有一般空氣品質監測站、工業空氣品質監測站、交通空氣品質監測站、國家公園空氣品質監測站、背景空氣品質監測站五種類别,有部分的測站會兼有兩種類别。空氣質量周報所用的空氣污染指數的分級标準是:1、空氣污染指數(API)50點對應的污染物濃度為國家空氣質量日均值一級标準;2、API100點對應的污染物濃度為國家空氣質量日均值二級标準;3、API200點對應的污染物濃度為國家空氣質量日均值三級标準;4、API更高值段的分級對應于各種污染物對人體健康産生不同影響時的濃度限值。
  • 中文名:空氣污染指标
  • 外文名:Pollutant standards Indexes
  • 别名:
  • 概述:濃度與相應空氣質量标準進行比較
  • 空氣質量等級:一般為5個等級
  • 有害物質:二氧化氮、二氧化硫、臭氧等
  • 或稱:污染物标準指标(指數)

概念

空氣污染指标是把多種空氣污染物(如二氧化氮、二氧化硫、臭氧、一氧化碳、懸浮微粒等)的濃度,轉化為一個由0~500的單一數字,并按照指數高低而劃分為良好、普通、不良、非常不良和有害五種級别的一種衡量環境空氣質量的綜合參數。

空氣品質測站種類有一般空氣品質監測站、工業空氣品質監測站、交通空氣品質監測站、國家公園空氣品質監測站、背景空氣品質監測站五種類别,有部分的測站會兼有兩種類别。

内容

空氣污染指标是國家為保護人群健康和生存環境,并考慮了社會、經濟、技術等因素,經過綜合分析後,對空氣中污染物的最大允許濃度所作的規定。它是衡量空氣受污染程度的法定尺度。現今世界上都制定了适合本國的環境空氣質量标準,作為監測、評價和預測空氣質量的依據。

空氣污染指标是環境質量指數或環境污染指數中的綜合要素指數。20世紀60年代中期,空氣質量指數的概念和實際應用的方法一經提出,迅速得到了采用。各種污染物在空氣中的濃度不同,其危害的程度也有很大差異。因此,找出一種能統一體現它們這種特性,又能定量地表示其影響大小的量值,用來評定空氣質量的優劣,這就是污染指數提出的出發點。多年來,多種空氣質量指數被陸續提出。

常見的空氣質量指數有空氣污染指數(API)、橡樹嶺空氣質量指數(ORAQI)、極值指數(EVI)、污染物标準指數(PSI)及其他指數。

API

空氣污染指數API,是一種評價空氣質量好壞的量化指标,它是在美國污染物标準指數(PSI)評價法的基礎上加以簡化,将常規監測的幾種空氣污染物濃度簡化成為單一的污染指數形式,并分級表征空氣污染程度和空氣質量狀況,适合于表示城市的短期空氣質量狀況和變化趨勢。污染指數越大,污染越重,污染最重的污染物為首要污染物,首要污染物的污染指數即為API。

API是間接表征空氣污染程度的一種方法,其特點是綜合、簡便、直觀,适用于描述城市短時間内空氣質量狀況及污染程度,因此,在國内外環境質量綜合評價中被普遍采用。

大氣質量标準是制定API的出發點,我國采用現行的空氣質量标準GB:3095—1996,它是污染區的劃分、污染控制措旋的實施、污染對生态環境(含人)影響的經濟損益分析、各類區域環境污染現狀的評價和對策等的法律依據。

由于各國經濟發展階段和水平的不同,因而在制定國家空氣質量标準時,對污染物濃度的限值也不同。根據主要污染物的濃度及(可能)持續時間,劃分污染警報的級别,以用于污染現狀警報及短時效預報,是非常有效的方法。

将污染物的濃度與相應的環境空氣質量标準值比較,用線性方法分段計算各種污染物的污染分指數,取所有污染物分指數中最高者代表當地的API值。各國和地區計入API的項目不同。美國有SO2、NO2、CO、O3、PM10等;香港對同一項目采取不同時段分别計算,如CO有8h和24h均值,這樣計入API的指标共有八項。

在确定API分級時,各級污染指數所對應的濃度限值必須與各國的空氣質量标準相對應,才能使API與本國空氣質量标準相銜接,否則,在評價城市空氣質量時就沒有執行本國的空氣質量标準。

API指數以SO2日平均質量濃度數值和煙霧系數(COH)為空氣質量參數。計算公式為:

API=0.2(I1+I2)1.83=0.2(30.5x+126.0ρ)1.53

在式中:I1,I2——污染物指數;

x——煙霧系數;

ρ——SO2日平均質量濃度數值。

當求得的API值小于32時,為可接受水平,對人體健康影響不明顯;達到50時,可使慢性呼吸道疾病患者症狀加劇;達到100時,對心髒病和呼吸道疾病患者有嚴重威脅,對健康者也有輕度影響;50~75時,應發出警告并須采取減輕污染的措施。

此指數适用于燃煤城市的空氣質量評價,也可用于污染預報。但此指數參數少,有局限性。

ORAQI

橡樹嶺空氣質量指數(ORAQI)是1971年美國原子能委員會橡樹嶺實驗室提出的指數。污染物包括SO2、NO2、CO、TSP和氧化劑的質量濃度這5個空氣質量參數。

按ORAQI值的大小,将空氣質量分為6級。ORAQI值小于20時為優,20~39為好,40~59為尚可,60~79為差,80~99為壞,大于或等于100為危險。

此指數适用于評價一個城市或地區空氣質量的年變化,也可用于各城市空氣質量的比較。其參數較多,實用性強。分指數呈線性,總指數呈非線性。

EVI

極值指數(EVI)是用SO2、CO、TSP和氧化劑為指标,先計算各污染物的分指數,再綜合成一個EVI值。此指數反映一個地區短期(1~24h)出現的高濃度污染的評價。有一定局限性,應與MAQI(密特空氣質量指數)配合使用。分指數呈線性,總指數為平方和開方。

PSI

1976年9月美國國家環境保護局公布PSI,供各州、市應用。用SO2、NO2、CO、TSP和O3(氧化劑)的質量濃度這5個參數,及SO2和TSP質量濃度的乘積參與計算。各污染物的分指數與質量濃度的關系,采用分段線性函數的數學模型,做出它們的相關對應表,如下表:

已知污染物的實測質量濃度後,可按分段線性函數關系,用内插法計算各分指數。也可将各污染物的實測質量濃度從PSI與污染物質量濃度關系繪成的分段直線圖上,直接查得它們的PSI指數。最後選取這5種污染物PSI指數中的最大值,定為空氣質量的PSI指數。過去的許多指數大多采用各種污染物PSI指數的平均值,作空氣質量指數。此指數的相關研究者認為空氣污染的危害,常由濃度高的一種污染物引起,而不是由各污染物的平均濃度造成的,所以用最高分指數判定空氣質量比較合理。

PSI将空氣質量分為5級,即0~50為良好,51~100為中等,101~200為不健康,201~300為很不健康,301~500為危險。此指數适用于城市空氣污染的評價。參數多,實用性強,采用分段線性函數的方法較為科學。

其他指數

除了以上比較經常使用的指數外,還有上海空氣質量指數、格林空氣質量綜合指數、美國的MURC指數、白勃考空氣質量綜合指數(PINDEX)、密特空氣質量指數(MAQI)、北京西郊的大氣環境質量指數、南京的大氣環境質量指數和沈陽空氣質量指數等。

應用及發展

1、為了研究室内環境空氣質量指标(細菌總數、二氧化碳、濕度、負離子和開場時間)的相互關系并提出改進意見,可以通過調查各指标,據其百分位數分為3個水平,以SPSS10.0的對應分析(ANACOR)與同質分析(HOMALS)命令,進行數據處理與繪圖。對應分析表明:細菌總數與二氧化碳、二氧化碳與開場時間、細菌總數與開場時間,各2個變量及其3個水平間關系密切;同質分析表明:各3個變量其3個水平間關系也密切:細菌總數、二氧化碳與開場時間,細菌總數、二氧化碳與負離子濃度。二氧化碳、細菌總數随開場時間延長而增加;高二氧化碳的環境常常細菌總數高而負離子濃度低。因此在一定條件下,室内空氣中的二氧化碳含量能反映空氣中的細菌污染情況;加強通風,适當增加濕度,可增高負離子濃度并改善空氣質量。

2、霧霾環境下進行體育運動會引起身體不适症狀和輕度的心理壓力,不适症狀主要表現在與運動密切相關的呼吸系統、骨骼肌系統、心血管系統以及神經調節系統;同時身體不适症狀的數量和感知危險的PSI值是導緻心理壓力的重要因素。

3、對原模型中參數進行修正,使其成為與當前執行的環境空氣質量标準相對應的綜合指數模型,其次,基于概率統計思想對模型進行改進,得到不同保證率下的大氣環境質量現狀評價模型,最後,運用SPSS軟件進行實證分析,改進後模型得到的評價結果更能準确反映區域實際大氣環境質量現狀。

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