大气污染控制工程
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1.3 空气质量评价指标

1.3.1 空气污染指数

空气污染指数(Air Pollution Index,简称API)就是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式,并分级表征空气污染程度和空气质量状况,适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。空气污染的污染物有:烟尘、总悬浮颗粒物、可吸入悬浮颗粒物(浮尘)、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧、VOC等。

中国计入空气污染指数的项目暂定为:二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒物。当某种污染物浓度时,其污染分指数为

式中 Ii——第i种污染物的污染分指数;

Ci——第i种污染物的浓度值;

Ii,j——第i种污染物j转折点的污染分项指数值;

Ii,j+1——第i种污染物j+1转折点的污染分项指数值;

Ci,j——第j转折点上i种污染物(对应于Ii,j)浓度值;

Ci,j+1——第j+1转折点上i种污染物(对应于Ii,j+1)浓度值;

各种污染参数的污染分指数都计算出以后,取最大者为该区域或城市的空气污染指数API。

API=max(I1I2,…,Ii,…,In

1.3.2 空气质量指数

空气质量指数(Air Quality Index,简称AQI)是定量描述空气质量状况的无量纲指数。针对单项污染物还规定了空气质量分指数。参与空气质量评价的主要污染物为细颗粒物、可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳六项。

AQI计算与评价过程如下。

第一步是对照各项污染物的分级浓度限值[AQI的浓度限值参照(GB 3095—2012),API的浓度限值参照(GB 3095—1996)],以细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、臭氧(O3)、一氧化碳(CO)等各项污染物的实测浓度值(其中PM2.5、PM10为24h平均浓度)分别计算得出空气质量分指数(Individual Air Quality Index,简称IAQI);

式中 IAQIP——污染物项目P的空气质量分指数;

CP——污染物项目P的质量浓度值;

BPHi——相应地区的空气质量分指数及对应的污染物项目浓度指数表中与CP相近的污染物浓度限值的高位值;

BPLo——相应地区的空气质量分指数及对应的污染物项目浓度指数表中与CP相近的污染物浓度限值的低位值;

IAQIHi——相应地区的空气质量分指数及对应的污染物项目浓度指数表中与BPHi对应的空气质量分指数;

IAQILo——相应地区的空气质量分指数及对应的污染物项目浓度指数表中与BPLo对应的空气质量分指数。

第二步是从各项污染物的IAQI中选择最大值确定为AQI,当AQI>50时将IAQI最大的污染物确定为首要污染物;

AQI=max[IAQI1,IAQI2,IAQI3,…,IAQIn]

式中 IAQI——空气质量分指数;

n——污染物项目。

第三步是对照AQI分级标准,确定空气质量级别、类别及表示颜色、健康影响与建议采取的措施。

简言之,AQI就是各项污染物的空气质量分指数(IAQI)中的最大值,当AQI>50时对应的污染物即为首要污染物。IAQI>100的污染物为超标污染物。

由浙江省环保厅推出“浙江空气质量”APP平台,官方发布全省城市空气质量,这是全省手机空气质量数据唯一官方发布渠道,数据由浙江省环境监测中心提供。

该APP平台24h实时动态更新,数据真实、可靠、及时。APPStore及安卓各大应用市场均可下载应用。APP平台数据主要包括:空气质量指数(AQI)、可入肺颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、臭氧(O3)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、气象数据,共8大项。内容覆盖浙江省11个设区市和55个县级城市,共153个环境空气质量监测站的环境空气质量监测数据和预报预警数据可供实时查看。同时各主要空气质量数据实现趋势图分析,包括当日24h、历史24h、历史30日趋势分析等,如图1.5所示。

图1.5 浙江空气质量

这里列举了APP的部分界面,显示了部分此APP的功能界面,包括天气预报、AQI实时指数、空气污染指数排行榜(包括PM2.5、AQI、O3等),还可以在主界面选择不同的城市,实时了解当地的空气质量。

1.3.3 评价指标的变更

AQI与原来发布的空气污染指数(API)有着很大的区别。

空气污染指数是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式,并分级表征空气污染程度和空气质量状况,适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。

在中国,API是根据1996年颁布的空气质量“旧标准”(《环境空气质量标准》GB 3095—1996)制定的空气质量评价指数,评价指标有二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物(PM10)三项污染物。从2011年末开始,多个城市出现严重雾霾天气,市民的实际感受与API显示出的良好形势反差强烈,呼吁改进空气评价标准的呼声日趋强烈,也是从那时起,原本生涩的专业术语PM2.5逐渐成为“热词”。

AQI分级计算参考的标准是新的环境空气质量标准(GB 3095—2012),参与评价的污染物为SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO六项;而API分级计算参考的标准是老的环境空气质量标准(GB 3095—1996),评价的污染物仅为SO2、NO2和PM10三项,且AQI采用分级限制标准更严。因此AQI较API监测的污染物指标更多,其评价结果更加客观。

灰霾的形成主要与PM2.5(直径小于等于2.5μm的颗粒物)有关,此外,反映机动车尾气造成的光化学污染的臭氧指标,也没有纳入到API的评价体系中。

为此,空气质量新标准——《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)在2012年初出台,对应的空气质量评价体系也变成了AQI。“污染指数”变成了“质量指数”,在API的基础上增加了细颗粒物(PM2.5)、臭氧(O3)、一氧化碳(CO)三种污染物指标,发布频次也从每天一次变成每小时一次。