تعيين شاخص کيفيت هوا (AQI)
کيفيت هوا بر کيفيت زندگي و تنفس انسان اثر دارد. همانگونه که وضعيت آب و هوا روز بروز و حتي ساعت به ساعت تغيير مي کند کيفيت هوا نيز مي تواند متغير باشد. مديريت پايش و نظارت بر کيفيت هوا در شهرهاي بزرگ داده هاي مربوط به کيفيت هوا را به شاخص کيفيت هوا تبديل مي کنند و اطلاعات مورد نياز را در اختيار عموم مردم قرار مي دهند. بنابراين شاخص کيفيت هوا یک ابزار کلیدی جهت آگاهی از کیفیت هوا، نحوه اثر آلودگی هوا بر سلامت و روش های محافظتی در برابر آلودگی هوا است.
به طور کلي شاخص کيفيت هوا (AQI) شاخصي جهت پيش بيني روزانه کيفيت هوا است. اين شاخص مردم را از کيفيت هوا (پاک بودن يا آلوده بودن آن) آگاه مي سازد و ميزان ارتباط آن با سطوح سلامت را ارايه مي کند. به عبارت ديگر ميزان تاثير هواي آلوده بر سلامت انسان را نشان مي دهد و درک آن را توسط عموم مردم آسان مي سازد.
شاخص کیفیت هوا برای پنج آلاینده اصلی هوا یعنی ذرات معلق، دی اکسید نیتروژن، ازن سطح زمین، منواکسید کربن و دی اکسید گوگرد محاسبه می شود.
سطوح مختلف مرتبط با سلامت انسان
شاخص کيفيت هوا AQI ، کيفيت هوا را در شش دسته قرار مي دهد که هر دسته را به سطوح مختلف سلامت انسان مربوط مي سازد. اين شش دسته بشرح زير است:
خوب: ميزان AQI در اين حالت بين 0 و 50 است. کيفيت هوا رضايتبخش است و آلودگي هوا بي خطر يا کم خطر است. اين حالت را با رنگ سبز نشان مي دهند. در کشورما معمولاً به این حالت وضعیت “پاک” اطلاق می شود.
متوسط: ميزان AQI در اين حالت بين 51 تا 100 است. کيفيت هوا قابل قبول است اگرچه بعضي از آلاينده ها ممکن است براي تعداد بسيار کمي از افراد با ملاحظات بهداشتي خاص همراه باشد به عنوان مثال کساني که نسبت به ازن حساسيت ويژه اي دارند ممکن است علائم تنفسي از خود بروزدهند. اين حالت را با رنگ زرد نشان مي دهند. در کشورما معمولاً به این حالت وضعیت “سالم” اطلاق می شود.
ناسالم براي گروه هاي حساس: ميزان AQI در اين حالت بين 101 و 150 است. بعضي از افراد گروههاي حساس ممکن است اثرات بهداشتي خاصي را تجربه کنند. براي مثال مردمي که داراي بيماري ريه هستند نسبت به عموم مردم خطرات بيشتري را از مواجهه با ازن متحمل مي شوند اما مردمي که بيماري ريوي يا قلبي دارند خطر بيشتري را از مواجهه با ذرات معلق متحمل مي شوند. ولي وقتي آلودگي هوا در اين سطح قرار دارد عموم مردم تحت تاثير قرار نمي گيرند. اين حالت را با رنگ نارنجي نشان مي دهند.
ناسالم: هر فردي ممکن است اثرات بهداشتي AQI بالا را زماني که مقدار آن بين 151 و 200 است، تجربه کند. اعضاي گروههاي حساس بيش از سايرين اثرات جدي را بر سلامت خود تجربه مي کنند. اين حالت را با رنگ قرمز نشان مي دهند.
بسیار ناسالم: در اين حالت AQI بين 201 تا 300 قرار دارد و هشداري براي سلامتي بحساب مي آيد و بدين معني است که هر کسي ممکن است اثرات جدي تري را بر سلامت خود تجربه کند اين حالت را به رنگ بنفش نشان مي دهند.
خطرناک: AQI در اين وضعيت از 300 بالاتر است و اخطاري جدي براي سلامت انسان و اعلام وضع اضطراري است. در اين وضعيت احتمالا تمام افراد جامعه تحت تاثير قرار مي گيرند. اين حالت را با رنگ خرمايي نشان مي دهند.
ارتباط شاخص کيفيت هوا با سطح اهميت بهداشتي و رنگهاي متناظر با آن در جدول 1 آمده است.
جدول 1. ارتباط شاخص کيفيت هوا با سطح اهميت بهداشتي و رنگهاي متناظر با آن
محاسبه و گزارش AQI براي يک جامعه
کيفيت هوا بوسيله تعيين غلظت آلاينده هاي اصلي در ايستگاههاي سنجش اندازه گيري مي شود. اين ايستگاهها بسته به جمعيت شهر و وسعت آن ممکن است متعدد باشند. داده هاي خام بدست آمده از سنجش آلاينده ها با استفاده از رابطه زیر به AQI تبديل مي شوند. پارامترهاي مورد استفاده در رابطه از جدول 2 که نقاط شکست براي AQI را نشان مي دهند، بدست مي آيد.
که در اين رابطه :
Ip = شاخص کيفيت هوا براي آلاينده P
Cp = غلظت اندازه گيري شده آلاينده P
BPHi = نقطه شکستي که بزرگتر يا مساوي Cp است
BPLO = نقطه شکستي که کوچکتر يا مساوي CP باشد
IHi = مقدار AQI منطبق با BPHi
ILo = مقدار AQI منطبق با BPLo
با ذکر چند مثال با کاربرد رابطه بالا بيشتر آشنا خواهيد شد.
مثال 1 : در يک ايستگاه سنجش آلودگي هوا غلظت ازن يکساعته 0/156 ppm، غلظت ا زن 8 ساعته 0/130 ppm و غلظت PM10 210 μg/m3 اندازه گيري شده است. شاخص کیفیت هوا را براي آلاينده هاي نامبرده محاسبه کنيد.
حل: نقطه شکست براي PM10 معادل 210 μg/m3 را از جدول 2 تعيين مي کنيم. 210 μg/m3 در رديفي قرار دارد که کمترين مقدار آن 155 μg/m3 و بيشترين مقدار آن 254 μg/m3 و با AQI برابر 101 تا 150 مطابقت دارد. بنابراين AQI براي 10PMM با داده هاي زير قابل محاسبه است.
همين محاسبات را براي ازن يک ساعته معادل 0/156 ppm انجام مي دهيم:
و براي ازن 8 ساعته معادل 0/130 ppm خواهيم داشت :
با توجه به اينکه AQI مربوط به ازن 8 ساعته از همه بالاتر است بنابراين ازن 8 ساعته مسئول آلودگي هوا شناخته مي شود. (با فرض اينکه ساير آلاينده ها در مقادير پايين تر از استاندارد وجود داشته باشند)
مثال 2. فرض کنيد غلظت PM2.5 معادل 48.7 μg/m3 و PM10 معادل 178 μg/m3 از يک ايستگاه سنجش آلاينده هاي هوا گزارش شده است. شاخص کیفیت هوا را براي اين دو آلاينده محاسبه کنيد.
در اين مورد AQI ,133 و آلاينده مسئول PM 2.5 است.
جدول 2. نقاط شکست آلایندگی در محاسبه شاخص کیفیت هوا
- در بيشتر مناطق AQI بر اساس مقادير ازن 8 ساعته گزارش ميشود اما در برخی مناطق AQI بر اساس مقادیر ازن يک ساعته به احتياط نزديکتر است. در اين شرايط AOI ميبايست هم براي مقادير ازن 8 ساعته و هم براي ازن 1 ساعته محاسبه شود هر کدام بيشتر بود گزارش شود.
- وقتي غلظت ازن 8 ساعته از ppm 0/374 فراتر رود مقادير AQI، بیش از 300 بايد با استفاده از غلظت ازن 1 ساعته محاسبه شود.
تعيين شاخص کيفيت هوا (AQI)
کيفيت هوا بر کيفيت زندگي و تنفس انسان اثر دارد. همانگونه که وضعيت آب و هوا روز بروز و حتي ساعت به ساعت تغيير مي کند کيفيت هوا نيز مي تواند متغير باشد. مديريت پايش و نظارت بر کيفيت هوا در شهرهاي بزرگ داده هاي مربوط به کيفيت هوا را به شاخص کيفيت هوا تبديل مي کنند و اطلاعات مورد نياز را در اختيار عموم مردم قرار مي دهند.
بنابراين شاخص کيفيت هوا یک ابزار کلیدی جهت آگاهی از کیفیت هوا، نحوه اثر آلودگی هوا بر سلامت و روش های محافظتی در برابر آلودگی هوا است.
به طور کلي شاخص کيفيت هوا (AQI) شاخصي جهت پيش بيني روزانه کيفيت هوا است. اين شاخص مردم را از کيفيت هوا (پاک بودن يا آلوده بودن آن) آگاه مي سازد و ميزان ارتباط آن با سطوح سلامت را ارايه مي کند. به عبارت ديگر ميزان تاثير هواي آلوده بر سلامت انسان را نشان مي دهد و درک آن را توسط عموم مردم آسان مي سازد.
شاخص کیفیت هوا برای پنج آلاینده اصلی هوا یعنی ذرات معلق، دی اکسید نیتروژن، ازن سطح زمین، منواکسید کربن و دی اکسید گوگرد محاسبه می شود.
سطوح مختلف مرتبط با سلامت انسان
شاخص کيفيت هوا AQI ، کيفيت هوا را در شش دسته قرار مي دهد که هر دسته را به سطوح مختلف سلامت انسان مربوط مي سازد. اين شش دسته بشرح زير است:
خوب: ميزان AQI در اين حالت بين 0 و 50 است. کيفيت هوا رضايتبخش است و آلودگي هوا بي خطر يا کم خطر است. اين حالت را با رنگ سبز نشان مي دهند. در کشورما معمولاً به این حالت وضعیت “پاک” اطلاق می شود.
متوسط: ميزان AQI در اين حالت بين 51 تا 100 است. کيفيت هوا قابل قبول است اگرچه بعضي از آلاينده ها ممکن است براي تعداد بسيار کمي از افراد با ملاحظات بهداشتي خاص همراه باشد به عنوان مثال کساني که نسبت به ازن حساسيت ويژه اي دارند ممکن است علائم تنفسي از خود بروزدهند. اين حالت را با رنگ زرد نشان مي دهند. در کشورما معمولاً به این حالت وضعیت “سالم” اطلاق می شود.
ناسالم براي گروه هاي حساس: ميزان AQI در اين حالت بين 101 و 150 است. بعضي از افراد گروههاي حساس ممکن است اثرات بهداشتي خاصي را تجربه کنند. براي مثال مردمي که داراي بيماري ريه هستند نسبت به عموم مردم خطرات بيشتري را از مواجهه با ازن متحمل مي شوند اما مردمي که بيماري ريوي يا قلبي دارند خطر بيشتري را از مواجهه با ذرات معلق متحمل مي شوند. ولي وقتي آلودگي هوا در اين سطح قرار دارد عموم مردم تحت تاثير قرار نمي گيرند. اين حالت را با رنگ نارنجي نشان مي دهند.
ناسالم: هر فردي ممکن است اثرات بهداشتي AQI بالا را زماني که مقدار آن بين 151 و 200 است، تجربه کند. اعضاي گروههاي حساس بيش از سايرين اثرات جدي را بر سلامت خود تجربه مي کنند. اين حالت را با رنگ قرمز نشان مي دهند.
بسیار ناسالم: در اين حالت AQI بين 201 تا 300 قرار دارد و هشداري براي سلامتي بحساب مي آيد و بدين معني است که هر کسي ممکن است اثرات جدي تري را بر سلامت خود تجربه کند اين حالت را به رنگ بنفش نشان مي دهند.
خطرناک: AQI در اين وضعيت از 300 بالاتر است و اخطاري جدي براي سلامت انسان و اعلام وضع اضطراري است. در اين وضعيت احتمالا تمام افراد جامعه تحت تاثير قرار مي گيرند. اين حالت را با رنگ خرمايي نشان مي دهند.
ارتباط شاخص کيفيت هوا با سطح اهميت بهداشتي و رنگهاي متناظر با آن در جدول 1 آمده است.
جدول 1. ارتباط شاخص کيفيت هوا با سطح اهميت بهداشتي و رنگهاي متناظر با آن
محاسبه و گزارش AQI براي يک جامعه
کيفيت هوا بوسيله تعيين غلظت آلاينده هاي اصلي در ايستگاههاي سنجش اندازه گيري مي شود. اين ايستگاهها بسته به جمعيت شهر و وسعت آن ممکن است متعدد باشند. داده هاي خام بدست آمده از سنجش آلاينده ها با استفاده از رابطه زیر به AQI تبديل مي شوند. پارامترهاي مورد استفاده در رابطه از جدول 2 که نقاط شکست براي AQI را نشان مي دهند، بدست مي آيد.
که در اين رابطه :
Ip = شاخص کيفيت هوا براي آلاينده P
Cp = غلظت اندازه گيري شده آلاينده P
BPHi = نقطه شکستي که بزرگتر يا مساوي Cp است
BPLO = نقطه شکستي که کوچکتر يا مساوي CP باشد
IHi = مقدار AQI منطبق با BPHi
ILo = مقدار AQI منطبق با BPLo
با ذکر چند مثال با کاربرد رابطه بالا بيشتر آشنا خواهيد شد.
مثال 1 : در يک ايستگاه سنجش آلودگي هوا غلظت ازن يکساعته 0/156 ppm، غلظت ا زن 8 ساعته 0/130 ppm و غلظت PM10 210 μg/m3 اندازه گيري شده است. شاخص کیفیت هوا را براي آلاينده هاي نامبرده محاسبه کنيد.
حل: نقطه شکست براي PM10 معادل 210 μg/m3 را از جدول 2 تعيين مي کنيم. 210 μg/m3 در رديفي قرار دارد که کمترين مقدار آن 155 μg/m3 و بيشترين مقدار آن 254 μg/m3 و با AQI برابر 101 تا 150 مطابقت دارد. بنابراين AQI براي 10PMM با داده هاي زير قابل محاسبه است.
همين محاسبات را براي ازن يک ساعته معادل 0/156 ppm انجام مي دهيم:
و براي ازن 8 ساعته معادل 0/130 ppm خواهيم داشت :
با توجه به اينکه AQI مربوط به ازن 8 ساعته از همه بالاتر است بنابراين ازن 8 ساعته مسئول آلودگي هوا شناخته مي شود. (با فرض اينکه ساير آلاينده ها در مقادير پايين تر از استاندارد وجود داشته باشند)
مثال 2. فرض کنيد غلظت PM2.5 معادل 48.7 μg/m3 و PM10 معادل 178 μg/m3 از يک ايستگاه سنجش آلاينده هاي هوا گزارش شده است. شاخص کیفیت هوا را براي اين دو آلاينده محاسبه کنيد.
در اين مورد AQI ,133 و آلاينده مسئول PM 2.5 است.
جدول 2. نقاط شکست آلایندگی در محاسبه شاخص کیفیت هوا
- در بيشتر مناطق AQI بر اساس مقادير ازن 8 ساعته گزارش ميشود اما در برخی مناطق AQI بر اساس مقادیر ازن يک ساعته به احتياط نزديکتر است. در اين شرايط AOI ميبايست هم براي مقادير ازن 8 ساعته و هم براي ازن 1 ساعته محاسبه شود هر کدام بيشتر بود گزارش شود.
- وقتي غلظت ازن 8 ساعته از ppm 0/374 فراتر رود مقادير AQI، بیش از 300 بايد با استفاده از غلظت ازن 1 ساعته محاسبه شود.