کیفیت هوا چطور محاسبه می شود؟

به طور کلی شاخص کیفیت هوا (AQI) شاخصی جهت پیش بینی روزانه کیفیت هوا است. این شاخص مردم را از کیفیت هوا (پاک بودن یا آلوده بودن آن) آگاه می سازد و میزان ارتباط آن با سطوح سلامت را ارایه می کند. به عبارت دیگر میزان تاثیر هوای آلوده بر سلامت انسان را نشان می دهد و درک آن را توسط عموم مردم آسان می 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 کیفیت هوا AQI ، کیفیت هوا را در شش دسته قرار می دهد که هر دسته را به سطوح مختلف سلامت انسان مربوط می سازد. این شش دسته بشرح زیر است:

خوب: میزان AQI در این حالت بین ۰ و ۵۰ است. کیفیت هوا رضایتبخش است و آلودگی هوا بی خطر یا کم خطر است. این حالت را با رنگ سبز نشان می دهند. در کشورما معمولاً به این حالت وضعیت “پاک” اطلاق می شود.

متوسط: میزان AQI در این حالت بین ۵۱ تا ۱۰۰ است. کیفیت هوا قابل قبول است اگرچه بعضی از آلاینده ها ممکن است برای تعداد بسیار کمی از افراد با ملاحظات بهداشتی خاص همراه باشد به عنوان مثال کسانی که نسبت به ازن حساسیت ویژه ای دارند ممکن است علائم تنفسی از خود بروزدهند.

این حالت را با رنگ زرد نشان می دهند. در کشورما معمولاً به این حالت وضعیت “سالم” اطلاق می شود.

ناسالم برای گروه های حساس: میزان AQI در این حالت بین ۱۰۱ و ۱۵۰ است. بعضی از افراد گروههای حساس ممکن است اثرات بهداشتی خاصی را تجربه کنند.

برای مثال مردمی که دارای بیماری ریه هستند نسبت به عموم مردم خطرات بیشتری را از مواجهه با ازن متحمل می شوند اما مردمی که بیماری ریوی یا قلبی دارند خطر بیشتری را از مواجهه با ذرات معلق متحمل می شوند. ولی وقتی آلودگی هوا در این سطح قرار دارد عموم مردم تحت تاثیر قرار نمی گیرند. این حالت را با رنگ نارنجی نشان می دهند.

ناسالم: هر فردی ممکن است اثرات بهداشتی AQI بالا را زمانی که مقدار آن بین ۱۵۱ و ۲۰۰ است، تجربه کند. اعضای گروههای حساس بیش از سایرین اثرات جدی را بر سلامت خود تجربه می کنند. این حالت را با رنگ قرمز نشان می دهند.

بسیار ناسالم: در این حالت AQI بین ۲۰۱ تا ۳۰۰ قرار دارد و هشداری برای سلامتی بحساب می آید و بدین معنی است که هر کسی ممکن است اثرات جدی تری را بر سلامت خود تجربه کند این حالت را به رنگ بنفش نشان می دهند.

خطرناک: AQI در این وضعیت از ۳۰۰ بالاتر است و اخطاری جدی برای سلامت انسان و اعلام وضع اضطراری است. در این وضعیت احتمالا تمام افراد جامعه تحت تاثیر قرار می گیرند. این حالت را با رنگ خرمایی نشان می دهند.

ارتباط شاخص کیفیت هوا با سطح اهمیت بهداشتی و رنگهای متناظر با آن در جدول ۱ آمده است.

جدول ۱٫ ارتباط شاخص کیفیت هوا با سطح اهمیت بهداشتی و رنگهای متناظر با آن

محاسبه و گزارش AQI برای یک جامعه

کیفیت هوا بوسیله تعیین غلظت آلاینده های اصلی در ایستگاههای سنجش اندازه گیری می شود. این ایستگاهها بسته به جمعیت شهر و وسعت آن ممکن است متعدد باشند. داده های خام بدست آمده از سنجش آلاینده ها با استفاده از رابطه زیر به AQI تبدیل می شوند. پارامترهای مورد استفاده در رابطه از جدول ۲ که نقاط شکست برای AQI را نشان می دهند، بدست می آید.

که در این رابطه :

Ip = شاخص کیفیت هوا برای آلاینده P

Cp = غلظت اندازه گیری شده آلاینده P

BPHi = نقطه شکستی که بزرگتر یا مساوی Cp است

BPLO = نقطه شکستی که کوچکتر یا مساوی CP باشد

IHi = مقدار AQI منطبق با BPHi

ILo = مقدار AQI منطبق با BPLo

با ذکر چند مثال با کاربرد رابطه بالا بیشتر آشنا خواهید شد.

مثال ۱ : در یک ایستگاه سنجش آلودگی هوا غلظت ازن یکساعته ۰/۱۵۶ ppm، غلظت ا زن ۸ ساعته ۰/۱۳۰ ppm و غلظت PM10 ۲۱۰ μg/m3 اندازه گیری شده است.  شاخص کیفیت هوا را برای آلاینده های نامبرده محاسبه کنید.

حل: نقطه شکست برای PM10 معادل ۲۱۰ μg/m3 را از جدول ۲ تعیین می کنیم. ۲۱۰ μg/m3 در ردیفی قرار دارد که کمترین مقدار آن ۱۵۵ μg/m3 و بیشترین مقدار آن ۲۵۴ μg/m3 و با AQI برابر ۱۰۱ تا ۱۵۰ مطابقت دارد. بنابراین AQI برای ۱۰PMM با داده های زیر قابل محاسبه است.

همین محاسبات را برای ازن یک ساعته معادل ۰/۱۵۶ ppm انجام می دهیم:

و برای ازن ۸ ساعته معادل ۰/۱۳۰ ppm خواهیم داشت :

با توجه به اینکه AQI مربوط به ازن ۸ ساعته از همه بالاتر است بنابراین ازن ۸ ساعته مسئول آلودگی هوا شناخته می شود. (با فرض اینکه سایر آلاینده ها در مقادیر پایین تر از استاندارد وجود داشته باشند)

مثال ۲٫ فرض کنید غلظت PM2.5 معادل ۴۸٫۷ μg/m3 و PM10 معادل ۱۷۸ μg/m3 از یک ایستگاه سنجش آلاینده های هوا گزارش شده است. شاخص کیفیت هوا را برای  این دو آلاینده محاسبه کنید.

در این مورد AQI ,133 و آلاینده مسئول PM 2.5 است.

جدول ۲٫ نقاط شکست آلایندگی در محاسبه شاخص کیفیت هوا

• در بیشتر مناطق AQI بر اساس مقادیر ازن ۸ ساعته گزارش می‌شود اما در برخی مناطق AQI بر اساس مقادیر ازن یک ساعته به احتیاط نزدیکتر است. در این شرایط AOI می‌بایست هم برای مقادیر ازن ۸ ساعته و هم برای ازن ۱ ساعته محاسبه شود هر کدام بیشتر بود گزارش شود.
• وقتی غلظت ازن ۸ ساعته از ppm 0/374 فراتر رود مقادیر AQI، بیش از ۳۰۰ باید با استفاده از غلظت ازن ۱ ساعته محاسبه شود.