[科普中国]-空气污染指数

简介

空气污染指数是评估空气质量状况的一组数字，它能告诉您今天或明天您呼吸的空气是清洁的还是受到污染的，以及您应当注意的健康问题。空气污染指数关注的是吸入受到污染的空气以后几小时或几天内人体健康可能受到的影响。空气污染指数划分为0－50、51－100、101－150、151－200、201-300和大于300六档，对应于空气质量的六个级别，指数越大，级别越高，说明污染越严重，对人体健康的影响也越明显。1

分级空气污染指数是根据空气环境质量标准和各项污染物的生态环境效应及其对人体健康的影响来确定污染指数的分级数值及相应的污染物浓度限值。空气质量周报所用的空气污染指数的分级标准是；

空气污染指数（API）50点对应的污染物浓度为国家空气质量日均值一级标准；

API100点对应的污染物浓度为国家空气质量日均值二级标准；

API200点对应的污染物浓度为国家空气质量日均值三级标准；

API更高值段的分级对应于各种污染物对人体健康产生不同影响时的浓度限值。

空气污染指数为0－50，空气质量级别为I级，空气质量状况属于优。此时不存在空气污染问题，对公众的健康没有任何危害。

空气污染指数为51－100，空气质量级别为Ⅱ级，空气质量状况属于良。此时空气质量被认为是可以接受的，除极少数对某种污染物特别敏感的人以外，对公众健康没有危害。

空气污染指数为101－150，空气质量级别为Ⅲ⑴级，空气质量状况属于轻微污染。此时，对污染物比较敏感的人群，例如儿童和老年人、呼吸道疾病或心脏病患者，以及喜爱户外活动的人，他们的健康状况会受到影响，但对健康人群基本没有影响。

空气污染指数为151－200，空气质量级别为Ⅲ⑵级，空气质量状况属于轻度污染。此时，几乎每个人的健康都会受到影响，对敏感人群的不利影响尤为明显。

空气污染指数为201－300，空气质量级别为Ⅳ级，空气质量状况属于中度重污染。此时，每个人的健康都会受到比较严重的影响。

空气污染指数大于300，空气质量级别为V级，空气质量状况属于重度污染。此时，所有人的健康都会受到严重影响。

空气污染指数的预测可以在严重的空气污染情况出现前，提醒市民大众，特别是那些对空气污染敏感的人士，如患有心脏病或呼吸系统毛病者，在必要时采取预防措施。

计算公式指标解释和计算公式 空气污染指数（API）是一种反映和评价空气质量的数量尺度方法，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数值形式，并分级表征空气污染程度和空气质量状况。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

式中：是第i 种污染物的污染分指数；

是第i 种污染物的浓度值；

是第i 种污染物j 转折点的污染分项指数值；

是第j 转折点上i种污染物（对应于）浓度值；

是第j+1转折点上i种污染物（对应于）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

质量及标准空气是指包围在地球周围的气体，它维护着人类及生物的生存。对人类及生物生存起重要作用的是距地面12公里以内的空气层，也就是对流层。清洁的空气是由氮78.06%、氧20.95%、氩气0.93%等气体组成的，这三种气体约占空气总量99.94%，其它气体总和不到千分之一。但是，随着工业及交通运输业的不断发展，大量的有害物质被排放到空气中，改变了空气的正常组成，使空气质量变坏。当我们生活在受到污染的空气之中时，健康就会受到影响。为了改善环境空气质量，防止生态破坏，创造清洁适宜的

环境，保护人体健康，根据《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》制定了《环境空气质量标准》（GB3095-2012）。2这个标准规定了环境空气质量功能区划分、标准分级、主要污染物项目和这些污染物在各个级别下的浓度限值等，是评价空气质量好坏的科学依据。它将有关地区按功能划分为二种类型的区域：一类区为自然保护区、林区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区，二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区、特定工业区。环境空气质量标准也分为二级，一类区执行一级标准，二类区执行执行二级标准。衡量某个区域的空气质量达到几级标准主要就是看这个地方空气中各种污染物如总悬浮颗粒物、二氧化硫、氮氧化物的浓度达到几级标准。3

根据国务院环境保护委员会第三届第十次会议的决定，从1997年6月开始，中国47个重点城市将陆续分批开展空气质量周报工作。什么是空气质量周报呢？环境监测部门根据环境保护法规的要求，对国家空气质量标准中规定的几种主要污染物已经开展了长期的例行监测，以掌握和评价城市空气质量状况和污染变化趋势。开展空气质量周报就是对一周的空气质量进行回顾性的评价，并以空气污染指数的表征形式定期向社会发布，为公众提供及时、准确的环境信息。随着环境监测工作的发展通过建设现代化的城市空气质量自动监测系统，今后空气质量周报还将发展为空气质量日报，并进而实现空气污染预报，使得有关部门和广大公众对城市的空气质量情况做到象天气预报一样事先“早知道”，从而对可能出现的空气污染采取及时、有效的防范措施。”

常见污染物及危害悬浮颗粒物空气中可自然沉降的颗粒物称降尘，而悬浮在空气中的粒径小于100微米的颗粒物通称总悬浮颗粒物（TSP），其中粒径小于10微米的称可吸入颗粒物（PM10）。可吸入颗粒物因粒小体轻，能在大气中长期飘浮，飘浮范围从几公里到几十公里，可在大气中造成不断蓄积，使污染程度逐渐加重。可吸入颗粒物成份很复杂，并具有较强的吸附能力。例如可吸附各种金属粉尘和强致癌物苯并（a）芘、吸附病源微生物等。

可吸入颗粒物随人们呼吸空气而进入肺部，以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道不同的部位，粒径小于5微米的多滞留在上呼吸道。滞留在鼻咽部和气管的颗粒物，与进入人体的二氧化硫（SO2）等有害气体产生刺激和腐蚀粘膜的联合作用，损伤粘膜、纤毛，引起炎症和增加气道阻力。持续不断的作用会导致慢性鼻咽炎、慢性气管炎。滞留在细支气管与肺泡的颗粒物也会与二氧化氮等产生联合作用，损伤肺泡和粘膜，引起支气管和肺部产生炎症。长期持续作用，还会诱发慢性阻塞性肺部疾患并出现继发感染，最终导致肺心病死亡率增高。4

氮氧化物一氧化氮、二氧化氮等氮氧化物是常见的大气污染物质，能刺激

呼吸器官，引起急性和慢性中毒，影响和危害人体健康。氮氧化物中的二氧化氮毒性最大，它比一氧化氮毒性高4－5倍。大气中氮氧化物主要来自汽车废气以及煤和石油燃烧的废气。

氮氧化物主要是对呼吸器官有刺激作用。由于氮氧化物较难溶于水，因而能侵入呼吸道深部细支气管及肺泡，并缓慢地溶于肺泡表面的水分中，形成亚硝酸、硝酸，对肺组织产生强烈的刺激及腐蚀作用，引起肺水肿。亚硝酸盐进入血液后，与血红蛋白结合生成高铁血红蛋白，引起组织缺氧。在一般情况，当污染物以二氧化氮为主时，对肺的损害比较明显，二氧化氮与支气管哮喘的发病也有一定的关系；当污染物以一氧化氮为主时，高铁血红蛋白症和中枢神经系统损害比较明显。

空气中二氧化氮浓度与人体健康密切相关，曾发生过因短时期暴露在高浓度二氧化氮中引起疾病和死亡的情况。如1929年5月15日，在克里夫兰的克里尔医院发生的一次火灾中，有124人死亡，死亡的直接原因就是由于含有硝化纤维的感光胶片着火而产生大量的二氧化氮所致。

二氧化硫二氧化硫是一种常见的和重要的大气污染物，是一种无色有刺激性的气体。二氧化硫主要来源于含硫燃料（如煤和石油）的燃烧；含硫矿石（特别是含硫较多的有色金属矿石）的冶炼；化工、炼油和硫酸厂等的生产过程。

二氧化硫对人体的危害是：

1、刺激呼吸道。二氧化硫易溶于水，当其通过鼻腔、气管、支气管时，多被管腔内膜水分吸收阻留，变成亚硫酸、硫酸和硫酸盐，使刺激作用增强。

2、二氧化硫和悬浮颗粒物的联合毒性作用。二氧化硫和悬浮颗粒物一起进入人体，气溶胶微粒能把二氧化硫带到肺深部，使毒性增加3－4倍。此外，当悬浮颗粒物中含有三氧化二铁等金属成分时，可以催化二氧化硫氧化成酸雾，吸附在微粒的表面，被代入呼吸道深部。硫酸雾的刺激作用比二氧化硫约强10倍。

3、二氧化硫的促癌作用。动物实验证明10mg/m3的二氧化硫可加强致癌物苯并（a）芘的致癌作用。在二氧化硫和苯并（a）芘的联合作用下，动物肺癌的发病率高于单个致癌因子的发病率。

此外，二氧化硫进入人体时，血中的维生素便会与之结合，使体内维生素C的平衡失调，从而影响新陈代谢。二氧化硫还能抑制和破坏或激活某些酶的活性，使糖和蛋白质的代谢发生紊乱，从而影响机体生长发育。

一氧化碳一氧化碳是一种无色、无味、无臭、无刺激性的有毒气体，几乎不溶于水，在空气中不容易与其它物质产生化学反应，故可在大气中停留很长时间。如局部污染严重

，可对健康产生一定危害。一氧化碳属于内窒息性毒物。空气中一氧化碳浓度到达一定高度，就会引起种种中毒症状，甚至死亡。一氧化碳是煤、石油等含碳物质不完全燃烧的产物。一些自然灾害如火山爆发、森林火灾、矿坑爆炸和地震等灾害事件，也能造成局部地区一氧化碳的浓度增高。吸烟也被认为是一氧化碳污染来源之一。

随空气进入人体的一氧化碳，在经肺泡进入血液循环后，能与血液中的血红蛋白（Hb）等结合。一氧化碳与血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力大200－300倍，因此，当一氧化碳侵入机体后，便会很快与血红蛋白合成碳氧血红蛋白(COHb），阻碍氧与血红蛋白结合成氧合血红蛋白(HbO2），造成缺氧形成一氧化碳中毒。当吸入浓度为0.5%的一氧化碳，只要20－30分钟，中毒者就会出现脉弱，呼吸变慢，最后衰竭致死。这种急性一氧化碳中毒，常发生在车间事故和家庭取暖不慎时。

长时间接触低浓度的一氧化碳对人体心血管系统、神经系统乃至对后代均有一定影响。

光化学烟雾光化学烟雾是排入大气的氮氧化物和碳氢化物受太阳紫外线作用产生的一种具有刺激性的浅蓝色的烟雾。它包含有臭氧（O3）、醛类、硝酸酯类（PAN）等多种复杂化合物。这些化合物都是光化学反应生成的二次污染物，主要是光化学氧化剂。当遇逆温或不利于扩散的气象条件时，烟雾会积聚不散，造成大气污染事件，使人眼和呼吸道受刺激或诱发各种呼吸道炎症，危机人体健康。这种污染事件最早出现在美国洛杉矶，所以又称洛杉矶光化学烟雾。20世纪末开始，光化学烟雾不仅在美国出现，而且在日本的东京、大板、川崎市，澳大利亚的悉尼、意大利的热那亚和印度的孟买等许多汽车众多的城市都先后出现过。

大气中的氮氧化物和碳氢化物主要来自汽车尾气、石油和煤燃烧的废气、及大量使用挥发性有机溶剂等。在太阳紫外线的作用下，产生化学反应，生成臭氧和醛类等二次污染物。在光化学反应中，臭氧约占85%以上。日光辐射强度是形成光化学烟雾的重要条件，因此在一年中，夏季是发生光化学烟雾的季节；而在一日中，下午2时前后是光化学烟雾达到峰值的时刻。光化学氧化剂可由城市污染区扩散到100公里甚至700公里以外。在汽车排气污染严重的城市，大气中臭氧浓度的增高，可视为光化学烟雾形成的信号。

光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道粘膜，引起眼睛红肿和喉炎，这可能与产生的醛类等二次污染物的刺激有关。光化学烟雾对人体的另一些危害则与臭氧浓度有关。当大气中臭氧的浓度达到200－1000微克/米3时，会引起哮喘发作，导致上呼吸道疾患恶化，同时也刺激眼睛，使视觉敏感度和视力降低；浓度在400--1600微克/米3时，只要接触两小时就会出现气管刺激症状，引起胸骨下疼 痛和肺通透性降低，使机体缺氧；浓度再高，就会出现头痛，并使肺部气道变窄，出现肺气肿。接触时间过长，还会损害中枢神经，导致思维紊乱或引起肺水肿等。臭氧还可引起潜在性的全身影响，如诱发淋巴细胞染色体畸变、损害酶的活性和溶血反应，影响甲状腺功能、使骨骼早期钙化等。长期吸入氧化剂会影响体内细胞的新陈代谢，加速衰老

预防光化学烟雾要采取一系列综合性的措施，其中包括制定法规，监测废气排放，改良汽车排气系统和提高汽油质量及减少挥发性有机物如油漆、涂料的使用等。

预报寻找一个有效的空气质量预报方法,对气象和环保部门进一步开展空气污染物的预报工作是很有意义的。马氏链是概率统计工作中,对某一系统所处各个状态之间的动态转移规律进行研究的方法。少数空气质量预报部门已经将该概念引入空气污染物的定性预报中。但在应用过程中,没有考虑天气背景对污染物扩散的影响,方法过于简单,难以在实际业务工作中精确描述空气质量状况的演变过程。马氏链模型在以往天气现象的出现、天气过程的持续以及天气形势的转变等研究工作中已经取得了较好的结果。借鉴这一数学模型,结合天气演变,对实际工作中空气污染物的预报问题进行深入探讨。5

如今，很多人每天出门前除了关心天气状况外，又多了一项关心的新指标，那就是空气污染状况。我们每天看到的空气污染监测值正是基于预报系统模拟测算出来的，除了那些极端情况，雾霾预报的准确率到底有多高，怎样才能提高准确性，让预报预警更好地为应对工作争取更多时间?科技日报记者走访了相关专家。

中国气象科学研究院副院长张小曳告诉记者：“霾的核心物质是空气中悬浮的干尘粒，也就是干气溶胶粒子，而由于在实际的大气中没有气溶胶粒子作为云雾的凝结核就无法形成云雾，所以雾和霾的背后都与气溶胶粒子有关。”也就是说和天气预报一样，空气污染预报也是基于一定的模型，在模拟系统里进行。它也同样存在着稳定性差异、预报准确率差异等。

“国际上现有气溶胶模拟与空气质量预报模型有一类是离线的，缺少气溶胶与气象场之间的相互作用，这样的模型就没有在线的准确;预报模型中还有一个重要的部分就是将气溶胶分不同的粒度档模拟，这样才有利于模拟出气溶胶与云雾的相互作用。”基于对国外现有模型的研究和分析，张小曳团队建立了我国自主研发的预报模型，它规避了离线模型的弊端，整合了分档模型的优势，在全国范围内正式投入使用。

自上世纪八十年代末开始张小曳就一直致力于气溶胶的研究，是我国较早从事气溶胶研究的科学工作者之一。在科技部973计划项目的支持下，他所领导的团队先后承担了“气溶胶及其气候效应”和“气溶胶、云、辐射反馈、亚洲季风研究”两个项目。

所研发出的数值预报模型在2012年秋天正式在中央气象台做全国范围内的雾霾业务预报，结合中央气象台常规天气学方面的预报，二者有效结合向全国发布雾霾预报。今天，我们打开中央气象台网页，看到的就是这个预报结果。6

治理方法治理密闭空间空气污染的方法1、自然通风；靠喷洒物捕捉或遮盖；靠吸附物吸附几种方法。1.自然通风法：立竿见影，行之有效。但有局限性。如会受到室外污浊空气的侵入，也会因雨天，冷天，热天而无法实现。

2、用喷洒物捕捉或遮盖：用喷洒物喷洒时虽能够捕捉到一些游离在空气中的有害气体分子，而当不喷洒时释放在空气中的有害气体则无法被清除掉；用遮盖物遮盖时（如一些喷洒或涂抹在家具，墙壁上的产品，有可能会将甲醛苯等有害气体封在墙体或家具的内部．表面上是减少了有害气体的排放，但当外界因素使封堵堵膜裂开时，被封堵在内部的有害气体反而会以更高的浓度向外释放。这是值得消费者高度警觉的．另外，喷洒物还会给家具等造成不同程度的损坏。

3、用空气净化炭进行吸附：空气净化炭采用的是将有毒有害气体持续吸附的原理，在不需要外加动力的的情况下即能对有毒有害气体进行清除。

对人体没有任何因二次污染所造成的伤害；其次对家具也不会造成损害，同时还能避免空气净化机类产品的噪声和电磁波对人体健康的伤害。7

防止空气污染的方法事实是，人类活动造成空气污染。考虑到空气污染的有害影响，在任何时候都是非常重要的，每个人都应该贡献一点，以防止空气污染。有一定的方法之一，可以帮助减少空气污染物的排放在大气中的。以下是防止空气污染的一些技巧：

汽车池：形成和实施汽车池汽车数量将减少，从而减少对化石燃料的使用，防止空气污染。通过这种方式，这将有助于在化石燃料和为子孙后代保护的可持续利用。

汽车护理：车及时的服务，有助于保持了良好的条件，也最大限度地减少燃料废气。平均的速度驾驶汽车和关闭在交通是一个关键的节省燃油。确保使用无铅汽油，并选择你的车经常污染检查。

公共交通：只要有可能，尽量乘坐公共交通工具。这有助于在两个方面；防止空气污染和增加公共收入。如果您打算到附近的地方，步行或使用自行车，而不是使用您的车辆。目的是减少燃料的使用，尽可能。

替代能源：防止空气污染的另一个有效途径是使用替代能源，如太阳能，水电和风能。如今，先进的技术，如风力涡轮机，太阳能热水器，家庭使用产生的电力和其他能源形式。

节能：节约能源，当然，有利于防止空气污染。关掉灯，风扇，空调，电视，等家电产品，在不使用时。您还可以与他人共用一个房间，当空调或风扇上，而不是他们在每个房间的开关上。

减少空气污染物：始终尽量减少黑烟排放，因为它可以造成空气污染。一种方式是堆肥干树叶和厨房垃圾，而不是燃烧。堆肥也会给你你的花园里的有机肥。购买产品时，总是选择空气环保且可再生的产品，这将最大限度地减少污染物的排放。

有关空气污染的社会意识，是大气污染防治要采取的最重要的一步。意识方案和/或广告，应予以鼓励，使人们了解空气污染对健康的潜在危害。改善交通设施和社会效益而适当的土地使用空气污染控制同样重要。7

各国标准世界卫生组织2005年最新出版的《空气质量准则》尤其是对大气中可吸入颗粒物的浓度限值制定了严格的标准。WHO规定PM2.5年平均浓度为10微克/立方米（μg/m3），24小时平均浓度为25μg/m3。

中国采用的空气污染指数（API）并没有对PM2.5进行监控，监测的可吸入颗粒物是PM10。一般而言，粒径2.5微米至10微米的粗颗粒物主要来自道路扬尘等；2.5微米以下的细颗粒物（PM2.5）则主要来自化石燃料的燃烧（如机动车尾气、燃煤）、挥发性有机物等。事实上在中国大部分，特别是工业集中的华北地区，PM2.5占到了整个空气悬浮颗粒物重量的大半。然而，中国的“影响空气污染指数”（API）却没有把PM2.5纳入监测之列。而中国现行的空气质量监测标准2000年颁布至今，已经沿用十年而没有修订了。

2012年2月29日，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，同意发布新修订的《环境空气质量标准》。新标准增加了细颗粒物（PM2.5）和臭氧（O3）8小时浓度限值监测指标。这是中国首次将PM2.5纳入空气质量标准，也是首次由国务院通过的环境空气质量标准。

（一）分期实施新标准的时间要求

2012年，京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市；

2013年，113个环境保护重点城市和国家环保模范城市；

2015年，所有地级以上城市；

2016年1月1日，全国实施新标准。

美国作为世界碳排放第二大国，2006年主动将PM2.5的24小时标准由65μg/m3升为35μg/m3；PM2.5的年标准仍为原来的15μg/m3。在美国已经建立起了关于细颗粒物的日常监测和公众通报制度。