[科普中国]-空气质量指数

简介

空气污染指数，就是根据环境空气质量标准和各项污染物对人体健康、生态、环境的影响，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，它将空气污染程度和空气质量状况分级表示，适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。1针对单项污染物的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、一氧化碳等六项。

空气污染指数的取值范围定为0～500，其中0～50、51～100、101～200、201～300和大于300，分别对应国家空气质量标准中日均值的 I级、II级、III级、IV级和V级标准的污染物浓度限定数值，在实际应用中，又把III级和IV级分为III（1）级、III（2）级和IV（1） 级、IV（2）级。I级，空气质量评估为优，对人体健康无影响；II级，空气质量评估为良，对人体健康无显著影响；III级，为轻度污染，健康人群出现刺 激症状；IV级，中度污染，健康人群普遍出现刺激症状；V级，严重污染，健康人群出现严重刺激症状。

分级2012年上半年出台规定，将用空气质量指数（AQI）替代原有的空气污染指数（API）。

空气质量按照空气质量指数大小分为六级，相对应空气质量的六个类别，指数越大、级别越高说明污染的情况越严重，对人体的健康危害也就越大，从一级优，二级良，三级轻度污染，四级中度污染，直至五级重度污染，六级严重污染。

当PM2.5日均值浓度达到150微克/立方米时，AQI即达到200；当PM2.5日均浓度达到250微克/立方米时，AQI即达300；PM2.5日均浓度达到500微克/立方米时，对应的AQI指数达到500。

根据《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ 633—2012）规定：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。3

空气污染指数为0－50，空气质量级别为一级，空气质量状况属于优。此时，空气质量令人满意，基本无空气污染，各类人群可正常活动。3

空气污染指数为51－100，空气质量级别为二级，空气质量状况属于良。此时空气质量可接受，但某些污染物可能对极少数异常敏感人群健康有较弱影响，建议极少数异常敏感人群应减少户外活动。3

空气污染指数为101－150，空气质量级别为三级，空气质量状况属于轻度污染。此时，易感人群症状有轻度加剧，健康人群出现刺激症状。建议儿童、老年人及心脏病、呼吸系统疾病患者应减少长时间、高强度的户外锻炼。3

空气污染指数为151－200，空气质量级别为四级，空气质量状况属于中度污染。此时，进一步加剧易感人群症状，可能对健康人群心脏、呼吸系统有影响，建议疾病患者避免长时间、高强度的户外锻练，一般人群适量减少户外运动。3

空气污染指数为201－300，空气质量级别为五级，空气质量状况属于重度污染。此时，心脏病和肺病患者症状显著加剧，运动耐受力降低，健康人群普遍出现症状，建议儿童、老年人和心脏病、肺病患者应停留在室内，停止户外运动，一般人群减少户外运动。3

空气污染指数大于300，空气质量级别为六级，空气质量状况属于严重污染。此时，健康人群运动耐受力降低，有明显强烈症状，提前出现某些疾病，建议儿童、老年人和病人应当留在室内，避免体力消耗，一般人群应避免户外活动。3

与API的区别空气污染指数，简称API（Air Pollution Index的英文缩写），是根据环境空气质量标准和各项污染物对人体健康、生态、环境的影响，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，它将空气污染程度和空气质量状况分级表示，适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。4

AQI与原来发布的空气污染指数（API）有着很大的区别。AQI分级计算参考的标准是新的环境空气质量标准（GB3095-2012），参与评价的污染物为SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO等六项；而API分级计算参考的标准是老的环境空气质量标准（GB3095-1996），评价的污染物仅为SO2、NO2和PM10等三项，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。5

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》GB3095-1996）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）3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”。

灰霾的形成主要与PM2.5（直径小于等于2.5微米的颗粒物）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》（GB3095－2012）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）3种污染物指标，发布频次也从每天一次变成每小时一次。

评价方法就像上证综合指数不代表股价、消费物价指数CPI不代表物价一样，AQI指数也只表征污染程度，并非具体污染物的浓度值。由于AQI评价的6种污染物浓度限值各有不同，在评价时各污染物都会根据不同的目标浓度限值折算成空气质量分指数AQI。

AQI范围从0到500，大于100的污染物为超标污染物。例如PM2.5日均浓度35微克/立方米对应的分指数为50，75微克/立方米（就是通常所说的限值），折算为分指数是100，而500微克/立方米对应的IAQI值是500。

AQI就是各项污染物空气质量分指数中的最大值。当AQI大于50时，IAQI最大的污染物为首要污染物，若IAQI最大的污染物为两项或两项以上时，并列为首要污染物。

而在6项污染物中，PM2.5折算成IAQI为500的浓度限值，也刚好是500微克/立方米。也就是说，一旦PM2.5的日均浓度超过500微克/立方米，AQI随即达到500，无论浓度再怎么高，AQI也还是500。因此，严重雾霾期间，PM2.5日均浓度超过500微克/立方米的地方，就“爆表”了。

AQI计算与评价过程

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（GB3095-2012），API的浓度限值参照（GB3095-1996）)，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24小时平均浓度）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——表1（6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——表16（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——表1（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——表1（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大于50时将IAQI最大的污染物确定为首要污染物；

式中：

IAQI——6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大于50时对应的污染物即为首要污染物。IAQI大于100的污染物为超标污染物。

提高准确性的建议空气质量指数是国际上普遍采用的定量评价空气质量好坏的重要指标,但各国统计标准和方法有所不同,对环境的评价结果也存在一定差异。由于受多种因素的影响,中国目前的空气质量指数常常表现出与公众感受及其他环境监测指标不相一致的现象。针对于此,结合中国城市发展和环境监测技术的实际情况,提出了优化设置空气质量监测点、提高空气污染物浓度标准、增加空气质量统计指标和改进空气质量指数统计方法等改进建议,以进一步提高空气质量指数指示环境的准确性。7

中美空气质量指数的对比中美AQI标准和技术规定：中国空气质量标准来自国家环境保护部发布的《环境空气质量标准》（GB3095-2012）、《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ633-2012）（下称《规定》）；美国标准来自美国环境保护署（EPA）官网（http：//www．epa．gov/）发布的一系列标准和技术规范，包括每日空气质量报告技术帮助文档———空气质量指数（AQI）》、《环境空气质量标准（NAAQS）》、《空气量指数（AQI）》等。

（1）中美AQI计算公式一致，AQI标准分级、污染物项目、平均时间和浓度限值等依据各自环境空气质量标准而制定；在PM2.5和PM10空气质量分指数计算中，美国采用NowCast计算方法，该算法能够快速响应变化的空气质量状况；中国采用颗粒物24h平均值代替1h平均值计算PM2.5和PM10的空气质量分指数的做法会将污染等级严重化．

（2）中国颗粒物浓度限值存在一定的问题，主要表现在AQI