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城市尺度环境空气质量评价中AQI指数的确定

2013-03-31福建省环境监测中心站陈文花

海峡科学 2013年12期
关键词:点位空气质量尺度

福建省环境监测中心站 陈文花



城市尺度环境空气质量评价中AQI指数的确定

福建省环境监测中心站 陈文花

该文根据空气质量指数计算特性和环境质量评价方法学,提出了城市尺度环境空气质量评价中AQI指数的4种获取方法,分析了各方法间的优缺点,确定了最有代表性和最小误差的方法。

AQI 城市尺度 环境空气 质量评价

目前,我国空气质量日报采用空气污染指数(API)形式报告,空气污染指数按照《环境空气质量日报技术规定》计算并发布,根据当时我国空气污染的特点和污染防治重点以及监测能力,空气质量日报的必测因子为SO2、NO2和PM10,发布形式为空气污染指数、首要污染物、空气质量级别和空气质量状况。

但是,随着国家经济的高速发展和人们环保意识的不断提高,《城市空气质量日报技术规定》在污染物的种类、阈值、报告时间等方面都已不能适应新形势的需要。环保部于2012年第8号公告发布了《环境空气质量指数(AQI)技术规定》(试行)(HJ633-2012),规定了环境空气质量指数的分级方案、计算方法等相关要求,与《环境空气质量标准》(GB3095-2012)同步实施和使用,适用于环境空气质量指数日报、实时报和预报工作,用于向公众提供健康指引。环境空气质量指数AQI较现行的空气污染指数API,在污染物的种类、阈值、报告时间等方面都进行了改进和完善,可以取代空气污染指数API。

1 AQI指数定义

空气质量指数AQI是一种定量、客观地反映和评价空气质量状况的指标,是将常规监测的几种空气污染物简化成单一的数值形式,是表征空气污染程度的一种方法。它将空气中污染物的浓度依据适当的分级浓度限值对其进行等标化,计算得到简单的无量纲的指数,可以直观、简明、定量地描述和比较环境污染的程度,使公众能简明、清楚地了解空气质量的优劣,能够向公众提供及时、准确、易于理解的城市地区空气质量状况,并可用来进行环境现状评价、回顾性评价和趋势评价,因此在国内外被普遍应用。AQI指数包含的评价因子为7项:SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3(8小时均值最大值)和O3(1小时最大值)。

2 AQI指数在适用城市空气质量评价上的难点

《环境空气质量指数(AQI)技术规定》(试行)(HJ633-2012)对监测点位AQI的计算方法、发布内容和形式做了具体规定。但由于该规定仅明确了监测点位发布AQI指数,为点位区域周边的公众提供及时、准确、直观的健康指引和出行建议,而对于整个城市区域(即包含多个点位)AQI指数的计算和发布未做规定。主要是由于代表城市尺度的浓度计算方法和相应AQI指数的确定与点位AQI可能存在的不协调,容易造成与公众感受不一致的状况。如:大部分点位AQI小于100,但城市AQI可能为轻度污染以上;或者,大部分点位AQI都处于轻度污染以上,但城市AQI仍为良。

3 城市尺度环境空气质量评价中AQI指数的确定方法

虽然目前基于各点位的独立AQI发布方式已实现并符合规范要求,但对于关注城市尺度整体空气质量状况的管理者、研究者或公众,却无法科学准确地获取城市AQI指数信息。因此,本文根据空气质量指数计算特性及环境质量评价方法学,提出以下几种城市AQI指数提取方法:

3.1 方法之一

不考虑O3(1小时最大值),取每日城市各点位的SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO等5项污染物的算术平均浓度和各点位中O3(8小时均值最大值)单项污染物的最大值,得到城市6项污染物日均值,套用AQI分级,根据《环境空气质量指数(AQI)技术规定》(试行)(HJ633-2012)计算得到AQI指数。

3.2 方法之二

不考虑O3(1小时最大值),取每日城市各点位的SO2、NO2、PM10、CO等4项污染物的算术平均浓度和各点位中PM2.5、O3(8小时均值最大值)等2项污染物的最大值,得到城市6项污染物日均值,套用AQI分级,根据《环境空气质量指数(AQI)技术规定》(试行)(HJ633-2012)计算得到AQI指数。

3.3 方法之三

不考虑O3(1小时最大值),取每日城市各点位的6项污染物的算术平均浓度(包括O3(8小时均值最大值)),得到城市6项污染物日均值,套用AQI分级,根据《环境空气质量指数(AQI)技术规定》(试行)(HJ633-2012)计算得到AQI指数。

3.4 方法之四

取每日城市各点位的AQI指数的算术平均,得到城市AQI指数。

4 结果与讨论

对上述4种城市AQI指数的确定方法做进一步的比选、评估,本文认为方法一具有科学性和更优的应用性,主要基于以下几点:

首先,随着社会经济的快速发展和工业化、城市化进程的加速,灰霾、光化学烟雾等复合型大气污染问题日益突出,方法一从城市层面充分考虑了光化学特征物O3的突出贡献。

第二,为了与原有的API指数在城市颗粒物计算处理上有更好的衔接,同时在城市尺度上即使是细颗粒物PM2.5的分布也仍然存在不均匀性特点,因此相对来说,方法一虽然较方法二平滑了大气复合型污染物PM2.5的特征性,但在城市环境质量评价应用上仍然更具代表性。

第三,方法三和方法四由于采用了浓度平均或指数平均,因而不能很好地体现我国目前的大气复合型污染特征,也与公众的环境感受度存在较大误差。

综上所述,由于AQI指数本身是由所测各污染物中的最大单项分指数确定得到,因此在短时间范围内(如日报、实时报)进行城市尺度的指数化评价和表征具有一定科学性和较小的误差,但对于时间尺度上的累积评价将不适用和有较大误差。

[1] 环保部. HJ 633-2012,环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行),2012.

[2] 环保部.环境空气质量指数(AQI)日报技术规定(三次征求意见稿).2011.

[3] 环保部.环境空气质量评价技术规范(试行)(征求意见稿).2013.

[4] 国家环境保护总局.环境空气质量监测规范(试行).公告2007年第4号.2007.

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