Індекс якості повітря

Індекс якості повітря (англ. Air quality index, AQI) — значення, яке використовується урядовими установами^[1], щоб донести до громадськості рівень забруднення повітря у цей час. Якщо індекс збільшиться, значна частина населення зіткнеться з серйозними наслідками для здоров'я. У різних країнах є свої показники якості повітря відповідно до різних національних стандартів.

Розрахунок індексу якості повітря вимагає середніх значень концентрації забруднювальних речовин за вказаний період, які отримані з моніторингу довкілля або моделювання атмосферної дисперсії. Разом взяті концентрація і час є дозою забруднювальних речовин в повітрі. Можливі наслідки для здоров'я відповідно до впливу дози встановлюються епідеміологічними дослідженнями.^[2] Індекс якості повітря зазвичай об'єднують в діапазони. Кожному діапазону присвоюється ідентифікатор, код кольору і рекомендації охорони здоров'я.

Індекс якості повітря може збільшитись за рахунок збільшення викидів в атмосферу (наприклад, в годину пік). Застій повітря часто зумовлений антициклоном, температурною інверсією або низькою швидкістю вітру, через що забруднене повітря залишається в локальній області і призводить до високої концентрації забруднювальних речовин.^[3]

В день, коли прогнозують підвищення індексу якості повітря через забруднення повітря твердими частинками, установа або громадська організація здоров'я може:

• попередити вразливих людей, таких як літні люди, діти і особи, які страждають респіраторними або серцево-судинними хворобами, уникнути зовнішніх навантажень.^[4]
• оголосити "день дій" задля проведення добровільних заходів зі скорочення викидів, до прикладу, день відмови від особистого транспорту.^[5]
• рекомендувати використовування масок, щоб уникнути проникнення дрібних частинок у легені.^[6]

Більшість шкідливих речовин в повітрі не пов'язана з індексом якості повітря. Багато країн слідкує за шістьма основними забруднювачами повітря: діоксиду сірки (SO2), твердих часток (PM10), дрібних твердих часток (PM2.5), діоксиду азоту (NO2), оксиду вуглецю (CO) і озону (O3) і вираховують показник якості повітря для цих забруднювальних речовин.

Індекс здоров'я за якістю повітря або (AQHI) — це шкала, яка допомагає зрозуміти вплив якості повітря на здоров'я. AQHI також дає поради про те, як поліпшити якість повітря. Цей показник приділяє особливу увагу людям, які чутливі до забруднення повітря. Він дає їм поради про те, як захистити своє здоров'я в час, коли якість повітря є з низьким, середнім, високим і дуже високим ризиками для здоров'я.

Індекс здоров'я за якістю повітря (AQHI) зображується у вигляд ряду від 1 до 10+, що вказує на рівень ризику для здоров'я, пов'язаного з місцевою якістю повітря. У випадку, коли обсяг забруднення повітря аномально високий, число може перевищити 10.

Станом на 30 грудня 2013 року Гонконг замінив індекс забруднення повітря новим індексом під назвою Індекс здоров'я за якістю повітря. Цей показник за шкалою від 1 до 10+ і розглядає чотири забруднювачів повітря: озон; двоокис азоту; діоксид сірки і твердих частинок (в тому числі PM10 і PM2.5). Індекси здоров'я за якістю повітря згруповані в п'ять категорій ризику для здоров'я з порадами медичних служб:^[7]

При низьких і середніх рівнях населення може продовжувати нормальну діяльність. При високому рівні категоріям ризику (діти, люди похилого віку і люди з серцевими або респіраторними захворюваннями) радять зменшити фізичні навантаження на відкритому повітрі. На дуже високих або небезпечних рівнях рекомендується зменшити або уникнути фізичних навантажень на відкритому повітрі.

Міністерство охорони навколишнього середовища Китаю відповідає за вимірювання рівня забруднення повітря в країні. Станом на 1 січня 2013 року Міністерство щоденно контролює рівень забруднення у 163 найбільших містах. Індекс забруднення повітря базується на рівні 6 атмосферних забруднювальних речовин, зокрема діоксиду сірки (SO₂), діоксиду азоту (NO₂), твердих частинок (PM₁₀), твердих частинок (PM_2.5), окису вуглецю (CO) і озону (O₃), виміряні на спеціальній станції для кожного міста.^[8]

Міністр навколишнього середовища запровадив Національний Індекс якості повітря в Нью-Делі 17 вересня 2014 року. 

Раніше вимірювання індексу було обмежене трьома показниками, проте сучасний індекс є досить точним завдяки додаванню п'яти додаткових параметрів. Теперішнє вимірювання якості повітря має 8 параметрів. Недавні ініціативи Міністерства націлені на збалансування стану довкілля, оскільки забруднення має сильний негативний вплив на здоров'я громадян країни, особливо жителів міст.

Існує шість рівнів індексу якості повітря, а саме добрий, задовільний, помірно забруднений, високий, дуже високий і небезпечний. Запропонований індекс якості повітря охоплює вісім забруднювальних речовин (РМ₁₀, РМ_2.5, NO₂, SO₂, CO, Оз, NH₃, і Pb).^[9]  Значення індексу та відповідних концентрацій, а також наслідки їхнього впливу на здоров'я для названих забруднювальних речовин є такими:

Сінгапур використовує стандартний індекс забруднення (англ. Pollutant Standards Index, PSI) для зображення якості повітря,^[10] який подібний до того, що використовується в Гонконгу^[11] Нижче наведено таблицю, згруповану за значенням індексу і його впливу на здоров'я за даними Національного агентства з навколишнього середовища.^[12]

Індекс якості повітря, що використовується у Великій Британії — це Щоденний індекс якості повітря, запропонований Комітетом з медичного впливу забруднювачів повітря.^[13] Цей індекс складається з десяти пунктів, які згруповані в 4 групи: низький, помірний, високий і дуже високий. Кожна зі груп має рекомендації для загального населення і груп ризику.^[14]

Індекс ґрунтується на концентрації 5 забруднювальних речовин: озону, діоксиду азоту, діоксиду сірки, РМ2.5 і РМ10.

Для зображення якості повітря у Європі використовують Загальний Індекс якості повітря (англ. Common Air Quality Index, CAQI). Три різні показники дозволяють зіставляти різні часові масштаби:^[15][16]

• Погодинний індекс описує якість повітря, виходячи з погодинних значень та оновлюється кожну годину,
• Щоденний індекс відповідає за загальні якості повітря попереднього дня, базується на основі щоденних значень і оновлюється раз в день,
• Щорічний індекс демонструє індекс якості повітря протягом всього року і порівнюється з європейськими нормами якості повітря.

Управління з охорони навколишнього середовища США (англ. United States Environmental Protection Agency, EPA) розробило індекс якості повітря, який використовується для звіту про якість повітря. Цей індекс ділиться на шість категорій, які вказують на зростання рівня охорони здоров'я.^[17]

Індекс базується на п'ятьох критеріях забруднювальних речовин, які регулюються в рамках закону Про чистоту повітря: озон, тверді частинки, оксид вуглецю, діоксид сірки і діоксид азоту. Охороною навколишнього середовища встановлено національні стандарти якості навколишнього повітря  для кожного з цих забруднювачів задля охорони громадського здоров'я. 

Індекс якості повітря є кусково-лінійною функцією від концентрації забруднення. Для перетворення концентрації індексу використовується таке рівняння:^[18]

${\displaystyle I={\frac {I_{high}-I_{low}}{C_{high}-C_{low}}}(C-C_{low})+I_{low}}$

де:

${\displaystyle I}$ = індекс якості повітря,

${\displaystyle C}$ = концентрація забруднювальної речовини,

${\displaystyle C_{low}}$= концентрація зупинки, ≤ ${\displaystyle C}$,

${\displaystyle C_{high}}$= концентрація зупинки, ≥ ${\displaystyle C}$,

${\displaystyle I_{low}}$= точка зупинки індексу, що відповідає ${\displaystyle C_{low}}$,

${\displaystyle I_{high}}$= точка зупинки індексу, що відповідає ${\displaystyle C_{high}}$.

Таблиці точок зупину є:

Припустимо, що монітор записує 24-годинне середнє значення частинок (PM_2.5) з концентрацією 12.0 мікрограми на кубічний метр. Підставивши в рівняння наші дані і отримаємо:

${\displaystyle {\frac {50-0}{12.0-0}}(12.0-0)+0=50}$,

цей результат знаходиться в діапазоні з назвою "добрий". Для перетворення забруднювачів повітря, концентрації в індекс якості повітря існує калькулятор.^[19]

В реальному часі дані безперервного моніторингу, як правило, доступні у вигляді середнього значення за одну годину. Однак, обчислення індексу якості повітря для деяких забруднювальних речовин, до прикладу озону, вимагає виведення середнього значення за кілька годин даних. Для точного відображення поточної якості повітря кількагодинне середнє значення, яке використовується для обчислення індексу, повинне бути зосереджене на поточному часі, але оскільки концентрація за майбутні години невідома і важко зробити точну оцінку, EPA використовує замінник значення концентрації для оцінки цих кількох годин.^[20][21]

• Забруднення повітря

• Екологічний норматив якості атмосферного повітря // Словник-довідник з екології : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 79.
• Індекс забруднення атмосфери // Словник-довідник з екології : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 102.
• Світовий Індекс Якості Повітря [Архівовано 14 серпня 2020 у Wayback Machine.]
• CAQI в Європі [Архівовано 11 червня 2017 у Wayback Machine.]- AirqualityNow
• AQI airnow.gov - хрест-агентство уряду США сайт
• Нью-Мексико якості повітря і API даних - приклад того, як Нью-Мексико Департамент навколишнього середовища публікує їх якості повітря і API даних.
• AQI в метеорологічній службі Канади
• Британському архіві Якість повітря [Архівовано 7 листопада 2008 у Wayback Machine.]
• API в Жас (Міністерство навколишнього середовища Малайзії) [Архівовано 16 травня 2013 у Wayback Machine.]
• API у Гонконг - Відділ охорони навколишнього середовища Уряду Гонконгу, спеціального адміністративного району
• Сан-Франциско вільний-повітря - акі пояснення
• Малайзія Індекс Забруднення Повітря
• AQI в Таїланді [Архівовано 6 червня 2017 у Wayback Machine.]
• PM25 AQI в Ханої, В'єтнам [Архівовано 17 червня 2017 у Wayback Machine.]