空气质量指数是如何计算的

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2013年初，全国部分地区均笼罩在一片雾霾之下，各大城市陆续推出的空气质量指数预报，显示出多地处于重度污染之下，个别城市更是爆表破上限。空气质量指数（AQI）是一种评价大气环境质量状况简单而直观的指标，其数值范围为0~500，空气质量指数的值在不同的区间，代表了不同的空气质量水平。比如0~50，代表“良好”；51~100，代表“中等”；101~150，代表“对敏感人群不健康”……那么，AQI这一数值是如何计算出来的呢？

什么是AQI

环境空气污染物的种类有很多，常见的有二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）和悬浮颗粒物，总是与空气质量指数一起出现的名词PM2.5就是指悬浮颗粒物中的一种。PM是“颗粒物（Partical Material）”的缩写，包括人为的和自然直接排放的固体颗粒和液滴微粒，或者排放的污染物在大气中发生反应而形成的微粒。其中直径小于10μm的微粒即PM10，可以被人吸入并积聚在呼吸系统中，而直径小于2.5μm的微粒，即PM2.5，被称为“细”颗粒，由于其体积小（不到人类头发平均宽度的七分之一），可以深入肺部，因此对人类健康的影响更大。

在环境监测部门每天的空气质量报告中，包含各种污染物的浓度值，比如SO2浓度为20.5μg/m3、PM10浓度为150.8μg/m3、PM2.5浓度为130.7μg/m3等。但是，对于大多数人而言，这些抽象的数据并没有很具体的意义，因为无法从这些数据中判断出到底当前的空气质量处在什么水平。于是就有人想出了一个办法，将各种不同污染物含量折算成一个统一的指数，这就是空气质量指数（AQI）。通过这一数值，人们可以一目了然地判断出空气质量是否健康（如表1）。

计算AQI

AQI是根据各种污染物的浓度值换算出来的。要计算AQI，就需要事先确定各污染物在不同空气质量水平下的浓度限值，通常我们会在空气质量预报中看到PM10、PM2.5、SO2、NO2等几种污染物的浓度值。来看一下AQI的计算公式：

其中，I为空气质量指数，即AQI；C 为该污染物浓度，即输入值；Cl、Ch为该污染物浓度限值，Il、Ih为AQI限值，4个数值均为常量，几个主要的空气污染物浓度限值的具体数值可通过查阅表2获得。

利用这个公式，只要根据测量所得的污染物浓度C，就可以容易地计算出该污染物浓度对应的AQI的值了。比如，要计算PM2.5日均值浓度等于72μg/m3对应的AQI，查阅上表可知，它在35和75之间，所以Cl = 35、Ch = 75，对应的Il = 50、Ih = 100，套入计算公式得96.25，取整数96。

再根据该计算公式，将其他几种污染物的AQI值分别算出来后，最后取数值最大的那个即为最终报告的AQI值。例如，若计算得SO2对应的AQI值为56，NO2对应的值为79，PM10对应的值为83，O3对应的值为34，那么最终报告的AQI值就取其中最大的数值，在本例中为96，即为PM2.5的值，而贡献了那个最大值污染物的PM2.5则称为首要污染物。

在2013年初之时，经常会听到有报道称某地区的AQI值爆表，这是因为AQI值最高只有500，当污染物浓度超出最高上限时，已无对应指数，因此这种情况就被称为“爆表”，说明空气质量指数已经糟糕到无法描述了。另外，由于美国使用的污染物浓度限值标准与我国的略有差异，因此才出现了美国领事馆公布的AQI数值与我国的不一致的情况。

污染物的危害

空气质量的好坏直接关系到每个人的身体健康，有关部门在公布AQI数值同时，还会表明当前的空气质量是健康、不健康，还是有危险等级别。那到底污染的空气会产生哪些危害呢？

悬浮颗粒物

空气中粒径小于100μm的颗粒物都称为悬浮颗粒物，其中粒径小于2.5μm的颗粒物可直接被吸入肺中，甚至进入血液。其成分复杂，还会吸附各种金属粉尘、致癌物质以及一些病菌等，对人体健康的伤害极大。

氮氧化物污染

氮氧化物主要指一氧化氮、二氧化氮，一部分为自然产生，但更多源自汽车尾气、工厂生产排放。氮氧化物对人体有强烈的刺激作用，被人体吸入后，会缓慢地溶于肺泡表面的水分中酸化，对肺组织产生强烈刺激及腐蚀作用，甚至侵入血液，损害神经系统。

二氧化硫

二氧化硫主要源于含硫燃料的燃烧等。冬季在我国北方因大量使用燃煤，因此其雾霾的主要污染物就是二氧化硫。二氧化硫对人的呼吸器官和眼膜具有刺激作用，若长期吸入二氧化硫会发生慢性中毒，不仅使呼吸道疾病加重，而且对肝、肾、心脏都有危害。

地面臭氧

大气层中的臭氧使我们免受紫外线的危害，而身边的臭氧却成了“健康杀手”。这是因为臭氧是一种强氧化剂，几乎可以和任何生物组织发生反应，对人体组织造成损伤。在车水马龙的街上，会发现空气略带棕色，这种通常被称作光化学烟雾的污染，其罪魁祸首就是臭氧。