Меню

Единицы измерения загрязнения воздуха



Загрязнения атмосферного воздуха

Воздушная среда характеризуется следующими основными параметрами: газовым молекулярным составом чистого воздуха, газовыми загрязняющими примесями, запыленностью, микрофлорой а также вспомогательными параметрами, такими как: температура, давление влажность, скорость и направление ветра, и, наконец, полями – электрическим, радиационным, электромагнитным, звуковым и тепловым.

К основным, наиболее распространённым примесям относятся совокупность твёрдых частиц: пыль и/или аэрозоли, сернистый газ S02, окислы азота NXOX, окись углерода СО, углекислый газ СО2, фреоны,

Единицы измерения загрязнения атмосферы зависят от вида загрязняющего вещества.

Для пыли, сажи, аэрозолей различают массовую, объёмную, счётную и поверхностную концентрации.

Массовая, или гравиметрическая концентрация – это масса частиц, содержащихся в единице объёма воздуха. В международной практике чаще всего используется единица массовой концентрации мг/м 3 . При очень низких концентрациях может использоваться также мкг/м 3 (мкг/м 3 , 10 -3 мг/м 3 ) и нанограмм на кубический метр (нг/м 3 ).

Для оценки экологического воздействия на окружающую среду тех или иных источников выбросов содержание атмосферной пыли и аэрозолей также определяют по выпадению на подстилающую поверхность и измеряют в единицах массы на единицу площади: г/м, кг/га или т/км 2 .

Объёмная концентрация – это объём частиц содержащихся в единице объёма загрязнённого воздуха, которую измеряют в см 3 /м 3 .

Счётная концентрация – это отношение числа загрязняющих частиц к единице объёма загрязнённого воздуха, выражаемая количеством частиц в 1 м 3 .

Поверхностная концентрация характеризует суммарную поверхность частиц, содержащихся в единице объёма воздуха и измеряется в м 2 /м 3 .

При исследованиях загрязнённости воздуха большое значение придают размерам пылевых частиц или аэрозолей, так как мелкие частицы обладают способностью легко проникать глубоко в лёгкие и оседать там, а с другой стороны имеют низкую гравиметрическую седиментацию (осаждение) и поэтому составляют основную часть трансграничного переноса. Размеры частиц большей частью измеряют в микронах – мкм. При характеристике дисперсности аэрозоля (пыли) пользуются различными средними размерами частиц: средний арифметический диаметр, средний квадратный диаметр, средний кубический диаметр (Такеуи Н., 1984), а также геометрическим и аэродинамическим диаметром частиц (Шадрин А.С., 1978).

Средний арифметический диаметр определяют по формуле (3.2):

, (3.2)

где ni – число частиц в i-м интервале диаметров со средним размером di, N – общее число частиц.

Средний квадратичный (средний по поверхности) диаметр определяют по формуле (3.3):

. (3.3)

Средний кубический (средний по объёму) диаметр определяют по формуле (3.4):

. (3.4)

Геометрический диаметр Dpij частиц в интервале размеров частиц от Dpi до Dpj определяется по соотношению (3.5)

Dp = Dpij = . (3.5)

Аэродинамический диаметр Dal связан с геометрическим диаметром соотношением (3.6)

Dal = Dp , (3.6)

где – плотность частиц.

В газовом анализе пользуются объёмными и массовыми единицами измерения концентрации (содержания) определяемого компонента в смеси. Объёмные единицы измерений показывают долю объёма, занимаемого определяемым компонентом в анализируемой газовой смеси.

Объёмными (относительными) единицами являются проценты (об %), промилле (% об) и число объёмных частей на миллион (об. част. 10 -6 или vpm).

Массовыми единицами являются либо масса определяемого компонента в единице объёма анализируемой смеси, например миллиграмм на кубический метр, либо безразмерные единицы, определяющие число массовых частей определяемого компонента на миллион (ppm) массовых частей анализируемой газовой смеси.

Объёмные единицы – удобнее массовых и поэтому более распространены в газовом анализе, поскольку относительное, например процентное, содержание определяемого компонента не зависит от давления и температуры газа. При анализе примесных количеств вещества пользуются массовыми единицами (чаще всего мг/м 3 и ppm), причём указывают агрегатное состояние примеси.

Соотношения между безразмерными и размерными единицами для некоторых газов следующие:

SO2 CO O2 NO NO2 1 ppm 1 ppm 1 ppm 1 ppm 1 ppm = 2,7 мг/м 3 = 1,2 мг/м 3 = 2,1 мг/м 3 = 1,25 мг/м 3 = 2,0 мг/м 3

Часто при указании концентрации указывается время, в течение которого определяется её среднее значение (час, сутки, год), а также сезон года (лето, осень, зима, весна).

Источник

Индекс качества воздуха — Air quality index

Индекс качества воздуха ( И ) используется государственными органами для связи с общественностью , как загрязненный воздух в настоящее время или как загрязненные прогнозируются стать. Риски для общественного здоровья возрастают по мере роста AQI. В разных странах есть свои индексы качества воздуха, соответствующие разным национальным стандартам качества воздуха. Некоторые из них — это Индекс качества воздуха (Канада) , Индекс загрязнения воздуха (Малайзия) и Индекс норм загрязнения (Сингапур).

СОДЕРЖАНИЕ

Вычисление

Для расчета AQI требуется концентрация загрязняющих веществ в воздухе за определенный период усреднения, полученная с помощью монитора или модели воздуха . Взятые вместе, концентрация и время представляют дозу загрязнителя воздуха. Последствия для здоровья, соответствующие данной дозе, устанавливаются эпидемиологическими исследованиями. Загрязнители воздуха различаются по силе действия, и функция, используемая для преобразования концентрации загрязнителя воздуха в AQI, зависит от загрязнителя. Значения индекса качества воздуха обычно сгруппированы по диапазонам. Каждому диапазону присваивается дескриптор, цветовой код и стандартизированная рекомендация по общественному здравоохранению.

AQI может увеличиваться из-за увеличения выбросов в атмосферу (например, во время движения в час пик или при подветренном лесном пожаре) или из-за недостаточного разбавления загрязнителей воздуха. Застойный воздух , часто вызываемый антициклоном , температурной инверсией или низкой скоростью ветра, позволяет загрязнению воздуха оставаться в определенной местности, что приводит к высоким концентрациям загрязняющих веществ, химическим реакциям между загрязнителями воздуха и туманным условиям.

В день, когда прогнозируется повышение AQI из-за загрязнения мелкодисперсными частицами, агентство или организация общественного здравоохранения могут:

  • посоветуйте чувствительным группам, таким как пожилые люди, дети и люди с респираторными или сердечно-сосудистыми заболеваниями, избегать нагрузок на открытом воздухе.
  • объявить «день действий» для поощрения добровольных мер по сокращению выбросов в атмосферу, таких как использование общественного транспорта.
  • рекомендуют использовать маски, чтобы мелкие частицы не попали в легкие

В период очень низкого качества воздуха, например , при эпизоде ​​загрязнения воздуха , когда AQI указывает, что острое воздействие может нанести значительный вред общественному здоровью, агентства могут задействовать планы действий в чрезвычайных ситуациях, которые позволяют им заказывать основные источники выбросов (например, угледобывающие предприятия ) для сокращения выбросов до тех пор, пока не исчезнут опасные условия.

Большинство загрязнителей воздуха не имеют ассоциированного АКИ. Многие страны проводят мониторинг приземного озона , твердых частиц , диоксида серы , оксида углерода и диоксида азота и рассчитывают индексы качества воздуха для этих загрязнителей.

Определение AQI в конкретной стране отражает дискурс, окружающий разработку национальных стандартов качества воздуха в этой стране. Недавно стал доступен веб-сайт, позволяющий правительственным учреждениям в любой точке мира предоставлять свои данные мониторинга воздуха в реальном времени для отображения с использованием общего определения индекса качества воздуха.

Индексы по местонахождению

Канада

О качестве воздуха в Канаде уже много лет сообщают с помощью провинциальных индексов качества воздуха (AQI). Примечательно, что значения AQI отражают цели управления качеством воздуха, которые основаны на минимально достижимом уровне выбросов, а не на исключительной заботе о здоровье человека. Индекс качества воздуха и здоровья ( AQHI ) — это шкала, призванная помочь понять влияние качества воздуха на здоровье. Это инструмент защиты здоровья, используемый для принятия решений по сокращению кратковременного воздействия загрязнения воздуха путем корректировки уровней активности при повышенных уровнях загрязнения воздуха. Индекс качества воздуха и здоровья также дает советы о том, как улучшить качество воздуха, предлагая изменение поведения для уменьшения воздействия на окружающую среду. В этом индексе особое внимание уделяется людям, чувствительным к загрязнению воздуха. Он дает им советы о том, как защитить свое здоровье при уровнях качества воздуха, связанных с низким, средним, высоким и очень высоким риском для здоровья.

Индекс качества воздуха и здоровья содержит число от 1 до 10+, чтобы указать уровень риска для здоровья, связанный с местным качеством воздуха. В некоторых случаях, когда уровень загрязнения воздуха чрезмерно высок, это число может превышать 10. AQHI предоставляет текущее значение местного качества воздуха, а также прогноз местных максимумов качества воздуха на сегодня, сегодня вечером и завтра, а также предоставляет соответствующие рекомендации по здоровью. .

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 +
Риск: Низкий (1–3) Умеренный (4–6) Высокий (7–10) Очень высокий (выше 10)
Риск здоровью Индекс качества воздуха и здоровья Сообщения о здоровье
Население в группе риска *Основное население
Низкий 1–3 Наслаждайтесь обычными занятиями на свежем воздухе. Идеальное качество воздуха для активного отдыха
Умеренный 4–6 Если вы испытываете симптомы, подумайте о том, чтобы уменьшить или перенести интенсивные занятия на открытом воздухе. Нет необходимости менять привычные занятия на свежем воздухе, если вы не испытываете таких симптомов, как кашель и раздражение горла.
Высоко 7–10 Уменьшите или перенесите интенсивные занятия на открытом воздухе. Дети и пожилые люди тоже должны расслабиться. Если вы испытываете такие симптомы, как кашель и раздражение в горле, подумайте о том, чтобы уменьшить или перенести интенсивные занятия на открытом воздухе.
Очень высоко Выше 10 Избегайте активной деятельности на открытом воздухе. Детям и пожилым людям также следует избегать физических нагрузок на открытом воздухе. Уменьшите или измените график физических нагрузок на открытом воздухе, особенно если вы испытываете такие симптомы, как кашель и раздражение горла.

Гонконг

30 декабря 2013 года Гонконг заменил Индекс загрязнения воздуха новым индексом под названием Индекс качества воздуха и здоровья . Этот индекс, сообщаемый Департаментом охраны окружающей среды , измеряется по шкале от 1 до 10+ и учитывает четыре загрязнителя воздуха: озон; диоксид азота; диоксид серы и твердые частицы (включая PM10 и PM2,5). Для любого конкретного часа AQHI рассчитывается как сумма процентного превышения риска ежедневных госпитализаций, связанного с 3-часовыми скользящими средними концентрациями этих четырех загрязнителей. AQHI сгруппированы по пяти категориям риска для здоровья с предоставлением рекомендаций по здоровью:

Категория риска для здоровья AQHI
Низкий 1
2
3
Умеренный 4
5
6
Высоко 7
Очень высоко 8
9
10
Серьезный 10+

С каждой категорией риска для здоровья есть рекомендации. На низком и среднем уровнях населению сообщают, что они могут продолжать нормальную деятельность. Детям, пожилым людям и людям с сердечными или респираторными заболеваниями для высшей категории рекомендуется уменьшить физические нагрузки на открытом воздухе. Помимо этого ( очень высокий или серьезный ), широкой публике также рекомендуется уменьшить или избегать физических нагрузок на открытом воздухе.

Материковый Китай

Министерство охраны окружающей среды Китая ( МООС ) отвечает за измерение уровня загрязнения воздуха в Китае . По состоянию на 1 января 2013 года МООС ежедневно отслеживает уровень загрязнения в 163 крупных городах. Уровень И основан на уровне шести загрязняющих веществ в атмосфере, а именно диоксид серы (SO 2 ), диоксид азота (NO 2 ), взвешенные частицы размером менее 10 мкм в аэродинамическом диаметре (ТЧ 10 ), взвешенные частицы меньше , чем 2,5 мкм , аэродинамическом диаметр (PM 2,5 ) , оксид углерода (CO) и озон (O 3 ), измеренные на станциях мониторинга по всему городу.

Индивидуальная оценка (индивидуальный индекс качества воздуха, IAQI) присваивается каждому загрязнителю, и окончательный AQI является наивысшим из этих шести оценок. Окончательное значение AQI можно рассчитать либо за час, либо за 24 часа. Концентрации загрязняющих веществ можно измерить совершенно иначе. Если значение AQI рассчитывается ежечасно, то концентрации SO 2 , NO 2 , CO измеряются как среднее значение за 24 часа, концентрация O 3 измеряется как среднее значение за час, а скользящее среднее значение за 8 часов, концентрации PM 2,5 и PM 10 измеряются как среднее значение. в час и в сутки. Если значение AQI рассчитывается за 24 часа, то концентрации SO 2 , NO 2 , CO, PM 2,5 и PM 10 измеряются как среднее значение за 24 часа , а концентрация O 3 измеряется как максимальное среднее за 1 час и максимальное скользящее среднее за 24 часа . IAQI каждого загрязнителя рассчитывается по формуле, опубликованной MEP .

Оценка для каждого загрязнителя является нелинейной, как и окончательная оценка AQI. Таким образом, AQI, равный 300, не означает, что уровень загрязнения вдвое выше, чем AQI, равный 150, и не означает, что воздух вдвое опаснее. Концентрация загрязнителя, когда его IAQI равен 100, не равна удвоенной концентрации, когда его IAQI равен 50, и это не означает, что загрязняющее вещество вдвое опаснее. Хотя AQI, равный 50 с 1 по 182 день и AQI 100 со дня 183 по 365, действительно дает среднегодовое значение 75, это не означает, что загрязнение является приемлемым, даже если эталонный показатель 100 считается безопасным. Поскольку эталонный показатель является 24-часовым целевым показателем, а среднегодовое значение должно соответствовать годовому целевому показателю, вполне возможно иметь безопасный воздух каждый день в году, но все же не соответствовать годовому критерию загрязнения.

AQI и последствия для здоровья (HJ 633–2012)

АКИ Уровень загрязнения воздуха Категория загрязнения воздуха Последствия для здоровья Рекомендуемые меры предосторожности
0–50 1-й уровень Отлично (好 极 了) Никаких последствий для здоровья. Каждый может продолжить занятия на свежем воздухе в обычном режиме.
51–100 Уровень 2 Хорошо (良好) Некоторые загрязнители могут незначительно повлиять на очень немногих гиперчувствительных людей. Лишь очень немногим сверхчувствительным людям следует избегать занятий на свежем воздухе.
101–150 Уровень 3 Слабо загрязненный (輕度 汚染) У здоровых людей может возникать легкое раздражение, а у чувствительных людей — в большей степени. Детям, пожилым людям и людям с респираторными или сердечными заболеваниями следует сократить длительные и высокоинтенсивные упражнения на свежем воздухе.
151–200 Уровень 4 Умеренно загрязненный (中度 汚染) У чувствительных людей будут более серьезные условия. Может поражаться сердце и дыхательная система здоровых людей. Детям, пожилым людям и людям с респираторными или сердечными заболеваниями следует избегать длительных и высокоинтенсивных упражнений на открытом воздухе. Население в целом должно умеренно сократить деятельность на свежем воздухе.
201–300 5 уровень Сильно загрязненный (重 度 汚染) У здоровых людей обычно проявляются симптомы. Люди с респираторными или сердечными заболеваниями серьезно пострадают, и их выносливость снизится. Детям, пожилым людям и людям с сердечными или легочными заболеваниями следует оставаться в помещении и избегать активного отдыха. Население в целом должно сократить деятельность на открытом воздухе
> 300 6 уровень Сильно загрязненный (嚴重) У здоровых людей снижается выносливость при занятиях спортом, а также могут проявляться заметно выраженные симптомы. У здоровых людей могут быть спровоцированы другие заболевания. Старейшины и больные должны оставаться в помещении и избегать физических упражнений. Здоровым людям следует избегать активного отдыха. Детям, пожилым людям и больным следует оставаться в помещении и избегать физических нагрузок. Население в целом должно избегать активного отдыха.
Читайте также:  Демонстрационная комната астрального измерения control

Индия

Национальный индекс качества воздуха (AQI) был запущен в Нью-Дели 17 сентября 2014 года под эгидой Swachh Bharat Abhiyan .

Центральный совет по контролю загрязнения наряду с государственными контрольными панелями загрязнения работает National Air Monitoring Program (NAMP) охватывает 240 городов страны , имеющей более 342 станций мониторинга. Была сформирована группа экспертов, в которую вошли медицинские работники, эксперты по качеству воздуха, научные круги, группы защиты интересов и SPCB, и техническое исследование было присуждено ИИТ Канпур . IIT Kanpur и Экспертная группа рекомендовали схему AQI в 2014 году. В то время как предыдущий индекс измерения ограничивался тремя показателями, новый индекс измеряет восемь параметров. Системы непрерывного мониторинга, которые предоставляют данные в режиме, близком к реальному, установлены в Нью-Дели, Мумбаи , Пуне , Калькутте и Ахмедабаде .

Существует шесть категорий AQI: хороший, удовлетворительный, умеренно загрязненный, плохой, очень плохой и серьезный. Предлагаемый AQI будет учитывать восемь загрязнителей (PM 10 , PM 2.5 , NO 2 , SO 2 , CO, O 3 , NH 3 и Pb), для которых краткосрочные (до 24-часового периода усреднения) национальные стандарты качества окружающего воздуха. прописаны. На основе измеренных концентраций в окружающей среде, соответствующих стандартов и вероятного воздействия на здоровье для каждого из этих загрязнителей рассчитывается субиндекс. Худший субиндекс отражает общий AQI. Также были предложены вероятные воздействия на здоровье для различных категорий AQI и загрязнителей при первичной оценке медицинских экспертов из группы. Значения AQI и соответствующие концентрации в окружающей среде (контрольные точки для здоровья), а также связанные с ними вероятные воздействия на здоровье для идентифицированных восьми загрязнителей следующие:

Категория AQI, загрязнители и контрольные точки для здоровья

Категория AQI (диапазон) PM 10 (24 часа ) PM 2.5 (24 часа ) NO 2 (24 часа) O 3 (8 часов) CO (8 часов) SO 2 (24 часа) NH 3 (24 часа) Pb (24 часа)
Хорошо (0–50) 0–50 0–30 0–40 0–50 0–1,0 0–40 0–200 0–0,5
Удовлетворительно (51–100) 51–100 31–60 41–80 51–100 1,1–2,0 41–80 201–400 0,5–1,0
Умеренно загрязненный (101–200) 101–250 61–90 81–180 101–168 2,1–10 81–380 401–800 1,1–2,0
Плохо (201–300) 251–350 91–120 181–280 169–208 10–17 381–800 801–1200 2,1–3,0
Очень плохо (301–400) 351–430 121–250 281–400 209–748 17–34 801–1600 1200–1800 3,1–3,5
Тяжелая (401–500) 430+ 250+ 400+ 748+ 34+ 1600+ 1800+ 3.5+
АКИ Сопутствующие воздействия на здоровье
Хорошо (0–50) Минимальное воздействие
Удовлетворительно (51–100) Может вызвать небольшой дискомфорт при дыхании у чувствительных людей.
Умеренно загрязненный (101–200) Может вызывать дискомфорт при дыхании у людей с такими заболеваниями легких, как астма, и дискомфорт у людей с сердечными заболеваниями, детей и пожилых людей.
Плохо (201–300) Может вызывать дискомфорт при дыхании у людей при длительном воздействии и дискомфорт у людей с сердечными заболеваниями.
Очень плохо (301–400) Может вызвать респираторные заболевания у людей при длительном воздействии. Эффект может быть более выраженным у людей с заболеваниями легких и сердца.
Тяжелая (401–500) Может вызывать респираторное воздействие даже у здоровых людей и серьезно влиять на здоровье людей с заболеваниями легких / сердца. Воздействие на здоровье может ощущаться даже при легкой физической активности.

Мексика

О качестве воздуха в Мехико сообщают в IMECA. IMECA рассчитывается с использованием измерений среднего времени воздействия озона (O 3 ), диоксида серы (SO 2 ), диоксида азота (NO 2 ), оксида углерода (CO), частиц размером менее 2,5 микрометров (PM 2,5 ) и частицы размером менее 10 микрометров (PM 10 ).

Сингапур

Сингапур использует Индекс стандартов загрязнителей для отчета о качестве воздуха, при этом детали расчета аналогичны, но не идентичны тем, которые используются в Малайзии и Гонконге. Приведенная ниже диаграмма PSI сгруппирована по значениям индексов и дескрипторам, согласно данным Национального агентства по окружающей среде .

PSI Дескриптор Общие эффекты для здоровья
0–50 Хороший Никто
51–100 Умеренный Мало или совсем нет для населения в целом
101–200 Нездоровый Легкое ухудшение симптомов у восприимчивых людей, то есть у лиц с сопутствующими заболеваниями, такими как хронические сердечные или легочные заболевания; преходящие симптомы раздражения, например раздражение глаз, чихание или кашель у некоторых здоровых людей.
201–300 Очень нездоровый Умеренное ухудшение симптомов и снижение толерантности у лиц с заболеваниями сердца или легких; более распространенные симптомы преходящего раздражения у здорового населения.
301–400 Опасно Раннее начало некоторых заболеваний в дополнение к значительному обострению симптомов у восприимчивых людей; и снижение толерантности к физической нагрузке у здоровых людей.
Свыше 400 Опасно Уровни PSI выше 400 могут быть опасными для жизни больных и пожилых людей. Здоровые люди могут испытывать неблагоприятные симптомы, влияющие на нормальную активность.

Южная Корея

Министерство окружающей среды Южной Кореи использует Комплексный индекс качества воздуха (CAI) для описания качества атмосферного воздуха на основе рисков для здоровья, связанных с загрязнением воздуха. Индекс призван помочь населению легко понять качество воздуха и защитить здоровье людей. CAI оценивается по шкале от 0 до 500, которая разделена на шесть категорий. Чем выше значение CAI, тем выше уровень загрязнения воздуха. Из значений пяти загрязнителей воздуха самым высоким является значение CAI. Индекс также связан с последствиями для здоровья и цветовым представлением категорий, как показано ниже.

CAI Описание Последствия для здоровья
0–50 Хорошо (좋음) Уровень, который не повлияет на пациентов, страдающих заболеваниями, связанными с загрязнением воздуха.
51–100 Умеренный (보통) Уровень, который может незначительно повлиять на пациентов в случае хронического воздействия.
101–250 Нездоровый (나쁨) Уровень, который может оказать вредное воздействие на пациентов и членов уязвимых групп (детей, пожилых или слабых людей), а также вызвать у широкой публики неприятные ощущения.
251–500 Очень вредно для здоровья (매우 나쁨) Уровень, который может иметь серьезные последствия для пациентов и членов уязвимых групп в случае острого воздействия.

Башня N Seoul Tower на горе Намсан в центре Сеула, Южная Корея , подсвечивается синим цветом с заката до 23:00 и 22:00 зимой, в дни, когда качество воздуха в Сеуле составляет 45 или ниже. Весной 2012 года Башня горела 52 дня, что на четыре дня больше, чем в 2011 году.

объединенное Королевство

Наиболее часто используемый индекс качества воздуха в Великобритании — это суточный индекс качества воздуха, рекомендованный Комитетом по медицинскому воздействию загрязнителей воздуха (COMEAP). Этот индекс состоит из десяти пунктов, которые далее сгруппированы в четыре диапазона: низкий, средний, высокий и очень высокий. Каждая группа содержит советы для групп риска и населения в целом.

Полоса загрязнения воздуха Ценить Сообщения о здоровье для людей из групп риска Сообщения о здоровье для населения в целом
Низкий 1–3 Наслаждайтесь обычными занятиями на свежем воздухе. Наслаждайтесь обычными занятиями на свежем воздухе.
Умеренный 4–6 Взрослым и детям с проблемами легких, а также взрослым с проблемами сердца, у которых наблюдаются симптомы, следует подумать о сокращении физических нагрузок, особенно на открытом воздухе. Наслаждайтесь обычными занятиями на свежем воздухе.
Высоко 7–9 Взрослые и дети с проблемами легких, а также взрослые с проблемами сердца должны уменьшить физические нагрузки, особенно на открытом воздухе, и особенно при появлении симптомов. Люди, страдающие астмой, могут обнаружить, что им нужно чаще использовать ингалятор с облегчением. Пожилым людям также следует уменьшить физические нагрузки. Любой, кто испытывает дискомфорт, например, боль в глазах, кашель или боль в горле, должен уменьшить активность, особенно на открытом воздухе.
Очень высоко 10 Взрослые и дети с проблемами легких, взрослые с проблемами сердца и пожилые люди должны избегать тяжелых физических нагрузок. Люди, страдающие астмой, могут обнаружить, что им нужно чаще использовать ингалятор с облегчением. Уменьшите физические нагрузки, особенно на открытом воздухе, особенно если вы испытываете такие симптомы, как кашель или боль в горле.

Индекс основан на концентрациях пяти загрязняющих веществ. Индекс рассчитывается на основе концентраций следующих загрязнителей: озона, диоксида азота, диоксида серы, PM2,5 (частицы с аэродинамическим диаметром менее 2,5 мкм) и PM10. Контрольные точки между значениями индекса определяются для каждого загрязнителя отдельно, а общий индекс определяется как максимальное значение индекса. Для разных загрязнителей используются разные периоды усреднения.

Индекс Озон, среднее значение за 8 часов (мкг / м 3 ) Двуокись азота, среднечасовая (мкг / м 3 ) Диоксид серы, среднее значение за 15 минут (мкг / м 3 ) Частицы PM 2.5 , среднее значение за 24 часа (мкг / м 3 ) Частицы PM 10 , среднее значение за 24 часа (мкг / м 3 )
1 0–33 0–67 0–88 0–11 0–16
2 34–66 68–134 89–177 12–23 17–33
3 67–100 135–200 178–266 24–35 34–50
4 101–120 201–267 267–354 36–41 51–58
5 121–140 268–334 355–443 42–47 59–66
6 141–160 335–400 444–532 48–53 67–75
7 161–187 401–467 533–710 54–58 76–83
8 188-213 468–534 711–887 59–64 84–91
9 214–240 535–600 888–1064 65–70 92–100
10 ≥ 241 ≥ 601 ≥ 1065 ≥ 71 ≥ 101

Европа

Общий индекс качества воздуха (CAQI) является показателем качества воздуха используется в Европе с 2006 г. В ноябре 2017 г. Европейское агентство по окружающей среде объявил Европейский индекс качества воздуха ( EAQI ) и начал поощрять его использование на веб — сайтах , а также для других способов информирования общественность о качестве воздуха.

По состоянию на 2012 год поддерживаемый ЕС проект CiteairII утверждал, что CAQI оценивался на «большом наборе» данных, и описывал мотивацию и определение CAQI. CiteairII заявила, что наличие индекса качества воздуха, который можно было бы легко представить широкой публике, было основной мотивацией, не говоря уже о более сложном вопросе об индексе, основанном на здоровье, который потребовал бы, например, влияния комбинированных уровней различных загрязнителей. . Основная цель CAQI состояла в том, чтобы иметь индекс, который поощрял бы широкое сравнение по ЕС, без замены местных индексов. CiteairII заявил, что «главная цель CAQI — не предупреждать людей о возможных неблагоприятных последствиях для здоровья плохого качества воздуха, а привлекать их внимание к загрязнению городского воздуха и его главному источнику (транспортному потоку) и помогать им уменьшить их воздействие».

CAQI — это число по шкале от 1 до 100, где низкое значение означает хорошее качество воздуха, а высокое значение означает плохое качество воздуха. Индекс определяется как в почасовой, так и в дневной версиях и отдельно рядом с дорогами (индекс «обочина» или «движение») или вдали от дорог («фоновый» индекс). По состоянию на 2012 год CAQI имел два обязательных компонента для придорожного индекса, NO 2 и PM 10 , и три обязательных компонента для фонового индекса, NO 2 , PM 10 и O 3 . Он также включал необязательные загрязнители PM 2,5 , CO и SO 2 . «Субиндекс» рассчитывается для каждого из обязательных (и необязательных, если они доступны) компонентов. CAQI определяется как субиндекс, который представляет наихудшее качество среди этих компонентов.

Ниже приведены некоторые из основных концентраций загрязняющих веществ в мкг / м 3 для почасового фонового индекса, соответствующих субиндексов и пяти диапазонов CAQI и словесных описаний.

Качественное название Индекс или субиндекс Концентрация загрязнителя (почасовая) в мкг / м 3
НЕТ 2 PM 10 O 3 PM 2.5 (опционально)
Очень низкий 0–25 0–50 0–25 0–60 0–15
Низкий 25–50 50–100 25–50 60–120 15–30
Середина 50–75 100–200 50–90 120–180 30–55
Высоко 75–100 200–400 90–180 180–240 55–110
Очень высоко > 100 > 400 > 180 > 240 > 110

Часто обновляемые значения и карты CAQI показаны на www.airqualitynow.eu и других веб-сайтах. Также определяется отдельный среднегодовой общий индекс качества воздуха (YACAQI), в котором различные субиндексы загрязнителей отдельно нормализуются до значения, обычно близкого к единице. Например, среднегодовые значения NO 2 , PM 10 и PM 2,5 делятся на 40 мкг / м 3 , 40 мкг / м 3 и 20 мкг / м 3 соответственно. Общий фон или YACAQI трафика для города — это среднее арифметическое определенного подмножества этих субиндексов.

Соединенные Штаты

Агентство США по охране окружающей среды (EPA) разработало индекс качества воздуха , который используется для качества воздуха отчета. Этот AQI разделен на шесть категорий, указывающих на возрастающий уровень опасности для здоровья. Значение AQI выше 300 означает опасное качество воздуха, а значение ниже 50 означает хорошее качество воздуха.

Значения индекса качества воздуха (AQI) Уровни беспокойства о здоровье Цвета
От 0 до 50 Хороший Зеленый
51 к 100 Умеренный Желтый
От 101 до 150 Нездоровое для чувствительных групп апельсин
151–200 Нездоровый красный
201 к 300 Очень нездоровый Фиолетовый
301–500 Опасно Бордовый

AQI основан на пяти «критериях» загрязнителей, регулируемых Законом о чистом воздухе : приземный озон, твердые частицы, монооксид углерода, диоксид серы и диоксид азота. EPA установило национальные стандарты качества окружающего воздуха (NAAQS) для каждого из этих загрязнителей в целях защиты здоровья населения. Значение AQI, равное 100, обычно соответствует уровню NAAQS для загрязнителя. Закон о чистом воздухе (США) (1990 г.) требует от EPA пересматривать свои национальные стандарты качества окружающего воздуха каждые пять лет, чтобы отразить меняющуюся информацию о воздействии на здоровье. Индекс качества воздуха периодически корректируется с учетом этих изменений.

Читайте также:  Прибор для измерения сахара глюкометром

Вычисление AQI

Индекс качества воздуха является кусочно-линейной функцией концентрации загрязнителя. На границе между категориями AQI есть прерывистый скачок на одну единицу AQI. Для преобразования концентрации в AQI используется следующее уравнение:

я знак равно я час я грамм час — я л о ш C час я грамм час — C л о ш ( C — C л о ш ) + я л о ш <\ displaystyle I = <\ frac -I_ > -C_ >> (C-C_ ) + I_ >

(Если измеряется несколько загрязнителей, рассчитанный AQI является наивысшим значением, вычисленным по приведенному выше уравнению, применяемому для каждого загрязнителя.)

я <\ displaystyle I> = индекс (качества воздуха), C <\ displaystyle C> = концентрация загрязнителя, C л о ш <\ displaystyle C_ > = точка излома по концентрации, равная ≤ , C <\ displaystyle C> C час я грамм час <\ displaystyle C_ > = точка излома концентрации, которая ≥ , C <\ displaystyle C> я л о ш <\ displaystyle I_ > = точка останова по индексу, соответствующая , C л о ш <\ displaystyle C_ > я час я грамм час <\ displaystyle I_ > = точка останова по индексу, соответствующая . C час я грамм час <\ displaystyle C_ >

Таблица контрольных точек EPA:

O 3 (частей на миллиард) O 3 (частей на миллиард) ТЧ 2,5 (мкг / м 3 ) PM 10 (мкг / м 3 ) CO (ч / млн) SO 2 (ч / млрд) NO 2 (частей на миллиард) АКИ АКИ
C низкий C высокий (средн.) C низкий C высокий (средн.) C низкий C высокий (средн.) C низкий C высокий (средн.) C низкий C высокий (средн.) C низкий C высокий (средн.) C низкий C высокий (средн.) Я низкий я высокий Категория
0-54 (8 часов) 0,0-12,0 (24 часа) 0-54 (круглосуточно) 0,0–4,4 (8 часов) 0-35 (1 час) 0-53 (1 час) 0-50 Хороший
55-70 (8 часов) 12,1-35,4 (круглосуточно) 55-154 (круглосуточно) 4,5–9,4 (8 часов) 36-75 (1 час) 54-100 (1 час) 51–100 Умеренный
71-85 (8 часов) 125–164 (1 час) 35,5-55,4 (круглосуточно) 155-254 (круглосуточно) 9,5–12,4 (8 часов) 76–185 (1 час) 101–360 (1 час) 101–150 Нездоровое для чувствительных групп
86-105 (8 часов) 165-204 (1 час) 55,5-150,4 (круглосуточно) 255-354 (круглосуточно) 12,5-15,4 (8 часов) 186-304 (1 час) 361-649 (1 час) 151-200 Нездоровый
106–200 (8 часов) 205–404 (1 час) 150,5–250,4 (круглосуточно) 355–424 (круглосуточно) 15,5–30,4 (8 часов) 305–604 (круглосуточно) 650–1249 (1 час) 201–300 Очень нездоровый
405-504 (1 час) 250,5-350,4 (круглосуточно) 425-504 (круглосуточно) 30,5-40,4 (8 часов) 605-804 (круглосуточно) 1250–1649 (1 час) 301-400 Опасно
505-604 (1 час) 350,5-500,4 (круглосуточно) 505-604 (круглосуточно) 40,5-50,4 (8 часов) 805-1004 (круглосуточно) 1650-2049 (1 час) 401-500

Предположим, монитор регистрирует среднюю концентрацию мелких частиц (PM 2,5 ) за 24 часа, равную 26,4 микрограмм на кубический метр. Приведенное выше уравнение приводит к AQI:

100 — 51 35,4 — 12.1 ( 26,4 — 12.1 ) + 51 знак равно 81,073 <\ displaystyle <\ frac <100-51><35.4-12.1>> (26.4-12.1) + 51 = 81.073>

который округляется до значения индекса 81, соответствующего качеству воздуха в диапазоне «Умеренный». Чтобы преобразовать концентрацию загрязнителя воздуха в AQI, EPA разработало калькулятор.

Если на участке мониторинга измеряется несколько загрязнителей, то для этого места указывается наибольшее или «доминирующее» значение AQI. AQI для озона между 100 и 300 рассчитывается путем выбора большего из AQI, рассчитанного для 1-часового значения озона, и AQI, рассчитанного для 8-часового значения озона.

8-часовые средние значения озона не определяют значения AQI выше 300; Значения AQI, равные 301 или больше, рассчитаны для 1-часовой концентрации озона. 1-часовые значения SO 2 не определяют более высокие значения AQI, превышающие 200. Значения AQI 201 или выше рассчитаны с 24-часовыми концентрациями SO 2 .

Данные мониторинга в реальном времени с непрерывных мониторов обычно доступны в виде средних значений за 1 час. Однако для расчета AQI для некоторых загрязнителей требуется усреднение данных за несколько часов. (Например, для расчета AQI озона требуется вычисление 8-часового среднего значения, а для расчета AQI PM 2,5 или PM 10 требуется 24-часовое среднее). Чтобы точно отразить текущее качество воздуха, для точного отражения текущего качества воздуха используется многочасовое среднее значение расчет AQI должен быть сосредоточен на текущем времени, но поскольку концентрации в часы будущего неизвестны и их трудно точно оценить, EPA использует суррогатные концентрации для оценки этих многочасовых средних значений. Для представления индексов качества воздуха PM 2.5 , PM 10 и озона эта суррогатная концентрация называется NowCast . Nowcast — это особый тип средневзвешенного значения, которое придает больший вес самым последним данным о качестве воздуха при изменении уровней загрязнения воздуха. Для жителей Нью-Йорка существует бесплатная подписка по электронной почте — AirNYC. Подписчики получают уведомления об изменениях значений AQI для выбранного местоположения (например, домашнего адреса) в зависимости от условий качества воздуха.

Публичная доступность AQI

Данные мониторинга в реальном времени и прогнозы качества воздуха с цветовой кодировкой в ​​зависимости от индекса качества воздуха доступны на веб-сайте AirNow EPA. Другие организации обеспечивают мониторинг членов уязвимых групп, таких как астматики, дети и взрослые старше 65 лет. Исторические данные мониторинга воздуха, включая диаграммы и карты AQI, доступны на веб-сайте AirData EPA. Подробная карта текущего уровня AQI и его двухдневный прогноз доступна на сайте Aerostate.

История АКИ

AQI дебютировал в 1968 году, когда Национальное управление по контролю за загрязнением воздуха выступило с инициативой по разработке индекса качества воздуха и применению этой методологии к столичным статистическим районам . Стимулом было привлечь внимание общественности к проблеме загрязнения воздуха и косвенно подтолкнуть ответственных местных государственных служащих к принятию мер по контролю источников загрязнения и повышению качества воздуха в пределах их юрисдикции.

Джеку Фенстерстоку, главе Национального реестра выбросов и контроля загрязнения воздуха, было поручено возглавить разработку методологии и собрать данные о качестве воздуха и выбросах, необходимые для проверки и калибровки полученных индексов.

Первоначальная итерация индекса качества воздуха использовала стандартизованные концентрации загрязняющих веществ в окружающей среде для получения индивидуальных индексов загрязняющих веществ. Затем эти индексы были взвешены и суммированы, чтобы сформировать единый общий индекс качества воздуха. Общая методология может использовать концентрации, взятые из данных мониторинга окружающей среды или предсказанные с помощью диффузионной модели. Затем концентрации были преобразованы в стандартное статистическое распределение с заданным средним значением и стандартным отклонением. Предполагается, что результирующие индивидуальные индексы загрязнителей имеют одинаковый вес, хотя могут использоваться значения, отличные от единицы. Аналогичным образом, индекс может включать любое количество загрязнителей, хотя он использовался только для объединения SOx, CO и TSP из-за отсутствия доступных данных по другим загрязнителям.

Хотя методология была разработана для обеспечения надежности, практическое применение для всех городских районов оказалось непоследовательным из-за нехватки данных мониторинга качества атмосферного воздуха, отсутствия согласия по весовым коэффициентам и неоднородности стандартов качества воздуха по географическим и политическим мотивам. границы. Несмотря на эти проблемы, публикация списков, ранжирующих города с пригородами, достигла целей государственной политики и привела к будущей разработке улучшенных показателей и их повседневному применению.

Австралия

Каждый штат и территория Австралии несет ответственность за мониторинг качества воздуха и публикацию данных в соответствии с национальными стандартами NEPM.

Каждый штат и территория публикуют данные о качестве воздуха для отдельных точек мониторинга, а большинство штатов и территорий публикуют индексы качества воздуха для каждой точки мониторинга.

По всей Австралии применяется последовательный подход к индексам качества воздуха с использованием простой линейной шкалы, где 100 представляет собой стандарт максимальной концентрации для каждого загрязнителя, установленный NEPM. Эти стандарты максимальной концентрации:

Загрязнитель Период усреднения Стандарт максимальной концентрации
Монооксид углерода 8 часов 9 частей на миллион
Диоксид азота 1 час 0,12 частей на миллион
1 год 0,03 частей на миллион
Озон 1 час 0,10 частей на миллион
4 часа 0,08 частей на миллион
Диоксид серы 1 час 0,20 частей на миллион
1 день 0,08 частей на миллион
1 год 0,02 частей на миллион
Вести 1 год 0,50 мкг / м 3
PM 10 1 день 50 мкг / м 3
1 год 25 мкг / м 3
PM 2.5 1 день 25 мкг / м 3
1 год 8 мкг / м 3

Индекс качества воздуха (AQI) для отдельного местоположения — это просто наивысшее из значений индекса качества воздуха для каждого загрязнителя, контролируемого в этом месте.

Группы AQI, с советами по здоровью для каждого:

АКИ Описание Совет по здоровью
0–33 Отлично Наслаждайтесь занятиями
34–66 Хороший Наслаждайтесь занятиями
67–99 Справедливый Люди, необычно чувствительные к загрязнению воздуха: планируйте напряженные занятия на свежем воздухе, когда качество воздуха лучше.
100–149 Бедные Чувствительные группы: сократите или перенесите интенсивные занятия на свежем воздухе
150–200 Очень бедный Чувствительные группы: избегайте интенсивных занятий на свежем воздухе. Всем: сократите или перенесите интенсивные занятия на свежем воздухе
200+ Опасно Чувствительные группы: избегайте любых физических нагрузок на открытом воздухе. Все: значительно сократите физические нагрузки на открытом воздухе.

Смотрите также

Рекомендации

внешняя ссылка

Некоторые из следующих веб-сайтов отображают активно обновляемые карты индекса качества воздуха; другие — это архивные версии неактивных веб-сайтов:

Источник

Загрязнения атмосферного воздуха

Воздушная среда характеризуется следующими основными параметрами: газовым молекулярным составом чистого воздуха, газовыми загрязняющими примесями, запыленностью, микрофлорой а также вспомогательными параметрами, такими как: температура, давление влажность, скорость и направление ветра, и, наконец, полями – электрическим, радиационным, электромагнитным, звуковым и тепловым.

К основным, наиболее распространённым примесям относятся совокупность твёрдых частиц: пыль и/или аэрозоли, сернистый газ S02, окислы азота NXOX, окись углерода СО, углекислый газ СО2, фреоны,

Единицы измерения загрязнения атмосферы зависят от вида загрязняющего вещества.

Для пыли, сажи, аэрозолей различают массовую, объёмную, счётную и поверхностную концентрации.

Массовая, или гравиметрическая концентрация – это масса частиц, содержащихся в единице объёма воздуха. В международной практике чаще всего используется единица массовой концентрации мг/м 3 . При очень низких концентрациях может использоваться также мкг/м 3 (мкг/м 3 , 10 -3 мг/м 3 ) и нанограмм на кубический метр (нг/м 3 ).

Для оценки экологического воздействия на окружающую среду тех или иных источников выбросов содержание атмосферной пыли и аэрозолей также определяют по выпадению на подстилающую поверхность и измеряют в единицах массы на единицу площади: г/м, кг/га или т/км 2 .

Объёмная концентрация – это объём частиц содержащихся в единице объёма загрязнённого воздуха, которую измеряют в см 3 /м 3 .

Счётная концентрация – это отношение числа загрязняющих частиц к единице объёма загрязнённого воздуха, выражаемая количеством частиц в 1 м 3 .

Поверхностная концентрация характеризует суммарную поверхность частиц, содержащихся в единице объёма воздуха и измеряется в м 2 /м 3 .

При исследованиях загрязнённости воздуха большое значение придают размерам пылевых частиц или аэрозолей, так как мелкие частицы обладают способностью легко проникать глубоко в лёгкие и оседать там, а с другой стороны имеют низкую гравиметрическую седиментацию (осаждение) и поэтому составляют основную часть трансграничного переноса. Размеры частиц большей частью измеряют в микронах – мкм. При характеристике дисперсности аэрозоля (пыли) пользуются различными средними размерами частиц: средний арифметический диаметр, средний квадратный диаметр, средний кубический диаметр (Такеуи Н., 1984), а также геометрическим и аэродинамическим диаметром частиц (Шадрин А.С., 1978).

Средний арифметический диаметр определяют по формуле (3.2):

, (3.2)

где ni – число частиц в i-м интервале диаметров со средним размером di, N – общее число частиц.

Средний квадратичный (средний по поверхности) диаметр определяют по формуле (3.3):

. (3.3)

Средний кубический (средний по объёму) диаметр определяют по формуле (3.4):

. (3.4)

Геометрический диаметр Dpij частиц в интервале размеров частиц от Dpi до Dpj определяется по соотношению (3.5)

Dp = Dpij = . (3.5)

Аэродинамический диаметр Dal связан с геометрическим диаметром соотношением (3.6)

Dal = Dp , (3.6)

где – плотность частиц.

В газовом анализе пользуются объёмными и массовыми единицами измерения концентрации (содержания) определяемого компонента в смеси. Объёмные единицы измерений показывают долю объёма, занимаемого определяемым компонентом в анализируемой газовой смеси.

Объёмными (относительными) единицами являются проценты (об %), промилле (% об) и число объёмных частей на миллион (об. част. 10 -6 или vpm).

Массовыми единицами являются либо масса определяемого компонента в единице объёма анализируемой смеси, например миллиграмм на кубический метр, либо безразмерные единицы, определяющие число массовых частей определяемого компонента на миллион (ppm) массовых частей анализируемой газовой смеси.

Объёмные единицы – удобнее массовых и поэтому более распространены в газовом анализе, поскольку относительное, например процентное, содержание определяемого компонента не зависит от давления и температуры газа. При анализе примесных количеств вещества пользуются массовыми единицами (чаще всего мг/м 3 и ppm), причём указывают агрегатное состояние примеси.

Читайте также:  Как называется единица измерения силы тока как она обозначается

Соотношения между безразмерными и размерными единицами для некоторых газов следующие:

SO2 CO O2 NO NO2 1 ppm 1 ppm 1 ppm 1 ppm 1 ppm = 2,7 мг/м 3 = 1,2 мг/м 3 = 2,1 мг/м 3 = 1,25 мг/м 3 = 2,0 мг/м 3

Часто при указании концентрации указывается время, в течение которого определяется её среднее значение (час, сутки, год), а также сезон года (лето, осень, зима, весна).

Источник

2.2.1. Единицы измерения концентраций и нормирование загрязнителей воздуха

Воздух — самая распространенная на Земле смесь газов. Содержащийся в воздухе кислород необходим для существования гетеротрофных организмов, он защищает поверхность земли от крупных метеоритов и служит сырьем для защитного озонового экрана.

Концентрация определяемого компонента газовой смеси в газообразном состоянии может выражаться в весовых, объёмных единицах и в частях по объёму.

Весовая концентрация – это весовое количество (в мг или г) газа в 1л (или м 3 ) смеси.

Объёмная концентрация – число объёмов газа в 100 объёмах смеси (выражается в объёмных процентах).

Концентрация в частях по объёму – это объём газа, содержащийся в 1 000 000 (ррм) или в 1 000 000 000 (ррв) объёмах смеси.

Концентрации определяемого компонента в зависимости от его объёмного содержания в смесях делят: на макроконцентрацию (от 0.01 до 100%), микроконцентрацию (от 10 -4 до 0.01%), ультрамикроконцентрацию (менее 10 -4 %).

Для «идеальных» газов переход от одних выражений концентрации газов к другим производится по уравнениям:

А = (6,236 . 10 -3 . Т / (М . Р)) . В; (2)

В = (160,4 М . Р / Т) . А, (3)

где А, Б, В – соответственно объёмная, %, в частях по объёму, ррм и весовая, мг/м 3 концентрация газа в смеси; М – молекулярный вес газа; Р– общее давление газовой смеси, мм рт ст.; Т – температура, К.

При нормальных условиях (Р = 760 мм рт ст., Т = 293К) выражения (1)-(3) имеют вид:

В = (10 . М / 22,4) . А.

Реальные газовые смеси часто имеют свойства, отличающиеся от свойств «идеальных» газов, что приводит к погрешностям при вычислениях по формулам 2 и 3. Например, при вычислениях для смеси диоксида серы концентрации меньшей 2 %об. с азотом погрешность вычисления достигает 3%. В приведенном примере пересчеты рекомендуется вести с использованием молярного объёма не 22,4, а 24,1 л/моль. Значения отношения молекулярного веса к молярному объёму иногда указываются в паспорте для поверочных газовых смесей, поставляемых в специальных баллонах.

Кроме газов в смесях могут присутствовать пары веществ. Парами называют газообразные компоненты веществ при температурах меньших температур их кипения. Наиболее распространены пары воды. Их концентрация выражается следующими величинами:

1. Абсолютная влажность а, г/м 3 . Значения для насыщенного парами воздуха даны в таблице 3.

2. Упругость водяного пара е, или его парциальное давление, выражаемое в мм.рт.ст. или в мб. С абсолютной влажностью она связана выражениями:

а = (217 / Т) . е, при е измеряемой в мб,

а = (289,4 / Т) . е, при е измеряемой в мм рт ст. (7)

3. Относительная влажность τ – отношение упругости водяного пара в воздухе к давлению насыщенного пара Е при данной температуре. Вычисляется по формуле:

Значения Е даны в таблице 3.

4. Дефицит влажности d — разность между максимальной и фактической упругостью водяного пара при данных температуре и давлении:

5. Осажденный слой воды ω, характеризующий толщину слоя воды, которая получится при полной конденсации водяного пара в данной толще воздуха. Величина осажденного слоя паров воды связана с их абсолютной концентрацией а выражением:

ω = а . l / (1000 . ρ) , м, (10)

где l – толщина слоя газовой смеси, из которого производится осаждение, м; ρ – плотность осажденной жидкости, кг/м 3 .

6. Удельная влажность q — масса водяного пара в единице массы влажного воздуха. Описывается формулой

q = 0,622 . е / (Р- 0,378 . е), (11)

где Р – давление воздуха, измеряемое в тех же единицах, что и е.

7. Точка росы ψ – температура воздуха, о С, охлажденного до состояния насыщения находящегося в нем пара. С упругостью водяного пара связана выражением:

е = Е . 10 7,5 ψ / (237,3 + ψ). (12)

Зависимость параметров насыщенных водяных паров при давлении Р = 1000 мб от температуры дана в табл. 3 [4].

Таблица 3

t, о С Е, мб а, г/м 3 q, г/кг
— 20 1,254 1,073 0,780
— 10 2,863 2,357 1,782
6,108 4,845 3,808
10 12,27 9,39 7,67
20 23,37 17,27 14,67
30 42,43 30,33 26,82
40 73,78 65,30 47,20
50 123,4 82,76 80,51

Отметим, что для измерения относительной влажности используют психрометры Августа и Асмана, а большинство остальных приборов измеряют абсолютную влажность.

Для оценки загрязнения атмосферы вредными веществами введены следующие показатели [2]:

• предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКРЗ, мг/м 3 ) — это концентрация, которая при ежедневной работе по 8 ч (40 ч в неделю) на протяжении всего рабочего стажа не может вызвать у работающих и их будущих поколений отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований. Устанавливается для промышленных зон;

• среднесуточная предельно допустимая концентрация вредного вещества в атмосфере (ПДКСС, мг/м 3 ) — аналогична предыдущему показателю, но воздействует на организм человека в течение всей его жизни и устанавливается для жилых зон и биосферы в целом;

• максимальная разовая предельно допустимая концентрация вредного вещества в атмосфере (ПДКМР, мг/м 3 ) — количество вредного вещества в воздухе даже кратковременно не должно превышать данный показатель;

• ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ, мг/м 3 ) — аналогичен показателю ПДКРЗ, но определяется только расчетным путем для веществ, у которых этот показатель отсутствует.

• для локальных источников выбросов, например дымовых труб, устанавливают величину предельно допустимых выбросов (ПДВ), которая имеет размерность массы, отнесенной ко времени. Эта величина характеризует состав промышленных выбросов, гарантирующий соблюдение норм ПДКСС за пределами санитарно — защитной зоны предприятия и норм ПДКРЗ внутри этой зоны.

Источник

Как можно определить уровень загрязнения воздуха?

Деятельность человека влияет на воздушную оболочку Земли. Чтобы понять, как определяется уровень загрязнения воздуха, стоит разобраться в причинах выбросов. Учеными доказано, что первые загрязнения воздуха не были связаны с возникновением промышленного производства. Существуют естественные причины, к которым со временем добавился человеческий фактор.

Причины загрязнения

Источники выбросов делятся на естественные и антропогенные. Естественные — это выбросы, которые происходят как следствие природных явлений, на которые человек не может повлиять.

К этому типу относятся последствия:

  • извержений вулканов;
  • песчаных бурь;
  • природных пожаров;
  • тектонических изменений.

Воздушная среда загрязняется продуктами жизнедеятельности организмов (экскременты, разложение мертвых тел и прочее).

Вулканические выбросы наполняют атмосферу огромным количеством пепла, серы, токсичных веществ. Несмотря на редкость извержений, урон, который наносится вулканической активностью воздуху, практически невосполним.

Торфяные и лесные пожары являются причиной загрязнения среды угарным газом и ядовитыми веществами.

Песчаные и пыльные бури возникают из-за смешения сильных воздушных потоков. Ураган поднимает тонны песка и мельчайших частиц, которые ухудшают качество атмосферы.

Антропогенные источники возникают как следствие человеческой деятельности и развития промышленности. Основные антропогенные факторы загрязнения атмосферного воздуха:

  • отходы химических, металлургических, машиностроительных производств;
  • применение токсичных удобрений в сельском хозяйстве;
  • транспортные выбросы;
  • ТЭЦ, ГЭС и отопление путем сжигания топлива (уголь, дрова).

Антропогенным воздействием является не только производственная деятельность. В быту потребитель использует бытовую химию, аэрозоли, спреи.

Типы загрязнений

Исходя из природы явления, различают несколько видов загрязнений. Вредоносные выбросы делятся на:

  • химические — содержание в воздухе углерода, азотных оксидов, тяжелых металлов;
  • биологические — вирусы, споры, продукты жизнедеятельности;
  • физические — последствия шумовых, электромагнитных явлений.

Многие химические соединения, которые присутствуют в атмосфере, безвредны в той концентрации, которая является нормой. Метан составляет менее процента от общего состава воздушной среды. Увеличение его концентрации грозит ускорением распространения парникового эффекта Земли, для человека метан опасен удушьем.

Вещества, загрязняющие атмосферу:

  • Диоксид углерода – соединение, которое образуется после сжигания твердых углеродистых веществ. В воздух попадает с транспортными выхлопами и выбросами химических предприятий. Углерод влияет на повышение температуры Земли и на распространение парникового эффекта.
  • Угарный газ, который выделяется при сжигании отходов, при попадании в легкие человека или животного вызывает отравление и может привести к смерти.
  • Производные серы возникают при работе нефтеперерабатывающих заводов. Сероуглерод становится причиной кислотных осадков, нарушения фотосинтеза растений. Для человека сера опасна заболеваниями дыхательных путей.
  • Азот и его производные применяются на заводах азотных удобрений, нитратов, красителей. Выбросы азота оказывает негативное влияние на легкие и сердечно-сосудистую систему человека.
  • Фтор и его производные поступают в воздух в газообразном состоянии. Образуются в результате деятельности алюминиевых, сталелитейных предприятий. Фторные соединения поражают ЦНС человека, разрушают костную систему.
  • Хлор попадает в атмосферу с химических заводов, которые производят соляную кислоту, пестициды, красители. Хлорные выбросы становятся причиной химических ожогов внутренних органов.

Воздушную оболочку Земли также загрязняют выхлопы двигателей внутреннего сгорания. Их работа приводит к попаданию в атмосферу молекул тяжелых металлов. Атомная энергетика становится источником радиоактивных токсинов — причины онкологических заболеваний и генетических мутаций.

Многие поллютанты воздействуют на организм не мгновенно. Откладываясь во внутренних органах, они подрывают человеческое здоровье.

Для человека опасны:

Загрязнение воздуха выбросами химической промышленности приводит к изменению состава атмосферы и качества жизни организмов.

Как определяется уровень загрязнения воздуха

Регулярный мониторинг качества воздушной среды проводится экологами. Обыватель не всегда способен установить степень загрязнения воздуха, так как не каждое вещество имеет запах или цвет. Человек не связывает ухудшение состояния здоровья и изменение состава атмосферы.

В современной науке используются следующие величины:

  • индекс загрязнения атмосферы (ИЗА);
  • стандартный индекс загрязнения (СИ).

Для определения СИ проводятся замеры наличия токсичных веществ, оказывающих негативное влияние. Показатель наибольшего значения делится на показатель предельно допустимой концентрации соединения (ПДК).

Для нахождения ИЗА используются:

  • концентрация изучаемого токсина (среднегодовая);
  • ПДК вещества, замеряемая в течение суток;
  • коэффициент токсичности соединения.

В исследуемом регионе степень загрязнения вычисляется по значению ИЗА:

  • не превышает 5 — низкий уровень;
  • 5-6 — повышенный уровень;
  • 7-13 — высокая степень загрязнения;
  • Более 14 — крайняя загрязненность.

Стандартный индекс отражает уровень токсичности в процентах:

  • менее 20% — повышенная степень;
  • 20-40% — высокая степень загрязнения;
  • более 40% — очень высокий уровень.

Для оценки степени загрязнения применяется дополнительный показатель – наибольшая повторяемость (НП) превышения ПДК. Коэффициент отражает частоту увеличения концентрации ПДК в атмосфере за период.

Типы оценки атмосферы

Для определения концентрации токсинов в воздухе, причин их возникновения, нужен регулярный мониторинг состава атмосферы. Для промышленных зон, автомагистралей анализ особенно важен. По результатам мониторинга принимаются решения, направленные на сохранение чистоты воздуха. Оценка степени загрязнения проводится различными способами, чаще всего используются:

  1. Передвижной, измерение на нескольких участках, исследуемые точки зависят от направления ветра. Используется вблизи предприятий.
  2. Стационарный, измерение производится на одном участке. Применяется для изучения динамики загрязнений в конкретной точке.
  3. Маршрутный, взятие образцов на нескольких точках (без учета ветров). Анализ уровня токсичности на определенной территории, которая вмещает в себя несколько маршрутов передвижного измерения.

Наблюдательные станции устанавливаются в различных экологических условиях, в жилых, зеленых и промышленных районах.

Передвижные измерения

Данный вид анализа используется при заборе проб в промышленных зонах. Экологи укомплектованы несколькими типами транспорта, в основном в РФ применяется модель «Атмосфера». Машина оснащена:

  • приборами измерения концентрации газов;
  • системой оценки качества воздуха;
  • оборудованием для метеорологических наблюдений.

Передвижные измерения помогают дать оценку степени загрязнения воздуха и установить причины превышения концентрации токсинов над ПДК.

Стационарные измерения

Мониторинг на одной территории применяется для долгосрочного наблюдения изменений состава воздуха. Пробы берутся регулярно, поэтому специалисты могут отслеживать динамику загрязнений.

Для наблюдения устанавливаются стационарные павильоны. Их количество в населенном пункте обусловлено:

  • экологической обстановкой;
  • количеством зеленых насаждений;
  • численностью населения.

В среднем, размещается 1 пост на 50 тыс.человек. В России используется модель павильона «ПОСТ», все экземпляры оснащены одинаково. Каждая станция берет пробы ежедневно.

Как измеряют

Для сбора образцов воздуха применяют метод аспирации — закачивания воздуха в специальную колбу через сорбент или фильтр. Токсичные вещества из атмосферы концентрируются в небольшом фильтре. Затем, с помощью газоанализатора происходит оценка содержания примесей в воздухе.

Замеры проводятся 2-4 раза за сутки в течение месяца, данные автоматически регистрируются. На основании полученных сведений, эколог выносит заключение об уровне загрязнения атмосферы.

Где найти информацию о качестве воздуха в регионе

Официальные сайты субъектов РФ ежемесячно публикуют справку «О загрязнении воздуха», где указывается концентрация веществ в атмосфере. Сведения для московского региона находятся на сайте www.data.mos.ru и www.mos.ru.

В справке указывается наличие:

  • углекислого газа;
  • фреона;
  • кислорода;
  • озона;
  • хлора и проч.

В свободном доступе есть карты мира, на которых отражены наиболее загрязненные регионы планеты.

Интерактивные карты загрязнения воздуха:

Сведения на таких интерактивных платформах постоянно обновляются, поэтому пользователь видит актуальное состояние атмосферы интересующего региона.

Меры, которые предпринимает каждая страна для сохранения чистоты воздуха, приносят результаты. Но уровень загрязнения воздуха остается серьезной проблемой для человечества. Каждый человек может влиять на состояние атмосферы, бережно относясь к деревьям, сбору мусора и потреблению энергии.

Источник