وضعیت هوا: دستهبندی کیفیت هوا بر اساس بازههای شاخص
شاخص کیفیت هوا (AQI) چیست و چگونه اندازهگیری میشود؟
تصور کنید در یک روز عادی از خانه بیرون میزنید. گاهی آسمان صاف و آبی است و گاهی افق را غباری خاکستری میپوشاند. شاخص کیفیت هوا (AQI) درست مثل یک دماسنج، اما برای آلودگی هوا عمل میکند. این شاخص یک عدد است که توسط سازمانهای محیط زیستی مانند سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA)2 توسعه یافته تا به ما بگوید هوا در حال حاضر چقدر تمیز یا آلوده است. این شاخص بر اساس اندازهگیری پنج آلاینده اصلی محاسبه میشود: ازن سطح زمین (O3)، ذرات معلق (PM2.5 و PM10)3، مونوکسید کربن (CO)4، دیاکسید گوگرد (SO2)5 و دیاکسید نیتروژن (NO2)6.
ایستگاههای پایش هوا در سراسر کشور، غلظت این آلایندهها را به طور مداوم اندازهگیری میکنند. سپس عدد خام غلظت هر آلاینده، با استفاده از فرمولهای مشخصی به یک عدد استاندارد در مقیاس AQI تبدیل میشود. بالاترین عدد محاسبه شده برای هر یک از این آلایندهها، به عنوان AQI نهایی آن منطقه اعلام میشود. به عبارت ساده، شاخص نهایی برابر است با بدترین وضعیت در میان آلایندههای اندازهگیری شده. برای مثال، اگر همه آلایندهها در شرایط «پاک» باشند اما غلظت PM2.5 در محدوده «ناسالم» باشد، AQI نهایی «ناسالم» اعلام خواهد شد.
بازههای ششگانه کیفیت هوا: از سبز تا قهوهای
سازمانهای بهداشتی، کیفیت هوا را به شش دسته اصلی تقسیم میکنند که هر کدام با یک رنگ و بازه عددی مشخص شناخته میشوند. این دستهبندی به ما کمک میکند تا درک سریعی از سطح خطر داشته باشیم و تصمیمات مناسب برای فعالیتهای روزانه بگیریم. هر چه عدد AQI بالاتر باشد، غلظت آلاینده بیشتر و نگرانی برای سلامت عمومی جدیتر است.
| بازه شاخص (AQI) | وضعیت هوا | رنگ | توصیههای بهداشتی |
|---|---|---|---|
| 0 - 50 | پاک | سبز | کیفیت هوا رضایتبخش است و آلودگی هوا خطر کمی برای سلامت دارد. برای همه گروهها مناسب برای فعالیت در فضای باز. |
| 51 - 100 | قابل قبول | زرد | کیفیت هوا قابل قبول است، اما برخی آلایندهها ممکن است برای تعداد بسیار کمی از افراد که به طور غیرعادی به آلودگی هوا حساس هستند، خطر نسبی ایجاد کند. |
| 101 - 150 | ناسالم برای گروههای حساس | نارنجی | گروههای حساس (کودکان، سالمندان و افراد مبتلا به بیماریهای قلبی یا ریوی) ممکن است اثرات سلامتی را تجربه کنند، اما عموم مردم کمتر تحت تأثیر قرار میگیرند. |
| 151 - 200 | ناسالم | قرمز | هر کسی ممکن است اثرات بهداشتی را تجربه کند. اعضای گروههای حساس ممکن است اثرات جدیتری را متحمل شوند. |
| 201 - 300 | بسیار ناسالم | بنفش | هشدار بهداشتی: خطر اثرات بهداشتی برای همه افزایش مییابد. همه افراد باید فعالیت در فضای باز را کاهش دهند. |
| 301 - 500 | خطرناک | قهوهای | هشدار اضطراری بهداشتی: همه افراد به احتمال زیاد تحت تأثیر قرار میگیرند. همه افراد باید از ماندن در فضای باز خودداری کنند. |
برای مثال، فرض کنید در یک روز پاییزی، شاخص AQI شهر تهران برابر با 145 اعلام میشود. با نگاه به جدول بالا، متوجه میشویم این عدد در بازه نارنجی یعنی «ناسالم برای گروههای حساس» قرار دارد. بنابراین، اگر یک دانشآموز مبتلا به آسم هستید، بهتر است زنگ ورزش به سالن بدنسازی بروید تا زمین چمن مدرسه.
فرمول ریاضی تبدیل غلظت آلاینده به شاخص
تبدیل غلظت یک آلاینده (مثلاً بر حسب میکروگرم بر مترمکعب برای ذرات معلق) به یک عدد استاندارد AQI کار سادهای نیست و از یک رابطه خطی تکهای استفاده میکند. این روش برای هر یک از بازههای کیفیت هوا تعریف شده است. فرمول کلی برای محاسبه AQI یک آلاینده به صورت زیر است:
$ I_p = \frac{I_{Hi} - I_{Lo}}{BP_{Hi} - BP_{Lo}} \times (C_p - BP_{Lo}) + I_{Lo} $در این فرمول:
- $ I_p $ = شاخص نهایی برای آلاینده مورد نظر
- $ C_p $ = غلظت اندازهگیری شده آلاینده
- $ BP_{Hi} $ = نقطه شکست بالایی بازهای که غلظت در آن قرار دارد
- $ BP_{Lo} $ = نقطه شکست پایینی بازهای که غلظت در آن قرار دارد
- $ I_{Hi} $ = شاخص AQI متناظر با $ BP_{Hi} $
- $ I_{Lo} $ = شاخص AQI متناظر با $ BP_{Lo} $
کاربرد عملی: چگونه از اعداد AQI در زندگی روزمره استفاده کنیم؟
دانستن اعداد AQI فقط برای کنجکاوی علمی نیست، بلکه یک ابزار عملی برای برنامهریزی روزانه است. بسیاری از اپلیکیشنهای هواشناسی و وبسایتها، شاخص لحظهای کیفیت هوا را نمایش میدهند. با نگاه کردن به این اعداد و رنگها میتوانیم تصمیمات هوشمندانهای بگیریم. اگر AQI در محدوده سبز یا زرد است، بهترین فرصت برای دویدن در پارک یا باز کردن پنجرهها برای تهویه خانه است. اما اگر AQI به محدوده نارنجی یا قرمز رسید، بهتر است ورزش در فضای باز را محدود کنیم، به ویژه اگر جزو گروههای حساس هستیم. در روزهایی با AQI بنفش یا قهوهای، تردد غیرضروری را باید به حداقل رساند و در صورت خروج از خانه حتماً از ماسکهای مخصوص (مانند ماسک N95 یا FFP2) استفاده کرد. استفاده از دستگاههای تصفیه هوا در داخل منزل نیز میتواند به کاهش اثرات آلودگی کمک کند.
چالشهای مفهومی درباره شاخص کیفیت هوا
گاهی ممکن است بوی نامطبوعی حس کنید اما AQI عدد پایینی نشان دهد. دلیلش این است که AQI بر اساس پنج آلاینده اصلی محاسبه میشود و بو ممکن است ناشی از ترکیبات آلی فرار (VOCs)7 یا گازهای دیگری باشد که در این شاخص لحاظ نشدهاند. همچنین، AQI میانگین غلظت آلایندهها را در یک دوره زمانی (مثلاً یک ساعت) نشان میدهد، در حالی که حس بویایی ما ممکن است به یک پیک لحظهای واکنش نشان دهد.
خیر، کیفیت هوا میتواند در نقاط مختلف یک شهر به شدت متفاوت باشد. نزدیکی به اتوبانها، کارخانهها، یا مناطق سبز و پارکها تأثیر زیادی بر غلظت محلی آلایندهها دارد. AQI که از طریق اپلیکیشنها میبینید، معمولاً بر اساس دادههای نزدیکترین ایستگاه پایش به شماست و ممکن است نمایانگر هوای دقیقاً مقابل خانه شما نباشد.
بهترین و اولین توصیه، ماندن در فضای بسته با درها و پنجرههای بسته است. اگر سیستم تهویه مطبوع دارید، آن را در حالت چرخش داخلی قرار دهید. استفاده از تصفیهکنندههای هوا با فیلتر HEPA میتواند به کاهش ذرات معلق داخل خانه کمک کند. در صورت اجبار به خروج از منزل، استفاده از ماسکهای استاندارد N95 یا FFP2 که به خوبی روی صورت بنشینند، ضروری است و از انجام فعالیتهای سنگین بدنی در فضای باز جداً خودداری کنید.
پاورقی
1 شاخص کیفیت هوا (Air Quality Index - AQI): یک عدد بدون واحد است که توسط سازمانهای دولتی برای گزارش روزانه کیفیت هوا به عموم مردم استفاده میشود. این شاخص نشان میدهد که هوا چقدر آلوده است و چه اثرات بهداشتی ممکن است در پی داشته باشد.
2 سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا (Environmental Protection Agency - EPA): یک سازمان دولتی ایالات متحده است که مسئول حفاظت از سلامت انسان و محیط زیست است و استانداردهای کیفیت هوا را تدوین میکند.
3 ذرات معلق (Particulate Matter - PM2.5 و PM10): مخلوطی از ذرات جامد و قطرات مایع موجود در هوا. PM2.5 به ذراتی با قطر کمتر از ۲.۵ میکرومتر (حدود ۳۰ برابر کوچکتر از قطر موی انسان) گفته میشود که میتوانند عمیقاً وارد ریهها و حتی جریان خون شوند.
4 مونوکسید کربن (Carbon Monoxide - CO): گازی بیرنگ و بیبو که از احتراق ناقص سوختهای فسیلی تولید میشود و با کاهش توانایی خون در حمل اکسیژن، برای سلامتی خطرناک است.
5 دیاکسید گوگرد (Sulfur Dioxide - SO2): گازی با بوی تند که عمدتاً از سوزاندن سوختهای فسیلی حاوی گوگرد مانند زغالسنگ و نفت کوره در نیروگاهها و صنایع تولید میشود و میتواند باعث مشکلات تنفسی شود.
6 دیاکسید نیتروژن (Nitrogen Dioxide - NO2): گازی قهوهای رنگ با بوی تند که عمدتاً از وسایل نقلیه موتوری و نیروگاهها منتشر میشود و میتواند به ریهها آسیب بزند و مقاومت بدن را در برابر عفونتهای تنفسی کاهش دهد.
7 ترکیبات آلی فرار (Volatile Organic Compounds - VOCs): مواد شیمیایی آلی که به راحتی در دمای اتاق به گاز تبدیل میشوند. منابع آنها شامل رنگها، لاکها، بنزین، و محصولات پاککننده است و برخی از آنها برای سلامتی مضر هستند.