空气质量标准评价
环境空气质量标准及评价 方法
王 凤
2014年8月
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内容提纲
一、环境空气质量标准介绍 二、API空气质量评价 三、空气质量指数AQI技术规范 四、环境空气质量评价技术规范(试行) 五、评价报告示例及常见问题
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一、 GB3095—2012《环境空
气质量标准》介绍
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1、 GB3095—2012 《环境空气质
量标准》的主要内容
①、环境空气功能区分类 ②、标准分级 ③、环境空气污染物的项目及实施范围 基本项目6项(表1)：SO2、NO2、CO、O3、 PM10、PM2.5，在全国范围内实施。 其他项目4项（表2）：TSP、NOX 、Pb、BaP ， 由国务院环境保护行政主管部门或者省级人民政 府根据实际情况，确定具体实施方式。
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1、 GB3095—2012 《环境空气 质量标准》主要内容
④、平均时间及浓度限值 ⑤、监测方法 ⑥、数据统计的有效性规定等
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2、“GB3095—1996”与 “GB3095—2012”的区别
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1、“GB3095—1996”与 “GB3095—2012”的区别
GB3095—1996 GB3095—2012 一类功能区 二类功能区 —————
一类功能区 分 类
二类功能区
三类功能区
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2、“GB3095—1996”与 “GB3095—2012”的区别
GB3095—1996 GB3095—2012
共9项
项
二氧化硫、二氧化氮、 可吸入颗粒物、臭氧、 一氧化碳、总悬浮颗 粒、 铅、苯并芘、
共15项 基本项目(6项)：二氧化硫、
二氧化氮、一氧化碳、臭氧、 PM10、PM2.5 其它项目(4项)：总悬浮颗粒、
目
氟化物
氮氧化物、苯并芘、铅 推荐项目(5项)：镉、汞、 砷、六价铬、氟化物
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2、“GB3095—1996”与“GB3095—2012”的区别
单位：ug/m3
污染物项 目 平均时间 年平均
GB3095—1996
一级标准 二级标准
GB3095—2012
一级标准 二级标准
NO2
24小时平均
1小时平均
O3 PM10
PM2.5 NOX BaP
日最大8小时平均
年平均
年平均 24小时平均
1小时平均
年平均 24小时平均
40 80 120 —— 40 —— —— 150 —— 0.01
80 120 240 —— 100 —— —— 150 —— 0.01
40 80 200 100 40 15 35 250 0.001 0.0025
40 80 200 160 70 35 75 250 0.001 0.0025 9
2、“GB3095—1996”与“GB3095—2012”的区 别
污染物项目
SO2、NO2 NOX
平均时间
GB3095—1996 每年至少有分布均匀的 144 个日均值， 每月至少有分布均匀的 12 个日均 值
GB3095—2012
PM10 PM2 .5 SO2、NO2 CO、NOX PM10 PM2 .5
年平均
每年至少有分布均匀的 60 个日均值， 每月至少有分布均匀的 5 个日均 值
每年至少有324 个日均浓度 值，每月至少有27 个日 均浓度值
每日至少有 18 小时的采样时间
24小时平均 每日至少有 12 小时的采样时间 (日平均)
每天至少有20个小时平均浓 度值或采样时间
8小时平均
O3
1 小时平均
第8小时至少有6小时的平均 浓度值 每小时至少有 45 分钟的
采样时间
每小时至少有 45 分钟的采样时间
10
CO
1 小时平均
二、API空气质量评价
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1、空气污染指数的定义
（API）的定义：API（air pollution index的英文 缩写）是空气污染指数。 空气污染指数API是一种定量、客观地反 映和评价空气质量状况的指标，是表征空气 污染程度的一种方法。
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2、现行的空气污染指数（API）对应的 污染物项目浓度限值
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3、空气污染指数的计算
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3、空气污染指数的计算
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3、空气污染指数的计算
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三、空气质量指数AQI技术规范
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三、空气质量指数AQI技术规范
• AQI方法及信息发布
– 由于API评价结果与公众主观感受不一致，无 法满足公众环境需求，AQI是对API的全面升级 – AQI评价指标涵盖了GB3095-2012中6类空气污 染物，且涵盖了不同平均时间 – 逐小时和逐日发布AQI信息，与API相比， 信息发布的时效性大大提高 – 中国AQI的分级方法、计算公式和健康提示等 主要依据美国EPA的AQI方法而制定
三、空气质量指数AQI技术规范
二、空气质量指数AQI技术规范
• 一、中国AQI技术规范简介
– AQI实时报指标：
• SO2-1h, NO2-1h, CO-1h, O3-1h, , PM10-1h, PM2.5-1h
– AQI日报指标：
• SO2-24h, NO2-24h, CO-24h, O3-8h (daily max), PM10-24h, PM2.5-24h
二、空气质量指数AQI技术规范
• 空气质量分指数IAQI计算方法
– 污染物浓度的有效数字，与HJ633-2012中浓 度限值的有效数字一致，但CO保留小数点后 一位有效数字。
– 环境空气质量指数及空气质量分指数的计算结 果应全部进位取整数，不保留小数
AQI中污染物浓度的统计计算
• 点位小时浓度均值、点位小时浓度最大值和点位 日均浓度值的计算
– 整点小时浓度指前一小时时段的平均浓度。例如11点 的小时浓度均值指从10点00分至11点00分的平均浓度。 每日共24个小时平均值，指第1、2、3、…、24小时的 平均值，（标记为01:00，02:00，…，24:00点的平均 值）。
– 点位小时浓度最大值指报告时段内该点位小时浓度均 值中的最大值。 – 点位日均浓度值指报告时段内该点位小时浓度均值的 算术平均值。
AQI中污染物浓度的统计计算
• 点位O3-8小时滑动平均值计算
– 对于指定时间X的8小时均值，定义为：X-7、 X-6、 X-5、 X-4、 X-3、 X-2、 X-1、 X时的8个1小时值的平均值，称 为X时的8小时平均值 – 例如：17时的8小时平均值是指10时到17时的8个1小时平 均值，因此一个自然日内共有24个8小时滑动平均值。 – 对于自动监测系统缺值时，如果某时的8小时连续时段内 至少有6个1小时浓度值，则其6个1小时的平均值可作为该 时8小时值，否则不能计算8小时值。
二、空气质量指数AQI技术规范
• 空气质量
分指数IAQI计算方法
– 线性插值方法
IAQI Hi IAQI Lo IAQI p (C p BPLo ) IAQI Lo BPHi BPLo
– 污染物P的浓度值CP （单个监测点位的污染物 浓度值，未规定多点组成的区域平均值）
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二、空气质量指数AQI技术规范
• 空气质量指数级别
空气质量指数 0～50 51～100 101～150 151～200
空气质量指数级别 一级 二级 三级 四级
空气质量指数类别及表示颜色 优 良 轻度污染 中度污染 绿色 黄色 橙色 红色
201～300
>300
五级
六级
70
重度污染
严重污染
紫色
褐红色
指数分级
空气质 空气质量 空气质量指数类别 对健康影响情况 量指数 指数级别 及表示颜色 0～50 51～ 100 一级 优 绿色 建议采取的措施 空气质量令人满意，基 各类人群可正常活动 本无空气污染 空气质量可接 受，但 某 些 污 染 物 可 能 对 极 少 数极少数异常敏感人群应减少 户外活动 异常敏感人群健康有较 弱影响 易感人群症状有轻度加 剧， 儿童、老年人及心脏病、呼 吸系统疾病患者应减少长时 健康人群出现刺激 间、高强度的户外锻炼 症状 儿童、老年人及心脏病、呼 进一步加剧易感人群症 吸系统疾病患者避免长时间 、 状，可能对健康人群心 高强度的户外锻练，一般人 群适量减少户外运动 脏、呼吸系统有影响 心 脏 病 和 肺 病 患 者 症 状 老年人和心脏病、肺病患者 显著加剧，运动耐受 力 应停留在室内，停止户外运 降低，健康人群普遍出 动，一般人群减少户外运动 现症状 ，老年人和病人应当留在室内， 健康人运动耐受力降低 有 避免体力消耗，一般人群应 明显强烈症状，提前 出现某些疾病 避免户外活动
二级
良
黄色
101～ 三级 150 151～ 四级 200 201～ 五级 300 六级
轻度 污染 橙色
中度 污染 红色
重度 污染 紫色
>300
严重 污染 褐红色
四、环境空气质量评价技术规范
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四、环境空气质量评价技术规范
• • • • • • • • • 1 适用范围 2 规范性引用文件、 术语和定义 3 评价范围和评价项目 4 评价方法 5 数据统计要求 6 附录A：数据统计方法 附录B：秩相关系数计算及判定方法 附录C：环境空气质量状况比较评价方法
四、环境空气质量评价技术规范
• 适用范围
– 适用于全国范围内的环境空气质量评价与管理 – 侧重于长期空气质量整体评价，兼顾短期达标 统计要求
– 满足年度综合达标评价和空气质量状况比较评 价管理需要
四、环境空气质量评价技术规范
• 评价方法-现状评价
– 适用于达标评价 – PM、SO2、NO2年评价达标是指年均值达标且 特定百分位数浓度也达标 – CO、O3年评价达标指特定百分位数浓度达标 – 评价量化指标：污染指数和超标倍数
四、环境空气质量评价技术规范
• 评价方法-区域评价
– 以城市为评价统计单位 – 分别统计区域内PM、SO2、NO2 、 CO、O3的 达标城市
– 分别统计区域内每个空气质量评价区域点的达 标情况 – 城市建成区和非建成区分开评价，区域达标是 指建成区和非建成区的区域点均达标
四、环境空气质量评价技术规范
• 评价范围
– 点位环境空气质量评价：适用于各类监测点位 的单点评价 – 城市环境空气质量评价：指针对城市建成区范 围的环境空气质量评价。同理适用不同功能区 和市辖区评价 – 区域环境空气质量评价：指针对由多个城市组 成的连续空间区域范围的环境空气质量评价。 按照城市建成区和非城市建成区分别开展评价
四、环境空气质量评价技术规范
• 评价时段和评价项目
表 1 基本评评价项目平均时间
评价时段 小时评价 日评价 SO2、NO2、CO、O3 的 1 小时平均 SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO 的 24 小时平均、O3 的日最大 8 小时平均。 SO2 年平均、 SO2 24 小时平均第 98 百分位数 NO2 年平均 、NO2 24 小时平均第 98 百分位数 年评价 PM10 年平均 、PM10 24 小时平均第 95 百分位数 PM2.5 年平均 、PM2.5 24 小时平均第 95 百分位数 CO 24 小时平均第 95 百分位数 O3 日最大 8 小时滑动平均值的第 90 百分位数 评价项目及平均时间
四、环境空气质量评价技术规范
• 评价时段和评价项目
其他评价项目
评价时段 日评价 季评价 TSP、BaP、NOx 的 24 小时平均 Pb 的季平均 TSP 年 平均、TSP 24 小时平均第 95 百分位数。
年评价
评价项目及平均时间
Pb 年平均
BaP 年平均 NOx 年 平均、NOx 24 小时平均第 98 百分位数。
四、环境空气质量评价技术规范
• 评价方法-多项目综合评价
– 参评项目：GB3095-2012表1中六个项目 – 综合评价达标：指所有评价指标均达标 – 评价量化指标：最大污染指数、综合污染指数
四、环境空气质量评价技术规范
• 评价方法-变化趋势评价
– 适用于多个连续时间周期内的变化趋势分析 – 评价指标：污染物浓度 – 评价方法：Spearman秩相关系数法
四、环境空气质量评价技术规范
• 数据统计方法
– 点位数据统计方法：明确时标计算方法 – 城市数据统计方法：PM、SO2、NO2、CO、 O3均采用点位平均值 区域数据统计方法：建成区的评价以区域内各 – 个城市的评价结果为基础；非城市建成区空气 质量评价以各空气质量评价区域点为单元进行 统计；
– 区域环境空气质量达标指区域范围内所有城市 建成区以及非城市建成区中每个空气质量区域 点均达标
四、环境空气质量评价技术规范
• 数据统计方法
• 数据统计方法
四、环境空气质量评价
技术规范
• 数据统计有效性要求
– 臭氧（O3）日最大8小时值的有效性规定为8时 至24时至少有14个8小时平均浓度值，不足14 个时，若超过浓度限值标准时，统计结果仍有 效 – 年特定百分位数统计的有效性规定为日历年内 至少有324个日统计量 – 统计城市尺度浓度时，所有有效监测的城市点 必须全部参加统计和评价，且有效监测点位的 数量不得低于城市点总数量的75%（总数量小 于4个时，不低于50%）
四、环境空气质量评价技术规范
• 数据统计完整性要求
– 多项目综合评价时 ，存在缺测项目或任一项目 不达标均判定为不达标 – 当已测评价项目存在不达标情况时，无论是否 存在缺测项目，综合评价按不达标处理。
• 数据修约要求
– 明确数值修约精度和修约规则
四、环境空气质量评价技术规范
• 数据修约要求
污染物的浓度单位和保留小数位数要求
四、环境空气质量评价技术规范
• 环境空气质量综合评价和排名
– 综合指数法
Imax=MAX（Ii）
– 最大指数法Isum=SUM（Ii）
五、评价报告示例及常见问题
• 评价报告及统计指标
– 统计指标：
• 各项污染物平均浓度、最大小时/日均值浓度、特定 百分位数浓度， • 各项污染物浓度达标情况，超标倍数 • 各项污染物日评价超标率、首要污染物分配情况 • 达标天数比例、重度及以上污染天数比例、不同空 气质量级别比例（优、良、轻度污染、中度污染、 重度污染、严重污染） • 浓度同比、环比变化情况 综合质量指数及空气质量 • 排名
五、评价报告示例及常见问题
• 评价报告及统计指标
– 临时性快报特点：往往是爆发了局地或区域重 污染状况，突出时效性，常使用小时均值和日 均值最大值等统计指标，抓住特定污染物，如 沙尘暴-PM10，灰霾-PM2.5、PM10，光化学 烟雾-O3. – 月报：月度空气质量状况盘点，主要统计指标 是月均值/百分位数浓度、超标率、综合指数及 排名，同比及环比变化情况 – 季报～年报：突出达标情况评价，与年均值标 准比较，同比及环比变化情况
五、评价报告示例及常见问题
• 常见问题1：点位日综合评价时6个指标存在缺测 项目时，当日如何处理？
– （1）当向公众发布AQI信息时，仍以有效监测数据计 算AQI并注明缺测项目 – （2）当用于点位当日达标评价时，若其他项目均达标， 该日无效，即计算达标率时不算在分子和分母中；若 其他项目中有超标项目，该日按不达标处理，即计算 达标率时算在分母中。 – （3）当用于计算城市日均值时，有效监测项目全部参 加统计，用于计算城市日均值，但该城市日均值有效 性遵循75%点位有效性原则
五、评价报告示例及常见问题
– 例如，某城市有A、B、C 共3个评价点位，7月9日A点 位CO缺测，其他污染物有效，其中PM2.5超标；B点位 各项污染物都有效；C点位PM2.5缺测，但其他污染物 都有效且都达标。 – 当向公众发布7月9日各点位AQI信息时，A/B/C三个点 位都能够计算出AQI并发布，但A点注明CO缺测，C点 注明PM2.5缺测 当计算达标天数比例时，7月9日A点位按超标处理，算 – 在分母中；C点位则按无效处理，这一天不算在分母中。 当计算该城市各项污染物日均值时，C点位除PM2.5以 – 外的数据、A点位除CO外的数据，均参与当日计算。
四、评价报告示例及常见问题
– 例如，某城市7月8日6个项目中SO2为无效（无效原因 可能为不满足75%点位有效性），其他污染物有效， 其中PM2.5超标。而7月9日CO无效，其他污染物有效， 但各项均达标。 – 当向公众发布7月8日、9日城市AQI信息时，2天都能够 计算出AQI并发布，但8日注明SO2缺测，9日注明CO 缺测 – 当计算达标天数比例时，7月8日按超标处理，算在分 母中；7月9日则按无效处理，这一天不算在分母中。 当计算该城市各项污染物年、季、月均值时，8日除 – SO2以外的数据、9日除CO外的数据，均参与年、即、 月均值计算。
四、评价报告示例及常见问题
• 常见问题3：75%监测点位数据有效性要求如何使 用？
– “有效监测点位的数量不得低于城市点总数量的75% （总数量小于4 个时，不低于50%）” – 某城市6个点位，其中1个对照点不参加统计，剩下的5 个点位中只能允许1个点位无数据。但各项目互不影响， 例如SO2不够4个点数据可能为无效，但不影响城市当 日NO2计算结果。 – 为提高数据代表性，总站进一步增加“不足75%点位 时，若有效监测数据计算结果超标，仍参加统计”要 求
四、评价报告示例及常见问题
– 例如，某市5个评价点位，7月9日PM2.5仅2个 点位获得有效数据，其他项目均获得5个有效 数据。这时，如果2个点位计算的PM2.5日均值 大于日均值标准(75微克/立方米)，则该结果仍 参加统计；如计算的PM2.5日均值小于等于75， 则认定7月9日PM2.5数据无效.
四、评价报告示例及常见问题
• 常见问题4：百分位数浓度如何方便计算？
– 目前EXCEL2003版本的percentile(array,k)函 数，Excel2007及以上版本的 percentile.inc(array,k)函数均提供了计算功能 – Excel中使用前，需将-1等无效数据剔除
四、评价报告示例及常见问题
• 常见问题6：数值修约在哪些过程需要进行， 低于检出限时如何表示？
数值修约按照 “四舍六入五 留双”修约
在没有新规定之前，低于检出限项目暂按HJ/T-2005要求，以检
出限一半作为评
价数据，并至少为1个修约间隔，如CO至少为
0.1mg/m3
感谢关注 敬请指正！
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