Univ. of Arizona (credits)
Het is al enkele maanden geleden dat de Amerikaanse EPA zijn AQI-standaard voor ozon-8-uurbreekpunten heeft bijgewerkt [1] . Dit is absoluut een positieve stap in de richting van het versterken van de luchtkwaliteit in de VS, aangezien de Amerikaanse EPA-norm feitelijk een van de minst conservatieve normen voor ozon was, vergeleken met bijvoorbeeld vergelijkbare normen in India, China of Europa!
Maar interessanter is dat AirNow onlangs een stap verder is gegaan door de Ozone NowCast- formule te introduceren, die het mogelijk maakt om het gewogen breekpunt van 8 uur te gebruiken in plaats van het breekpunt van 1 uur. Deze verandering, die het AirNow-team niet breed heeft gecommuniceerd met het publiek, brengt een behoorlijke verandering teweeg in de manier waarop ozon-AQI wordt gerapporteerd, en dit is waar we in dit artikel naar zullen kijken.
--
Ozonvervuiling: een mondiaal probleem
Voordat we ingaan op de details van de Now Cast-formule, is het de moeite waard een stap terug te doen en de ozonvervuiling als een mondiaal probleem te beschouwen. De simulatie van de totale ozonconcentratie in de atmosfeer, uitgevoerd door de NOAA , geeft een goed overzicht van de gebieden met hoge/lage ozonconcentraties, maar laat ook zien hoe de mondiale klimatologische omstandigheden grensoverschrijdende vervuiling beïnvloeden.
De bovenstaande simulatie toont de totale atmosferische concentratie, van oppervlak tot 20 km hoogte, en bevat dus zowel de goede ozon (de "ozonlaag" in de bovenste stratosfeer) als de slechte ozon in de troposfeer .
Wanneer men spreekt over ozonvervuiling, is het de troposferische ozon, en meer in het bijzonder de concentratie aan het oppervlak, die van belang is om de impact op de gezondheid te kwantificeren. Bovendien kent de troposferische ozon een dagelijkse cyclus, waarbij de vervuiling in de middag een piek bereikt wanneer de temperatuur zijn maximum bereikt, en er 's nachts vrijwel geen vervuiling is. Deze cyclus is duidelijk te zien in de onderstaande animatie, die is gebaseerd op de voorspelde grondconcentratie.
Het zal geen verrassing zijn dat ozonvervuiling nog steeds een mondiaal probleem is, zelfs voor concentraties aan het oppervlak (landen op het zuidelijk halfrond zouden tijdens de zomer een hogere concentratie hebben).
Als we vooral naar China kijken, wordt ozon feitelijk steeds vaker de voornaamste verontreinigende stof, die de PM 2,5- vervuiling overtreft. De belangrijkste verklaring is dat alle recente inspanningen om de luchtvervuiling in China terug te dringen zeer efficiënt zijn geweest en dat de PM 2,5- concentratie aanzienlijk is verminderd [5] .
Bovendien werkt PM-vervuiling feitelijk als een koeler voor de opwarming van de aarde (d.w.z. het vermindert de opwarming van de aarde door zonlicht te reflecteren). Dus als de PM-vervuiling afneemt, neemt ook het aantal dagen met blauwe lucht af (dat is goed!), maar als neveneffect neemt de dagelijkse piektemperatuur toe. En aangezien temperatuur een van de elementen is die de productie van ozon beïnvloeden, betekent een hogere temperatuur ook een toename van de ozonproductie
--
Vergelijkende Instant Cast en Now Cast AQI
Nu bekend is dat ozonvervuiling de neiging heeft om tijdens warme zomerdagen de voornaamste verontreinigende stof te worden, is het zelfs nog belangrijker om de impact van de Ozon AQI-berekening op de algehele AQI volledig te begrijpen.
De twee onderstaande grafieken tonen de AQI voor 5 verschillende steden in China. De grafiek bovenaan toont de AQI zoals deze vandaag op aqicn.org is gepubliceerd (met behulp van de instant cast-formule), en de onderstaande grafiek toont de AQI zoals deze zou zijn met behulp van de AirNow NowCast AQI-formule.
Het meest opvallende probleem met de NowCast AQI is dat deze de neiging heeft om extreem hoge AQI's te overschrijden en te rapporteren wanneer de werkelijke AQI (gegevens uit het verleden) laag is. Bijvoorbeeld:
- For Beijing on Thursday August 3rd as 11PM, the Now Cast AQI is reporting an AQI for
158
(Unhealthy) while the actual AQI is45
(Good). - For Shanghai on Friday 29th July at 20PM, the Now Cast AQI is reporting an AQI for
180
(Unhealthy) while the actual AQI is50
(Good).
--
Proberen om de NowCast-formule te verfijnen, zoals is gedaan voor de PM 2.5 Now Cast in Azië, werkt niet goed voor ozon (zie onderstaande grafiek voor N=3 uur en min. gewicht=.1). De reden is dat ozon een dagelijkse cyclus heeft met pieken in de middag (gecorreleerd met de temperatuurpiek), dus elke vorm van middelen zou de piek slechts met een paar uur compenseren. Dat zou verkeerd zijn, want wat nodig is, is de luchtkwaliteit te rapporteren zoals die nu is, en niet zoals een paar uur geleden.
Wmin = and N =
--
Zwakke ozonbreekpunten van één uur
Er is echter een probleem met de huidige Instant Cast-formule voor ozon die wordt gebruikt op waqi.info en aqicn.org: het is dat de Instant Cast-breekpunten zijn gebaseerd op de Amerikaanse EPA 1-uursluchtkwaliteitsnorm, die nog steeds tot de standaard behoort. minst veilige ozonnormen vergeleken met andere EPA-normen (zie grafiek rechts) voor AQI's onder de 200.
Omrekening van ppb naar mg/m3 met behulp van STP US
Let op: Asschalen zijn niet lineair.
Er zijn nogal wat redenen voor deze lage standaard van de Amerikaanse EPA: Eerst richtte de USEPA zich eerst op het verbeteren van de 8-uurstandaard, en dat is iets goeds - aangezien de 8-uurstandaard wordt gebruikt voor jaarverslagen. Het is ook de standaard die nu in de ether wordt gebruikt (samen met de now cast-formule), dus het was logisch om ons eerst op deze standaard te concentreren, en dit ondanks alle problemen die verband houden met de now cast-formule. Hoogstwaarschijnlijk werkt de Amerikaanse EPA nu aan dezelfde update naar de 1-uurnorm, maar dat kan behoorlijk wat tijd vergen en heel wat lobbywerk.
Dus in afwachting van de Amerikaanse EPA om de 1-uurnorm te verbeteren en een norm op te stellen die niet achterblijft in vergelijking met andere ozonnormen in de wereld, heeft het World Air Quality Index-project gekeken naar bestaande normen die een betere afspiegeling zouden kunnen zijn van de de gezondheidsimpact van de luchtkwaliteit, en dit zonder de irrelevante NowCast-formule te hoeven gebruiken op basis van 8-uurs breekpunten.
Bijgewerkte Instant Cast Ozon-breekpunten
Een van de opties die is overwogen en onmiddellijk is laten vallen, was het gebruik van een Instant Cast op basis van de breekpunten van 8 uur in plaats van de breekpunten van 1 uur (zoals het feitelijk wordt gedaan voor PM 2.5 , waarbij de AQI wordt gerapporteerd uitgaande van een 24-uurs breekpunt). blootstelling). De reden om deze oplossing voor ozon niet te gebruiken is de dagelijkse cyclus, waardoor het niet eenvoudig is om te beoordelen wat een blootstelling van 8 uur kan zijn. Als bijvoorbeeld wordt gerapporteerd dat een AQI om 10.00 uur 35 is, wat betekent dat dan voor de AQI om 14.00 uur? Zal het 80, 120, tot 180 zijn? Dat is heel anders dan bij PM, waarbij je kunt raden dat de AQI gedurende de dag vergelijkbaar is, onder vergelijkbare zicht- en vochtigheidsomstandigheden [6] .
Voor de andere opties omvatte de analyse bestaande normen voor meer dan twintig EPA's wereldwijd, de aanbevelingen van de WHO , de voorlopige bevindingen van wereldwijde onderzoekers van het TOAR- project en de onderzoekspapers uit de UNEP CCA Coalition- catalogus. Een extra beperking bij het selecteren van de standaard was het gebruik van een standaard die officieel is goedgekeurd. en ook een die dicht bij de gemiddelde standaard ligt, omdat het de impact op de gezondheid niet overdreven zou overdrijven, en ook niet zou onderschatten.
De beste optie bleek de CN MEP 1-uurstandaard te zijn, die veel veiliger is dan de US-EPA 1-uurstandaard voor AQI onder de 200 (boven de 200 zijn de twee standaarden hetzelfde). De twee onderstaande grafieken tonen de Ozone Instant Cast AQI, gebaseerd op de oude breekpunten (boven) en nieuwe breekpunten (onder). Houd er rekening mee dat, aangezien de breekpunten alleen voor AQI tussen 50 en 200 worden bijgewerkt, het enige 'zichtbare' verschil in de kleurengrafieken voor Matige , USG en Ongezonde AQI's geldt.
Index Values | AQI Category | Instant Cast Ozone | breakpoints (ppm) US EPA 1-hour Ozone | breakpoints (ppm) 0 - 50 | Good | 0 - 62.5 | - | 51 - 100 | Moderate | 62.5 - 101.5 | - | 101 – 152 | Unhealthy | for Sensitive Groups 101.5 - 152.5 | 125 - 165 | 151 – 200 | Unhealthy | 152.5 - 205 | 165 - 205 | 201 – 300 | Very Unhealthy | 205 - 405 | 205 - 405 | 301 – 500 | Hazardous | 405 - 605 | 405 - 605 | |
--
Conclusie