Univ. of Arizona (credits)
چندین ماه است که EPA ایالات متحده استاندارد AQI خود را برای نقاط شکست 8 ساعته ازن به روز کرده است [1] . این قطعاً یک گام مثبت در جهت تقویت کیفیت هوا در ایالات متحده است، زیرا استاندارد EPA ایالات متحده در واقع در مقایسه با استانداردهای مشابه در هند، چین یا اروپا، یکی از حداقل محافظهکارانهترین استانداردها برای ازن بود.
اما جالبتر اینکه AirNow اخیراً با معرفی فرمول Ozone NowCast قدمی فراتر برداشته است. این تغییر که تیم AirNow آن را به طور گسترده با مردم اعلام نکرد، تغییری کامل در نحوه گزارش گیری Ozone AQI ایجاد می کند و این همان چیزی است که در این مقاله به آن خواهیم پرداخت.
--
آلودگی ازن: یک مسئله جهانی
قبل از پرداختن به جزئیات فرمول Now Cast، ارزش آن را دارد که یک قدم به عقب برگردیم و به آلودگی ازن به عنوان یک موضوع جهانی نگاه کنیم. شبیهسازی کل غلظت ازن اتمسفر، که توسط NOAA انجام شده است، نمای کلی خوبی از مناطق با غلظت ازن بالا/پایین میدهد، اما همچنین نشان میدهد که چگونه شرایط آب و هوایی جهانی بر آلودگی فرامرزی تأثیر میگذارد.
شبیهسازی بالا غلظت کل اتمسفر را از سطح تا ارتفاع 20 کیلومتری نشان میدهد و بنابراین حاوی ازن خوب ("لایه ازون" در استراتوسفر فوقانی) و همچنین ازن بد در تروپوسفر است.
وقتی در مورد آلودگی ازن صحبت می شود، این ازن تروپوسفر و به ویژه غلظت سطحی است که برای تعیین کمیت تأثیرات سلامتی اهمیت دارد. علاوه بر این، ازن تروپوسفر دارای یک چرخه روزانه است، با اوج آلودگی در بعدازظهر که دما به حداکثر خود می رسد، و تقریباً هیچ آلودگی در طول شب وجود ندارد. این چرخه را می توان در انیمیشن زیر که بر اساس غلظت زمین پیش بینی شده است به وضوح مشاهده کرد.
بدون تعجب، آلودگی ازن هنوز یک مشکل جهانی است حتی برای غلظت سطح (کشورهای نیمکره جنوبی در طول تابستان غلظت بالاتری خواهند داشت).
با نگاهی خاص به چین، ازن در واقع بیشتر به آلاینده اصلی تبدیل می شود و از آلودگی PM 2.5 پیشی می گیرد. توضیح اصلی این است که تمام تلاش های اخیر انجام شده برای کاهش آلودگی هوا در چین واقعا کارآمد بوده و غلظت PM 2.5 به طور قابل توجهی کاهش یافته است [5] .
علاوه بر این، آلودگی PM در واقع به عنوان یک خنک کننده گرمایش جهانی عمل می کند (یعنی کاهش گرمایش جهانی با انعکاس نور خورشید). بنابراین، وقتی آلودگی PM کاهش می یابد، تعداد روزهای آسمان آبی نیز کاهش می یابد (این خوب است!)، اما به عنوان یک عارضه جانبی، اوج دمای روزانه افزایش می یابد. و از آنجایی که دما یکی از عناصری است که بر تولید ازن تأثیر می گذارد، افزایش دما نیز به معنای افزایش ازن است
--
مقایسه بازیگران فوری و Now Cast AQI
اکنون که مشخص شده است که آلودگی ازن در طول روز گرم تابستان به آلاینده اصلی تبدیل می شود، درک کامل تأثیر محاسبه AQI ازن بر AQI کلی مهم تر است.
دو نمودار زیر AQI را برای 5 شهر مختلف در چین نشان می دهد. نمودار بالا AQI را همانطور که امروز در aqicn.org منتشر شده است نشان می دهد (با استفاده از فرمول ریخته گری فوری)، و نمودار زیر AQI را همانطور که با استفاده از فرمول AirNow NowCast AQI نشان می دهد نشان می دهد.
بارزترین مشکل NowCast AQI این است که در زمانی که AQI واقعی (داده های ساعتی گذشته) پایین است، تمایل دارد AQI های بسیار بالا را افزایش دهد و گزارش دهد. برای مثال:
- 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).
--
تلاش برای تنظیم دقیق فرمول NowCast، همانطور که برای PM 2.5 Now Cast in Asia انجام شد، برای Ozone به خوبی کار نمی کند (نمودار زیر را برای N=3 ساعت و حداقل وزن=.1 ببینید). دلیل آن این است که اوزون دارای یک چرخه روزانه با اوج در بعدازظهر است (همبستگی با پیک دما)، بنابراین هر نوع میانگین گیری فقط چند ساعت اوج را جبران می کند. این اشتباه است، زیرا آنچه لازم است گزارش کیفیت هوا به شکل فعلی است و نه مانند چند ساعت پیش.
Wmin = and N =
--
نقاط شکست ازن یک ساعته ضعیف
There is however a problem with the current Instant Cast formula for Ozone which is in use on waqi.info and aqicn.org: It is that the Instant Cast breakpoints are based on the US EPA 1 hour air quality standard, which is still among the least safe Ozone standards compared to other EPAs standards (see graph on the right) for AQIs below 200.
Conversion from ppb to mg/m3 using STP US
Caution: Axis scales are not linear.
دلایل بسیار کمی برای این استاندارد پایین توسط EPA ایالات متحده وجود دارد: ابتدا USEPA ابتدا روی بهبود استاندارد 8 ساعته تمرکز کرد، و این چیز خوبی است - زیرا استاندارد 8 ساعت برای گزارش های سالانه استفاده می شود. همچنین استانداردی است که در حال حاضر در هوا استفاده می شود (همراه با فرمول بازیگری اکنون)، بنابراین منطقی است که ابتدا بر روی این استاندارد تمرکز کنیم، و این حتی با وجود تمام مشکلات مرتبط با فرمول اکنون بازیگران. به احتمال زیاد، EPA ایالات متحده اکنون در حال کار بر روی انجام همان به روز رسانی به استاندارد 1 ساعته است، اما ممکن است مدتی طول بکشد تا این اتفاق بیفتد، و لابی های بسیار زیادی انجام شود.
بنابراین، در حالی که انتظار می رود EPA ایالات متحده استاندارد 1 ساعته را بهبود بخشد و استانداردی را تنظیم کند که در مقایسه با سایر استانداردهای ازن در جهان عقب نمانده باشد، پروژه جهانی شاخص کیفیت هوا به دنبال استانداردهای موجود است که می تواند بهتر منعکس شود. تاثیر کیفیت هوا بر سلامت، و این بدون نیاز به استفاده از فرمول نامربوط NowCast بر اساس نقاط شکست 8 ساعته.
نقاط گسست اوزون بازیگران فوری به روز شد
یکی از گزینه هایی که در نظر گرفته شد و بلافاصله کنار گذاشته شد، استفاده از Instant Cast بر اساس نقاط شکست 8 ساعته به جای نقاط شکست 1 ساعته بود (مانند کاری که در واقع برای PM 2.5 انجام می شود، جایی که AQI با فرض 24 ساعته گزارش شده است. قرار گرفتن در معرض بیماری). دلیل استفاده نکردن از این محلول برای ازن، چرخه روزانه است، که باعث میشود ارزیابی یک نوردهی 8 ساعته ساده نباشد. به عنوان مثال، اگر یک AQI در ساعت 10 صبح 35 گزارش شود، برای AQI در ساعت 2 بعدازظهر چه معنایی دارد؟ آیا 80، 120، 180 خواهد بود؟ این کاملاً با PM متفاوت است، جایی که می توان حدس زد که AQI در طول روز، تحت شرایط دید و رطوبت مشابه، مشابه است [6] .
برای گزینههای دیگر، تجزیه و تحلیل استانداردهای موجود برای بیش از 20 EPA در سراسر جهان، توصیههای WHO ، یافتههای اولیه از محققان در سراسر جهان از پروژه TOAR و مقالات تحقیقاتی از کاتالوگ UNEP CCA Coalition را پوشش میدهد. یک محدودیت اضافی برای انتخاب استاندارد، استفاده از استانداردی بود که به طور رسمی تأیید شده است. و همچنین نزدیک به استاندارد میانه، زیرا تاثیر سلامتی را بیش از حد اغراق نمی کند و آن را دست کم نمی گیرد.
به نظر می رسد بهترین گزینه استاندارد 1 ساعته CN MEP است که بسیار ایمن تر از استاندارد 1 ساعته US-EPA برای AQI زیر 200 است (بالاتر از 200، این دو استاندارد یکسان هستند). دو نمودار زیر AQI پخش فوری ازن را بر اساس نقاط شکست قدیمی (بالا) و نقاط شکست جدید (پایین) نشان می دهد. توجه داشته باشید که از آنجایی که نقاط شکست فقط برای AQI بین 50 تا 200 به روز می شوند، تنها تفاوت "قابل مشاهده" در نمودارهای رنگی برای AQI های متوسط ، USG و ناسالم است.
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 | |
--
نتیجه