شاخص‌های اندازه‌گیری کیفیت هوا

برای اندازه‌گیری کیفیت هوا پنج آلاینده زیر را در هر متر مکعب هوا در ایستگاه‌های سنجش کیفیت هوا اندازه می‌گیرند (به این موارد اصطلاحاً آلاینده‌های معیار نیز می‌گویند):

ذرات معلق هوا (PM: Particulate Matter)
ذرات معلق جامد و مایع در هوا بیش از هر نوع آلایندۀ دیگری سلامت مردم را تحت تأثیر قرار می‌دهند. بیشتر این ذرات از احتراق ناشی می‌شوند و مواجهه مزمن با آن‌ها ابتلا به بیماری‌های قلبی‌عروقی و ریوی، آسم کودکان، سرطان، کاهش قدرت سیستم ایمنی و مرگ زودرس را افزایش می‌دهد.
اصطلاح ذره معلق در هوا برای ذرات بزرگتر از مولکول‌های مجزا با قطر تقریباً ۱ نانومتر و کوچک‌تر از ۵۰۰ میکرومتر به کار می‌رود. این ذرات با توجه به اندازه‌شان از چند ثانیه تا چندین ماه در هوا معلق می‌مانند. ذراتِ دارای قطر کوچک‌تر از ۱۰ میکرومتر قادرند از اولین سد دفاعی بدن یعنی بینی و گلو عبور کرده و در ریه رسوب کنند.
به دلیل اهمیت زیاد ذرات معلق در سنجش کیفیت هوا آن‌ها را در دو دسته ذرات ریز (کوچک‌تر از ۲.۵ میکرومتر) و ذرات درشت (کوچک‌تر از ۱۰ میکرومتر) در هر متر مکعب هوا اندازه می‌گیرند.
ذرات معلق تا قطر ۲.۵ میکرومتر (PM2.5)
ذرات ریز معلق در هوا بر اثر انواع احتراق در وسایل نقلیه موتوری، نیروگاهی، سوزاندن چوب و فعل و ‌انفعالات صنعتی خاص ایجاد می‌شوند.
آلاینده ذرات معلق تا قطر ۱۰ میکرومتر (PM10)
ذرات درشت معلق در هوا بر اثر سوزاندن چوب، احتراق ناقص در ترکیبات هیدروکربنی، احتراق در موتورهای دیزلی، فعل و ‌انفعالات صنعتی خاص، آمد و شد در جاده‌های آسفالت نشده، ساختمان‌سازی و خیزش‌های گرد و غبار و ریزگرد ایجاد و منتشر می‌شود.

شاخص‌های اندازه‌گیری کیفیت هوا — مقایسه اندازه ذرات معلق هوا با قطر موی انسان و دانۀ شن

اُزون (O3)
دو نوع ازون در اتمسفر زمین وجود دارد: ازون خوب (ازون موجود در دومین لایه بزرگ جو یا استراتوسفر که به آن اصطلاحاً لایه ازن می‌گویند) و ازون بد (ازون موجود در تروپوسفر یا سطح زمین). ازون موجود در سطح زمین برای سلامتی انسان، جانوران و گیاهان مضر است و به همین دلیل از آن به عنوان ازن بد یاد می‌شود. گازهای خروجی از تاسیسات صنعتی و نیروگاه‌ها، اگزوز موتور خودروها، بخارات بنزین و حلال‌های شیمیایی برخی از مهم‌ترین منشأهای تولید ازون در سطح زمین هستند.

دی‌اکسید نیتروژن (NO2)
دی‌اکسید نیتروژن یکی از انواع اکسیدهای نیتروژن است که در هوای آزاد حضور دارد. این آلاینده قرمز مایل به نارنجی نزدیک به قهوه‌ای است و دو نوع منشأ متحرک (مانند ترافیک جاده‌ای) و منشأ ثابت (مانند احتراق خانگی و نیروگاهی) دارد. مطالعات اپیدمیولوژیک نشان داده‌اند که مواجهۀ مزمن با دی‌اکسید نیتروژن با علائم برونشیت در کودکان آسمی و کاهش عملکرد ریه در ارتباط است.

دی‌اکسید گوگرد (SO2)
دی‌اکسید گوگرد یک گاز بی‌رنگ و غیرقابل اشتعال است که به صورت متوسط بین ۲ تا ۴ روز در هوا باقی می‌ماند و در غلظت‌های بالا در هوا ایجاد مزه می‌کند. تقریباً تمامی سوخت‌های فسیلی دارای گوگرد هستند و هنگام احتراق دی‌اکسید گوگرد آزاد می‌کنند. بیش از ۸۰% اکسیدهای گوگردِ برساختۀ انسان در احتراق سوخت‌های فسیلی به وسیلۀ منابع ثابت (مانند نیروگاه‌ها و احتراق خانگی) و کمتر از ۲۰% آن در منابع متحرک (مانند احتراق وسایل نقلیه) تولید می‌شود. اکسیدهای گوگرد در ترکیب با مواد معلق و رطوبت زیان‌بارترین اثرات مرتبط با آلودگی هوای اتمسفری را ایجاد می‌کنند.
مقدار گوگرد در فرآورده‌های نفتی مختلف یکسان نیست. مثلاً مقدار آن در بنزین بسیار کم است، در گازوئیلی که فراوری بیشتری شده‌ باشد نیز کم است (بین ۰.۵% تا ۱%) و به همین دلیل بنزین و گازوییل از انواع دیگر سوخت گران‌تر هستند و در نفت کوره (مازوت) که فراوری کمتری شده و ارزان‌تر است بین ۲.۵% تا ۳.۵% است. به بیان دیگر مقدار گوگردی که از سوختن مازوت آزاد می‌شود ۲.۵ تا ۷ برابر مقدار مشابه هنگام سوختن گازوییل است.
تنگ شدن راه‌های تنفس، اسپاسم و سرفه شدید، سوزش چشم و مجاری تنفسی، کم‌عمق دم و بازدم از علائم مواجهه با دی‌اکسید گوگرد است.

منواکسید کربن (CO)
مونوکسید کربن گازی بی‌رنگ، بی‌بو و بسیار پایدار است و در صورت ایجاد ۲ تا ۴ ماه در اتمسفر می‌ماند. این گاز از اجزاء کمیاب هوای سطح زمین است و معمولاً بر اثر سوختن ناقص کربن بوجود می‌آید و بسیار سمی است. از مهم‌ترین منشأهای تولید گاز مونوکسید کربن می‌توان به وسایل نقلیه موتوری و صنایع دارای فرایند احتراق نامناسب اشاره کرد. اگر انسان بمدت یک ساعت با غلظت ppm 30 مونوکسیدکربن و یا به مدت هشت ساعت با ppm 9 از این آلاینده در تماس باشد، سردرد و کاهش عملکرد مغزی را در پی خواهد داشت. استنشاق این آلاینده برای زنان باردار و جنین در حال رشد، بیماران قلبی‌‌عروقی و بیماران عصبی خطرناک است.

برای اندازه‌گیری آلاینده‌های غیر از ذرات معلق معمولاً از واحد PPM استفاده می‌کنند. این واحد نشان دهنده نسبت مولی یا جرمی در محلول است و معمولا برای بررسی غلظت‌های بسیار کم از آن استفاده می‌شود.

شاخص آلودگی هوا (Air Quality Index)

شاخص کلی آلودگی هوا (AQI) با استفاده از شاخص‌های فوق در هر ایستگاه محاسبه و همراه با آلاینده‌ای که بیشترین نقش در آلوده‌کردن هوا داشته گزارش می‌شود. این شاخص مقداری بین ۰ تا ۵۰۰ دارد و در مقادیر مختلف، تاثیرات آن بر سلامت افراد فرق می‌‌کند.