Luftverschmutzung ist heutzutage ein großes Problem. Das Vorhandensein eines unerwünschten Gegenstands, Schadstoffs oder eines Wirkstoffs in der Luft führt zu Luftverschmutzung. AQI wird verwendet, um die Qualität der Umgebungsluft darzustellen.

Was ist der Luftqualitätsindex (AQI)?

Der Luftqualitätsindex (AQI) ist eine Zahl, die verwendet wird, um die Luftqualität von der Regierung der Öffentlichkeit zu vermitteln. Die Luftqualität verschlechtert sich mit zunehmender Schadstoffkonzentration. Der Luftqualitätsindex repräsentiert die Schwere der Verschmutzung für gewöhnliche Menschen.

Indian (CPCB) AQI:

Nach Angaben der indischen Regierung (CPCB) reicht der Indian AQI von 0 bis 500, wobei 0 gut und 500 schwer ist. Es gibt acht Hauptschadstoffe, die für die AQI-Berechnung herangezogen werden müssen, nämlich. Feinstaub (PM10 und PM 2.5), Kohlenmonoxid (CO), Ozon (O3), Stickstoffdioxid (NO2), Schwefeldioxid (SO2), Ammoniak (NH3) und Blei (Pb). Zur Berechnung des AQI müssen Daten für mindestens drei Schadstoffe vorliegen, von denen einer entweder PM10 oder PM2.5 sein sollte. AQI im Bereich von 0-500 haben unterschiedliche Konzentrationen für jeden Schadstoff und haben dementsprechend gesundheitliche Auswirkungen.

Indischer AQI-Bereich und wahrscheinliche Auswirkungen:

0-50: Dieser Bereich definiert die Luftqualität als gut, da sie minimale oder keine Auswirkungen auf die Gesundheit aufweist.

51-100: Dies ist ein zufriedenstellender Luftqualitätsbereich und kann Auswirkungen wie Atembeschwerden in empfindlichen Gruppen zeigen.

101-200: Der Bereich zeigt mäßige Luftqualität mit Auswirkungen wie Atembeschwerden für Kinder und ältere Altersgruppen und Menschen, die bereits an Lungen- und Herzerkrankungen leiden.

201-300: Ein AQI, der in diesen Bereich fällt, weist darauf hin, dass die Luftqualität schlecht ist und bei längerer Exposition gesundheitliche Auswirkungen auf Menschen zeigt. Menschen, die bereits an Herzerkrankungen leiden, können bei kurzer Exposition Beschwerden verspüren.

301-400: Dieser Bereich weist eine sehr schlechte Luftqualität auf und verursacht bei längerer Exposition Atemwegserkrankungen.

401-500: Dies ist der schwere Bereich von AQI, der gesundheitliche Auswirkungen auf normale und kranke Menschen verursacht. Es verursacht auch schwerwiegende gesundheitliche Auswirkungen auf empfindliche Gruppen.

US-EPA AQI:

Der US-AQI liegt laut US-EPA zwischen 0 und 500, wobei 0 für gut und 500 für schwer steht. Zur Berechnung des AQI werden die sechs wichtigsten Luftschadstoffe herangezogen, nämlich Feinstaub (PM 10 und PM 2,5), Kohlenmonoxid (CO), Ozon (O3), Stickstoffdioxid (NO2) und Schwefeldioxid (SO2). AQI im Bereich von 0-500 haben unterschiedliche Schadstoffkonzentrationen und damit verbundene gesundheitliche Auswirkungen.

US-EPA AQI-Bereich und wahrscheinliche Auswirkungen:

0-50: Der Bereich zeigt, dass die Luftqualität gut ist und keine Gesundheitsgefährdung besteht.

51-100: Dieser Bereich ist moderat und die Qualität ist akzeptabel. Bei manchen Menschen kann es zu Beschwerden kommen.

101-150: Die Luftqualität in diesem Bereich ist für empfindliche Gruppen ungesund. Sie leiden unter Atembeschwerden.

151-200: Der Bereich zeigt eine ungesunde Luftqualität und die Menschen beginnen, Auswirkungen wie Atembeschwerden zu erfahren.

201-300: Die Luftqualität ist in diesem Bereich sehr ungesund und es können Gesundheitswarnungen für Notfälle ausgegeben werden. Alle Menschen können davon betroffen sein.

301-500: Dies ist die gefährliche Kategorie der Luftqualität und ernsthafte gesundheitliche Auswirkungen wie Atembeschwerden, Erstickung, Reizung der Atemwege usw. können von allen wahrgenommen werden.

Parameter des Luftqualitätsindex

1. Particulate Matter (PM10 & PM2.5)

Eine Mischung von Partikeln mit Flüssigkeitströpfchen in der Luft bildet Feinstaub. PM 10 sind Partikel mit einer Größe von weniger als oder gleich 10 Mikron, während PM2.5 ultrafeine Partikel mit einer Größe von weniger als oder gleich 2.5 Mikron sind.

Quellen:

Feinstaub wird durch Bauarbeiten, Rauchen, Reinigungen, Renovierungen, Abrisse, Konstruktionen, Naturgefahren wie Erdbeben, Vulkanausbrüche und Emissionen aus Industrien wie Ziegelöfen, Papier und Zellstoff usw. freigesetzt.

Verwandte Effekte:

Diese Partikel können beim Einatmen tiefer in die Atemwege eindringen und Atemwegserkrankungen wie Asthma, Husten, Niesen, Reizungen der Atemwege, Augen-, Nasen- und Rachenreizungen usw. verursachen. Studien haben auch Zusammenhänge zwischen PM-Exposition und Diabetes gezeigt.

Sichere Expositionsgrenzen:

Sowohl die indische Regierung als auch die US-EPA verwenden PM10 und PM2.5 als eines der Kriterien für die Berechnung des Luftqualitätsindex (AQI). Die sicheren Belastungswerte für PM 10 (24 Stunden) betragen 0-100 ug/m3 und für PM2.5 (24 Stunden) 0-60 ug/m3 gemäß dem indischen CPCB. Gemäß US-EPA beträgt der sichere Wert für PM 10 0-54 ug/m3 und für PM2.5 0-12.0 ug/m3.

2. Carbon Monoxide

Quellen:

Es ist ein farbloses Gas, das aus Autoabgasen, Bränden, Industrieprozessen, Gasherden, Küchenschornsteinen, Generatoren, Holzfeuerungen usw. in die Atmosphäre freigesetzt wird.

Verwandte Effekte:

Die Exposition gegenüber Kohlenmonoxid verursacht beim Menschen eine Kohlenmonoxidvergiftung (Störung der Sauerstoff-Hämoglobin-Bindung), Brustschmerzen, Herzerkrankungen, verringert die geistigen Fähigkeiten, Sehstörungen und hilft bei der Smogbildung.

Sichere Expositionsgrenzen:

Es wird sowohl von der indischen Regierung als auch von der US-EPA als AQI-Kriterium verwendet. Das sichere Expositionsniveau beträgt laut indischer Regierung 0-04 mg/m3 (1 Stunde) und laut US-EPA 0-9.4 ppm nach 8 Stunden.

3. Ozone (O3)

Ozon besteht aus drei Sauerstoffatomen. Es bildet die Schutzschicht, die das Eindringen schädlicher UV-Strahlung in die Erde verhindert. Das Bodenozon ist sehr schädlich für Mensch und Umwelt.

Quellen:

Es wird aus der Industrie, Autoabgasen, Benzindämpfen, Lösungsmitteln, Chemikalien und elektronischen Geräten freigesetzt. Stickoxide (NOx) und alle flüchtigen organischen Verbindungen (tVOCs) tragen ebenfalls zur Bildung von Bodenozon bei.

Verwandte Effekte:

Bodenozon stört den Atmungsprozess der Pflanze und erhöht die Anfälligkeit für Umweltstressoren. Wenn Ozon von Menschen eingeatmet wird, werden eine reduzierte Lungenfunktion, Entzündungen der Atemwege und Reizungen in Augen, Nase und Rachen beobachtet.

Sichere Expositionsgrenzen:

Ozon ist ein Kriterium für AQI, das sowohl von der indischen als auch der US-EPA verwendet wird. Gemäß der indischen Regierung beträgt die sichere Exposition 0-100 ug/m3 (8 Stunden) und gemäß US-EPA 0-0.054 ppm (8 Stunden).

4. Nitrogen Dioxide (NO2)

Stickstoffdioxid ist ein bekanntes hochreaktives Gas, das in der Atmosphäre vorhanden ist.

Quellen:

Es wird durch Autoabgase, die Stromerzeugung, die Verbrennung von Kraftstoff, die Verbrennung fossiler Brennstoffe und verschiedene industrielle Prozesse in die Umwelt freigesetzt.

Verwandte Effekte:

Eine Stickstoffdioxidvergiftung ist genauso gefährlich wie eine Kohlenmonoxidvergiftung. Wenn es eingeatmet wird, kann es zu schweren Schäden am Herzen, Aufnahme durch die Lungen, Entzündungen und Reizungen der Atemwege kommen. Smogbildung und Laubschäden sind einige Umweltauswirkungen von Stickstoffdioxid.

Sicheres Expositionsniveau:

Die indische Regierung und die US-EPA verwenden Stickstoffdioxid als Parameter zur Berechnung des AQI. Gemäß der indischen Regierung beträgt die sichere Exposition 0-80 ug/m3 (24 Stunden) und gemäß US-EPA 0-53 ppb (1 Stunde).

5. Sulfur Dioxide (SO2)

Schwefeldioxid ist ein farbloses Gas mit verbranntem Geruch und der chemischen Formel SO2. Das Gas ist von Natur aus sauer und korrosiv und kann in der Atmosphäre mit anderen Verbindungen reagieren, um Schwefelsäure und andere Schwefeloxide zu bilden.

Quellen:

Emissionen aus Automobilen, Industrie, Verbrennung fossiler Brennstoffe, Stromerzeugung etc. sind Gründe für den Eintrag von Schwefeldioxid in die Atmosphäre.

Verwandte Effekte:

Schwefeldioxid ist eine Hauptursache für Dunstbildung, sauren Regen, Schäden an Laub, Denkmälern und Gebäuden, reagiert und bildet Feinstaub. Beim Menschen verursacht es Atembeschwerden, Asthma, Augen-, Nasen- und Rachenreizungen, Entzündungen der Atemwege und Herzerkrankungen.

Sicheres Expositionsniveau:

Schwefeldioxid wird von der indischen Regierung und der US-EPA als Parameter für die Berechnung des Luftqualitätsindex (AQI) verwendet. Das sichere Expositionsniveau beträgt 0-80 ug/m3 (24 Stunden) und 0-75 ppb (1 Stunde) gemäß der indischen Regierung bzw. der US-EPA.

6. Ammonia (NH3)

Ammoniak ist ein farbloses, reaktives und lösliches alkalisches Gas mit starkem stechendem Geruch und wird von der indischen Regierung nur als Parameter des AQI verwendet.

Quellen:

Die Hauptquellen von Ammoniak sind landwirtschaftliche Aktivitäten, Tierhaltung, Düngemittel, verschiedene industrielle Prozesse, Emissionen von Automobilen, Verflüchtigung von Ozeanen und Böden usw.

Verwandte Effekte:

Ammoniak ist ein Hauptgrund für die Eutrophierung von Gewässern. Es trägt zum Klimawandel, zur Bildung von Feinstaub, zur Verringerung der Sichtweite und zur atmosphärischen Ablagerung von Stickstoffatomen bei. Menschen erleiden unmittelbare Augen-, Nasen-, Rachen- und Atemwegsverbrennungen, Erblindung und Lungenschäden, wenn sie hohen Konzentrationen ausgesetzt werden. Es kann Husten und Reizungen in Augen, Nase und Rachen bei Exposition in geringer Konzentration verursachen.

Sicheres Expositionsniveau:

NH3 wird von der indischen Regierung als Luftqualitätsparameter betrachtet und das sichere Expositionsniveau beträgt 0-400 ug/m3 (24 Stunden).

7. Lead (Pb)

Blei ist ein blau-weiß glänzendes Metall, das zur Gruppe der Schwermetalle gehört. Es ist von Natur aus korrosionsbeständig, wird jedoch leicht angelaufen, wenn es der Luft ausgesetzt wird.

Quellen:

Es wird bei der Metallverarbeitung, der Müllverbrennung, der Verbrennung fossiler Brennstoffe, Altbatterien, Emissionen von Fahrzeugen, der Verbrennung fossiler Brennstoffe usw. freigesetzt.

Verwandte Effekte:

Die Wirkung der Exposition gegenüber Blei (Pb) kann Nephrotoxizität, Neurotoxizität, Knochendeformationen, verminderte Reproduktion, Lernschwierigkeiten, kardiovaskuläre Auswirkungen, Verlust der biologischen Vielfalt, verminderte Bodenfruchtbarkeit und Wasserverschmutzung verursachen.

Sichere Expositionsniveaus:

Das sichere Expositionsniveau für Blei beträgt 0-1.0 ug/m3 (24 Stunden) gemäß dem indischen CPCB.

Wie berechnet man den Luftqualitätsindex?

Die Formel zur Berechnung des AQI ist die gleiche wie bei der indischen CPCB und der US-EPA. Der AQI wird unter Verwendung der Gleichungen separat für Parameter berechnet. Wenn Sie beispielsweise den AQI auf der Grundlage von vier Parametern berechnen möchten, verwenden Sie die Gleichung viermal und der schlechteste Teilindex gibt den AQI an. Der Subindex ist eine lineare Funktion (zwei verschiedene, aber verwandte Begriffe) der Schadstoffkonzentration.
Ip = [IHi – ILo / BPHi – BPLo] (Cp – BPLo) + ILo

Where,

Ip = index of pollutant p
Cp = truncated concentration of pollutant p
BPHi = concentration breakpoint i.e. greater than or equal to Cp
BPLo = concentration breakpoint i.e. less than or equal to Cp
IHi = AQI value corresponding to BPHi
ILo = AQI value corresponding to BPLo

1. Indische Gleichung für AQI:

Der indische AQI-Bereich unterscheidet sich von dem der US-EPA. Zur Berechnung des AQI sollten mindestens drei Parameter herangezogen werden, von denen einer entweder PM10 oder PM 2,5 sein muss.
Zur Berechnung von Teilindizes werden 16-Stunden-Daten benötigt.

Beispiel: Wenn Sie den AQI auf Basis von PM2,5, CO und Ozon berechnen möchten, berechnen Sie den Subindex für jeden Parameter separat.
Wenn die aktuelle Konzentration von PM2,5 110 ug/m3 beträgt, dann bezogen auf den AQI-Bereich gemäß den indischen Standards BPHi = 120, BPLo = 91, IHi = 300 und ILo = 201.
Werte in Gleichung setzen und lösen:
Subindex = [(300-201)/ (120-91)] (110-91) + 201= 265,86

Ebenso kann für andere Parameter der Teilindex berechnet werden und der schlechteste Teilindex zeigt den AQI.

2. US-EPA-Gleichung für AQI:

Die US-EPA-Reihe unterscheidet sich von der indischen AQI-Reihe. Die Gleichung kann anders verwendet werden, wenn mehr als ein Schadstoff vorhanden ist und der Teilindex des schlimmsten Treffers den AQI widerspiegelt.

Beispiel: Angenommen, Sie möchten den AQI für Kohlenmonoxid und die abgeschnittene Konzentration berechnen.
(Cp) of CO is 11.0 ppm, then IHi = 150, ILo = 101, BPHi = 12.4, BPLo = 9.5 as per US-EPA range.

Alle Werte in die Gleichung einsetzen und lösen,
Ip = [(150-101) / (12.4-9.5)] (11.0-9.5) + 101= 126.34

Berechnen Sie den AQI für andere vorhandene Parameter und wenden Sie die Gleichung anders an, identifizieren Sie den am schlimmsten getroffenen Index und Sie erhalten den AQI.

10 Tipps, wie Sie die Luftverschmutzung reduzieren können:

1. Begrenzen Sie die häufige Nutzung von Fahrzeugen

2. Beenden Sie das Rauchen von Tabak

3. Verwenden und verbrennen Sie keine Kunststoffe

4. Minimieren Sie die Abfallproduktion

5. Kauft gebrauchte Dinge, da dies Abfall reduziert

6. Minimieren Sie die Verwendung von Klimaanlagen, Kältemitteln und anderen Kühlmitteln

7. Befolgen Sie die 5 R’s: Wiederverwenden, Reduzieren, Recyceln, Reparieren und Verweigern

8. Entscheiden Sie sich für öffentliche Verkehrsmittel

9. Wechseln Sie zu erneuerbaren Energien wie Sonnen- und Windenergie

10. Reinigen Sie regelmäßig Ihre Küchenkamine