Un índice de calidad del aire ( AQI ) es un indicador desarrollado por agencias gubernamentales [1] para comunicar al público qué tan contaminado está el aire actualmente o qué tan contaminado se pronostica que estará. [2] [3] A medida que aumentan los niveles de contaminación del aire, también aumenta el ICA, junto con el riesgo asociado para la salud pública. Los niños, los ancianos y las personas con problemas respiratorios o cardiovasculares suelen ser los primeros grupos afectados por la mala calidad del aire. Cuando el ICA es alto, los organismos gubernamentales generalmente alientan a las personas a reducir la actividad física al aire libre o incluso a evitar salir por completo. Cuando los incendios forestales provocan un ICA alto, también se recomienda el uso de una mascarilla (como un respirador N95 ) en exteriores y un purificador de aire (que incorpore filtros HEPA y de carbón activado ) en interiores. [4] [5]
Los diferentes países tienen sus propios índices de calidad del aire, correspondientes a diferentes estándares nacionales de calidad del aire. Algunos de ellos son el Índice de Salud y Calidad del Aire de Canadá , el Índice de Contaminación del Aire de Malasia y el Índice de Estándares de Contaminantes de Singapur .
El cálculo del AQI requiere una concentración de contaminantes del aire durante un período promedio específico, obtenida de un monitor o modelo de aire . En conjunto, la concentración y el tiempo representan la dosis del contaminante del aire. Los efectos sobre la salud correspondientes a una dosis determinada se establecen mediante investigaciones epidemiológicas. [6] Los contaminantes del aire varían en potencia, y la función utilizada para convertir la concentración de contaminantes del aire en AQI varía según el contaminante. Los valores del índice de calidad del aire suelen agruparse en rangos. A cada rango se le asigna un descriptor, un código de color y un aviso de salud pública estandarizado.
El AQI puede aumentar debido a un aumento de las emisiones al aire. Por ejemplo, durante las horas pico de tráfico o cuando hay un incendio forestal en contra del viento o por falta de dilución de los contaminantes del aire. El aire estancado , a menudo causado por un anticiclón , inversión de temperatura o bajas velocidades del viento , permite que la contaminación del aire permanezca en un área local, lo que genera altas concentraciones de contaminantes, reacciones químicas entre los contaminantes del aire y condiciones de neblina . [7]
En un día en el que se predice que el ICA será elevado debido a la contaminación por partículas finas, una agencia u organización de salud pública podría:
Durante un período de muy mala calidad del aire, como un episodio de contaminación del aire , cuando el ICA indica que la exposición aguda puede causar un daño significativo a la salud pública, las agencias pueden invocar planes de emergencia que les permitan ordenar a los principales emisores (como las industrias que queman carbón) ) para reducir las emisiones hasta que las condiciones peligrosas disminuyan. [11]
La mayoría de los contaminantes del aire no tienen un ICA asociado. Muchos países monitorean el ozono a nivel del suelo , las partículas , el dióxido de azufre , el monóxido de carbono y el dióxido de nitrógeno , y calculan índices de calidad del aire para estos contaminantes. [12]
La definición del AQI en una nación en particular refleja el discurso que rodea el desarrollo de estándares nacionales de calidad del aire en esa nación. [13] Recientemente está disponible un sitio web que permite a las agencias gubernamentales de cualquier parte del mundo presentar sus datos de monitoreo del aire en tiempo real para su visualización utilizando una definición común del índice de calidad del aire. [14]
Cada uno de los estados y territorios de Australia es responsable de monitorear la calidad del aire y publicar datos de acuerdo con los estándares de la Medida Nacional de Protección Ambiental (Calidad del Aire Ambiental) (NEPM). [15]
Cada estado y territorio publica datos de calidad del aire para lugares de monitoreo individuales, y la mayoría de los estados y territorios publican índices de calidad del aire para cada lugar de monitoreo.
En toda Australia, se adopta un enfoque coherente con los índices de calidad del aire, utilizando una escala lineal simple donde 100 representa el estándar de concentración máxima para cada contaminante, según lo establecido por la NEPM. Estos estándares de concentración máxima son:
El índice de calidad del aire (ICA) para una ubicación individual es simplemente el más alto de los valores del índice de calidad del aire para cada contaminante que se monitorea en esa ubicación.
Bandas de ICA, con consejos de salud para cada una: [16] [ verificación fallida ]
La calidad del aire en Canadá se ha informado durante muchos años mediante índices provinciales de calidad del aire (ICA). Es significativo que los valores del AQI reflejan objetivos de gestión de la calidad del aire, que se basan en la tasa de emisiones más baja posible, en lugar de una preocupación exclusiva por la salud humana. El Índice de Salud de la Calidad del Aire (AQHI) es una escala diseñada para ayudar a comprender el impacto de la calidad del aire en la salud. Es una herramienta de protección de la salud que se utiliza para tomar decisiones para reducir la exposición a corto plazo a la contaminación del aire ajustando los niveles de actividad durante niveles elevados de contaminación del aire. El Índice de Salud y Calidad del Aire también proporciona consejos sobre cómo mejorar la calidad del aire proponiendo un cambio de comportamiento para reducir la huella ambiental. Este índice presta especial atención a las personas sensibles a la contaminación del aire. Les proporciona consejos sobre cómo proteger su salud durante niveles de calidad del aire asociados con riesgos para la salud bajos, moderados, altos y muy altos.
El AQHI proporciona un número del 1 al 10+ para indicar el nivel de riesgo para la salud asociado con la calidad del aire local. En ocasiones, cuando la cantidad de contaminación del aire es anormalmente alta, el número puede exceder 10. El AQHI proporciona un valor actual de la calidad del aire local, así como un pronóstico máximo de la calidad del aire local para hoy, esta noche y mañana, y proporciona consejos de salud asociados. . [17]
El 30 de diciembre de 2013, Hong Kong reemplazó el Índice de Contaminación del Aire por un nuevo índice llamado Índice de Salud de la Calidad del Aire . [18] Este índice, reportado por el Departamento de Protección Ambiental , se mide en una escala de 1 a 10+ y considera cuatro contaminantes del aire: ozono; dioxido de nitrogeno; dióxido de azufre y partículas (incluidas PM10 y PM2.5). Para cualquier hora determinada, el AQHI se calcula a partir de la suma del porcentaje de exceso de riesgo de las admisiones hospitalarias diarias atribuibles a las concentraciones promedio móviles de 3 horas de estos cuatro contaminantes. Los AQHI se agrupan en cinco categorías de riesgo para la salud del AQHI y se proporcionan consejos de salud: [19]
Cada una de las categorías de riesgo para la salud tiene consejos asociados. En los niveles bajo y moderado se informa al público que puede continuar con sus actividades normales. Para la categoría alta , se recomienda a niños, ancianos y personas con enfermedades cardíacas o respiratorias que reduzcan el esfuerzo físico al aire libre. Por encima de este valor ( muy alto o grave ), también se recomienda al público en general que reduzca o evite el esfuerzo físico al aire libre.
El Ministerio de Protección Ambiental ( MEP ) de China es responsable de medir el nivel de contaminación del aire en China . A partir del 1 de enero de 2013, el MEP monitorea el nivel diario de contaminación en 163 de sus principales ciudades. El nivel de ICA se basa en el nivel de seis contaminantes atmosféricos, a saber, dióxido de azufre (SO 2 ), dióxido de nitrógeno (NO 2 ), partículas suspendidas de menos de 10 μm de diámetro aerodinámico (PM 10 ), [20] partículas suspendidas de menos de 2,5 μm de diámetro aerodinámico (PM 2,5 ), [20] monóxido de carbono (CO) y ozono (O 3 ) medidos en las estaciones de monitoreo repartidas por cada ciudad. [21]
Se calcula una puntuación individual (índice individual de calidad del aire, IAQI) utilizando las concentraciones de punto de interrupción que se indican a continuación y utilizando la misma función lineal por partes para calcular los valores intermedios que la escala AQI de EE. UU. y El valor final del AQI se puede calcular por hora o por 24 horas y es el máximo de estos seis puntajes. [21]
La puntuación de cada contaminante no es lineal, al igual que la puntuación final del ICA. Por lo tanto, un ICA de 300 no significa el doble de contaminación que un ICA de 150, ni significa que el aire sea dos veces más dañino. La concentración de un contaminante cuando su IAQI es 100 no equivale al doble de su concentración cuando su IAQI es 50, ni significa que el contaminante sea dos veces más dañino. Si bien un AQI de 50 desde el día 1 a 182 y un AQI de 100 desde el día 183 al 365 proporcionan un promedio anual de 75, no significa que la contaminación sea aceptable incluso si el punto de referencia de 100 se considera seguro. Debido a que el punto de referencia es un objetivo de 24 horas, y el promedio anual debe coincidir con el objetivo anual, es completamente posible tener aire seguro todos los días del año pero aun así no alcanzar el punto de referencia de contaminación anual. [21]
El Índice Común de Calidad del Aire (CAQI) [22] es un índice de calidad del aire utilizado en Europa desde 2006. [23] En noviembre de 2017, la Agencia Europea de Medio Ambiente anunció el Índice Europeo de Calidad del Aire (EAQI) y comenzó a fomentar su uso en sitios web y otras formas de informar al público sobre la calidad del aire. [24]
En 2012 [update], el proyecto CiteairII , apoyado por la UE , argumentó que el CAQI había sido evaluado en un "gran conjunto" de datos y describió la motivación y definición del CAQI. CiteairII afirmó que contar con un índice de calidad del aire que fuera fácil de presentar al público en general era una motivación importante, dejando de lado la cuestión más compleja de un índice basado en la salud, que requeriría, por ejemplo, los efectos de los niveles combinados de diferentes contaminantes. . El objetivo principal del CAQI era tener un índice que fomentara una amplia comparación en toda la UE, sin reemplazar los índices locales. CiteairII afirmó que el "objetivo principal del CAQI no es advertir a las personas sobre posibles efectos adversos para la salud debido a la mala calidad del aire, sino llamar su atención sobre la contaminación del aire urbano y su principal fuente (el tráfico) y ayudarlos a disminuir su exposición". [23]
El CAQI es un número en una escala del 1 al 100, donde un valor bajo significa buena calidad del aire y un valor alto significa mala calidad del aire. El índice se define en versiones horarias y diarias, y por separado cerca de las carreteras (un índice de "al borde de la carretera" o de "tráfico") o lejos de las carreteras (un índice de "fondo"). A partir de 2012 [update], el CAQI tenía dos componentes obligatorios para el índice en carretera, NO 2 y PM 10 , y tres componentes obligatorios para el índice de fondo, NO 2 , PM 10 y O 3 . También incluía los contaminantes opcionales PM 2,5 , CO y SO 2 . Se calcula un "subíndice" para cada uno de los componentes obligatorios (y opcionales si están disponibles). El CAQI se define como el subíndice que representa la peor calidad entre esos componentes. [23]
Algunas de las concentraciones de contaminantes clave en μg/m 3 para el índice de fondo horario, los subíndices correspondientes y cinco rangos de CAQI y descripciones verbales son las siguientes. [23]
Los valores y mapas de CAQI actualizados frecuentemente se muestran en www.airqualitynow.eu [25] y otros sitios web. [22] También se define un Índice Común Promedio Anual de Calidad del Aire (YACAQI), en el que diferentes subíndices de contaminantes se normalizan por separado a un valor típicamente cercano a la unidad. Por ejemplo, los promedios anuales de NO 2 , PM 10 y PM 2,5 se dividen entre 40 μg/m 3 , 40 μg/m 3 y 20 μg/m 3 , respectivamente. El fondo general o tráfico YACAQI de una ciudad es la media aritmética de un subconjunto definido de estos subíndices. [23]
El Índice Nacional de Calidad del Aire (NAQI) se lanzó en Nueva Delhi el 17 de septiembre de 2014, bajo el Swachh Bharat Abhiyan . [26] [27] [28] [29]
La Junta Central de Control de la Contaminación, junto con las Juntas Estatales de Control de la Contaminación, ha estado operando el Programa Nacional de Monitoreo del Aire (NAMP, por sus siglas en inglés) que abarca 240 ciudades del país y cuenta con más de 342 estaciones de monitoreo. [30] Se constituyó un grupo de expertos compuesto por profesionales médicos, expertos en calidad del aire, académicos, grupos de defensa y SPCB y se adjudicó un estudio técnico al IIT Kanpur . IIT Kanpur y el Grupo de Expertos recomendaron un esquema AQI en 2014. [31] Mientras que el índice de medición anterior se limitaba a tres indicadores, el nuevo índice mide ocho parámetros. [32] Los sistemas de seguimiento continuo que proporcionan datos casi en tiempo real están instalados en Nueva Delhi, Mumbai , Pune , Calcuta y Ahmedabad . [33]
Hay seis categorías de AQI: Bueno, Satisfactorio, Moderado, Deficiente, Severo y Peligroso. El AQI propuesto considerará ocho contaminantes (PM 10 , PM 2.5 , NO 2 , SO 2 , CO, O 3 , NH 3 y Pb) para los cuales se aplican Estándares Nacionales de Calidad del Aire Ambiental a corto plazo (hasta un período de promedio de 24 horas). están prescritos. [34] Sobre la base de las concentraciones ambientales medidas, las normas correspondientes y el probable impacto en la salud, se calcula un subíndice para cada uno de estos contaminantes. El peor subíndice refleja el AQI general. También se han sugerido posibles impactos en la salud de diferentes categorías de ICA y contaminantes, con aportes principales de los expertos médicos del grupo. Los valores de AQI y las concentraciones ambientales correspondientes (puntos de corte para la salud), así como los posibles impactos asociados a la salud para los ocho contaminantes identificados, son los siguientes:
Según la Asociación Meteorológica de Japón , Japón utiliza una escala diferente para medir el índice de calidad del aire.
La calidad del aire en la Ciudad de México se reporta en IMECA. El IMECA se calcula utilizando las mediciones de tiempos promedio de las sustancias químicas ozono (O 3 ), dióxido de azufre (SO 2 ), dióxido de nitrógeno (NO 2 ), monóxido de carbono (CO), partículas menores a 2,5 micrómetros (PM 2,5 ) y partículas menores a 10 micrómetros (PM 10 ). [35]
Singapur utiliza el Índice de Normas de Contaminantes para informar sobre la calidad del aire, [36] con detalles del cálculo similares pero no idénticos a los utilizados en Malasia y Hong Kong. [37] El siguiente cuadro de PSI está agrupado por valores de índice y descriptores, según la Agencia Nacional de Medio Ambiente . [38]
El Ministerio de Medio Ambiente de Corea del Sur utiliza el Índice Integral de Calidad del Aire (CAI) para describir la calidad del aire ambiente en función de los riesgos para la salud de la contaminación del aire. El índice tiene como objetivo ayudar al público a comprender fácilmente la calidad del aire y proteger la salud de las personas. El CAI se encuentra en una escala de 0 a 500, que se divide en seis categorías. Cuanto mayor sea el valor CAI, mayor será el nivel de contaminación del aire. De los valores de los cinco contaminantes del aire, el más alto es el valor CAI. El índice también tiene efectos sobre la salud asociados y una representación en color de las categorías como se muestra a continuación. [39]
La Torre N de Seúl en la montaña Namsan en el centro de Seúl, Corea del Sur , está iluminada en azul, desde el atardecer hasta las 23:00 y 22:00 en invierno, en los días en que la calidad del aire en Seúl es de 45 o menos. Durante la primavera de 2012, la Torre estuvo iluminada durante 52 días, cuatro días más que en 2011. [40]
El índice de calidad del aire más utilizado en el Reino Unido es el índice diario de calidad del aire recomendado por el Comité sobre los efectos médicos de los contaminantes del aire (COMEAP). [41] Este índice tiene diez puntos, que a su vez se agrupan en cuatro bandas: bajo, moderado, alto y muy alto. Cada una de las bandas viene con consejos para grupos de riesgo y población en general. [42]
El índice se basa en las concentraciones de cinco contaminantes. El índice se calcula a partir de las concentraciones de los siguientes contaminantes: ozono, dióxido de nitrógeno, ióxido de azufre, PM2,5 (partículas con un diámetro aerodinámico inferior a 2,5 μm) y PM10. Los puntos de ruptura entre los valores del índice se definen para cada contaminante por separado y el índice general se define como el valor máximo del índice. Se utilizan diferentes períodos promedio para diferentes contaminantes. [42]
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) ha desarrollado un índice de calidad del aire que se utiliza para informar la calidad del aire. Este AQI se divide en seis categorías que indican niveles crecientes de preocupación por la salud. Un valor de AQI superior a 300 representa una calidad del aire peligrosa y por debajo de 50 la calidad del aire es buena. [12]
El AQI se basa en los cinco contaminantes "criterios" regulados por la Ley de Aire Limpio : ozono a nivel del suelo, partículas, monóxido de carbono, dióxido de azufre y dióxido de nitrógeno. La EPA ha establecido Estándares Nacionales de Calidad del Aire Ambiental (NAAQS) para cada uno de estos contaminantes con el fin de proteger la salud pública. Un valor AQI de 100 generalmente corresponde al nivel del NAAQS para el contaminante. [12] La Ley de Aire Limpio (EE.UU.) (1990) exige que la EPA revise sus Estándares Nacionales de Calidad del Aire Ambiental cada cinco años para reflejar la evolución de la información sobre los efectos en la salud. El Índice de Calidad del Aire se ajusta periódicamente para reflejar estos cambios.
El índice de calidad del aire es una función lineal por partes de la concentración de contaminantes. En el límite entre las categorías del AQI hay un salto discontinuo de una unidad del AQI. Para convertir de concentración a AQI se utiliza esta ecuación: [43]
(Si se miden varios contaminantes, el AQI calculado es el valor más alto calculado a partir de la ecuación anterior aplicada para cada contaminante).
dónde:
La tabla de puntos de interrupción de la EPA es: [44] [45] [46] [47] [48]
Supongamos que un monitor registra una concentración promedio de partículas finas (PM 2,5 ) de 24 horas de 26,4 microgramos por metro cúbico. La ecuación anterior da como resultado un AQI de:
que se redondea al valor del índice de 83, correspondiente a la calidad del aire en el rango "Moderado". [49] Para convertir una concentración de contaminantes del aire a un AQI, la EPA ha desarrollado una calculadora. [50]
Si se miden múltiples contaminantes en un sitio de monitoreo, entonces se informa el valor de ICA más grande o "dominante" para la ubicación. El ICA de ozono entre 100 y 300 se calcula seleccionando el mayor entre el ICA calculado con un valor de ozono de 1 hora y el ICA calculado con el valor de ozono de 8 horas.
Los promedios de ozono de ocho horas no definen valores de ICA superiores a 300; Los valores de AQI de 301 o más se calculan con concentraciones de ozono de 1 hora. Los valores de SO 2 de 1 hora no definen valores de AQI superiores a 200. Los valores de AQI de 201 o superiores se calculan con concentraciones de SO 2 de 24 horas .
Los datos de monitoreo en tiempo real de monitores continuos generalmente están disponibles como promedios de 1 hora. Sin embargo, el cálculo del ICA de algunos contaminantes requiere promediar varias horas de datos. (Por ejemplo, el cálculo del ICA de ozono requiere el cálculo de un promedio de 8 horas y el cálculo del ICA de PM 2,5 o PM 10 requiere un promedio de 24 horas). Para reflejar con precisión la calidad actual del aire, el promedio de varias horas utilizado para El cálculo del AQI debe centrarse en la hora actual, pero como las concentraciones de horas futuras se desconocen y son difíciles de estimar con precisión, la EPA utiliza concentraciones sustitutas para estimar estos promedios de varias horas. Para informar los índices de calidad del aire de PM 2,5 , PM 10 y ozono, esta concentración sustituta se denomina NowCast . El Nowcast es un tipo particular de promedio ponderado que proporciona más peso a los datos más recientes sobre la calidad del aire cuando los niveles de contaminación del aire están cambiando. [51] [52]
Los datos de monitoreo en tiempo real y los pronósticos de la calidad del aire codificados por colores en términos del índice de calidad del aire están disponibles en el sitio web AirNow de la EPA. [53] Otras organizaciones brindan monitoreo a miembros de grupos sensibles como asmáticos, niños y adultos mayores de 65 años. [54] Los datos históricos de monitoreo del aire, incluidos gráficos y mapas de AQI, están disponibles en el sitio web AirData de la EPA. [55] Existe un servicio de suscripción de correo electrónico gratuito para los habitantes de Nueva York: AirNYC. [56] Los suscriptores reciben notificaciones sobre los cambios en los valores de AQI para la ubicación seleccionada (por ejemplo, la dirección de casa), en función de las condiciones de calidad del aire. Un mapa detallado que contiene los niveles actuales de AQI y un pronóstico de AQI de dos días está disponible en el sitio web de Aerostate. [57]
Históricamente, la EPA solo ha permitido que los datos de monitores regulatorios operados por profesionales regulatorios o de salud pública se incluyan en sus mapas nacionales en tiempo real. [58] [59] En la última década, los sensores de bajo costo (LCS) se han vuelto cada vez más populares entre los científicos ciudadanos, y han surgido grandes redes de LCS en los EE. UU. y en todo el mundo. Recientemente, la EPA ha desarrollado un algoritmo de corrección de datos [60] [61] para una marca particular de PM 2.5 LCS (el monitor Purple Air) que hace que los datos del LCS sean comparables con los datos reglamentarios con el fin de calcular el AQI. Estos datos LCS corregidos aparecen actualmente junto con los datos reglamentarios en el mapa nacional de incendios de la EPA. [62]
El AQI hizo su debut en 1968, cuando la Administración Nacional de Control de la Contaminación del Aire emprendió una iniciativa para desarrollar un índice de calidad del aire y aplicar la metodología a las Áreas Estadísticas Metropolitanas . El impulso fue llamar la atención del público sobre el tema de la contaminación del aire e indirectamente presionar a los funcionarios públicos locales responsables para que tomaran medidas para controlar las fuentes de contaminación y mejorar la calidad del aire dentro de sus jurisdicciones.
A Jack Fensterstock, jefe de la División de Control y Emisiones del Inventario Nacional de Contaminación del Aire, se le encomendó la tarea de liderar el desarrollo de la metodología y compilar los datos de calidad del aire y emisiones necesarios para probar y calibrar los índices resultantes. [63]
La iteración inicial del índice de calidad del aire utilizó concentraciones estandarizadas de contaminantes ambientales para generar índices de contaminantes individuales. Luego, estos índices se ponderaron y sumaron para formar un índice único de calidad del aire total. La metodología general podría utilizar concentraciones extraídas de datos de vigilancia ambiental o predichas mediante un modelo de difusión. Luego, las concentraciones se convirtieron en una distribución estadística estándar con una media y una desviación estándar preestablecidas. Se supone que los índices de contaminantes individuales resultantes tienen la misma ponderación, aunque se pueden utilizar valores distintos de la unidad. Asimismo, el índice puede incorporar cualquier número de contaminantes, aunque solo se utilizó para combinar SO x , CO y TSP [64] debido a la falta de datos disponibles para otros contaminantes.
Si bien la metodología fue diseñada para ser sólida, la aplicación práctica para todas las áreas metropolitanas resultó ser inconsistente debido a la escasez de datos de monitoreo de la calidad del aire ambiente, la falta de acuerdo sobre los factores de ponderación y la falta de uniformidad de los estándares de calidad del aire en todas las zonas geográficas y políticas. límites. A pesar de estos problemas, la publicación de listas que clasifican las áreas metropolitanas logró los objetivos de política pública y condujo al desarrollo futuro de índices mejorados y su aplicación rutinaria.
El 12 de noviembre de 2019, la Administración Ambiental de Vietnam emitió la Decisión No. 1459/QD-TCMT sobre la promulgación de Directrices Técnicas para el cálculo y publicación del Índice de Calidad del Aire de Vietnam (VN_AQI). [sesenta y cinco]
Algunos de los siguientes sitios web muestran mapas de índices de calidad del aire activamente actualizados; otros son versiones archivadas de sitios web inactivos:
