空气质量指数AQI是定量描述空气质量状况的无量纲指数,取值范围0至500,由二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM2.5、PM10六项污染物的分指数取最大值得到。本文围绕空气质量指数AQI,逐层讲清它的计算依据、六等级划分、PM2.5与PM10等污染物的浓度标准,以及不同等级下针对敏感人群与普通人群的健康建议,帮助你科学看懂每天的空气质量数据。
空气质量指数AQI是一套把复杂污染物浓度换算成公众可读数字的标准化工具:它依据《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》HJ 633-2012和《环境空气质量标准》GB 3095-2012计算,取值范围0至500,由六项污染物的空气质量分指数(IAQI)取最大值得到,并划分为优、良、轻度污染、中度污染、重度污染、严重污染六个等级。其中,PM2.5的二级浓度限值为日均75微克每立方米、年均35微克每立方米;一般以AQI不超过100为达标,2024年全国地级及以上城市优良天数比例为87.2%。 (来源:《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》HJ 633-2012、《环境空气质量标准》GB 3095-2012、百度百科「优良天数」)
空气质量指数(Air Quality Index,简称AQI)是定量描述空气质量状况的无量纲指数,它的作用是把复杂的污染物监测浓度,转换成一个公众容易理解、便于比较和传播的数字。
所谓「无量纲」,是指AQI本身没有单位。它不像PM2.5那样以微克每立方米计量,也不是百分比,而是一个纯粹用于排序和分级的相对数值。正因为没有单位、只反映相对污染程度,AQI才适合作为统一的对外发布口径,让不同城市、不同污染物之间可以横向比较。
AQI的取值范围是0至500。数值越大,表示空气污染越重、对健康的潜在危害越大;数值越小,则表示空气越清洁。为了便于公众理解,AQI通常还会配套一个颜色标识与等级名称,例如绿色对应「优」、黄色对应「良」、橙色对应「轻度污染」、红色对应「中度污染」、紫色对应「重度污染」、褐红色对应「严重污染」,让空气质量的判断变得直观。这个「等级加颜色」的表达方式,与气象预警信号的配色思路类似,想了解预警信号的分级可以查看 预警信号。
需要特别说明的是,AQI并不是某一种单一污染物的浓度,而是一个由六项污染物综合计算得出的指数。具体做法是先分别计算每项污染物的空气质量分指数(IAQI),再取这些分指数中的最大值作为当天的AQI。因此,AQI反映的是「当前最突出的那项污染物」所代表的空气状况,而不是所有污染物的平均值。 (来源:百度百科「空气质量指数」、《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》HJ 633-2012)
很多人在手机上查看天气时会顺便看一眼空气,而这个数字背后其实是一整套国家标准与计算规则。若想进一步了解手机端其他指标的含义,可以看看 天气符号 的解读方式。
我国的空气质量指数并非随意设定,而是有明确的国家标准可循。AQI的计算与评价主要依据两份文件,它们一个管「浓度限值」,一个管「指数换算」。
简单来说,GB 3095-2012 规定「浓度限值」,HJ 633-2012 规定「如何把浓度换算成指数并分级」,两者配合使用。计算时,先把各项污染物的实测浓度代入对应的浓度限值分段,逐一算出各自的IAQI,然后取最大值即为当天AQI;当AQI大于50时,IAQI最大的那项污染物即被确定为当天的「首要污染物」。 (来源:《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》HJ 633-2012、《环境空气质量标准》GB 3095-2012)
之所以要区分一级和二级浓度限值,是因为不同功能区对空气质量的要求不同。自然保护区、风景名胜区等需要重点保护的地区执行更严格的一级标准,而居住区、商业区、工业区等一般地区执行二级标准。公众日常看到的城市AQI,通常以二级浓度限值为基准计算,这也是为什么同一浓度数值在不同标准下可能对应不同的IAQI。
按照国家现行标准,纳入空气质量指数计算的共有六项基本污染物,分别是二氧化硫(SO₂)、二氧化氮(NO₂)、一氧化碳(CO)、臭氧(O₃)、颗粒物PM2.5和颗粒物PM10。它们覆盖了燃料燃烧、机动车排放、光化学反应和扬尘等主要污染来源。
这六项污染物的监测数据来自遍布全国的空气质量监测站,公众在手机软件或官方网站上看到的AQI,就是这些数据经过标准计算后的结果。想了解手机软件如何呈现这些数据,可以参考 天气软件 的说明。 (来源:《环境空气质量标准》GB 3095-2012、生态环境部门公开科普资料)
六项污染物在计算中的地位并不完全平等。由于计算取的是各分指数中的最大值,所以在不同季节、不同地区成为「首要污染物」的往往是不同的项目。比如冬季北方因采暖排放,PM2.5常常成为首要污染物;而夏季阳光强烈、光化学反应活跃时,臭氧则可能取代颗粒物成为最突出的一项。
按照HJ 633-2012的规定,空气质量指数AQI被划分为六个等级,数值越大、等级越高,表示污染越严重,对健康的影响也越大。
| 等级 | AQI范围 | 空气质量 | 表示颜色 |
|---|---|---|---|
| 一级 | 0至50 | 优 | 绿色 |
| 二级 | 51至100 | 良 | 黄色 |
| 三级 | 101至150 | 轻度污染 | 橙色 |
| 四级 | 151至200 | 中度污染 | 红色 |
| 五级 | 201至300 | 重度污染 | 紫色 |
| 六级 | 大于300 | 严重污染 | 褐红色 |
(来源:《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》HJ 633-2012)
从这六级可以看到一个清晰的梯度:优(0至50)表示空气质量令人满意,基本无空气污染,各类人群可正常活动;良(51至100)表示空气质量可接受,但某些污染物可能对极少数异常敏感人群健康有较弱影响;轻度污染(101至150)时易感人群症状有轻度加剧,健康人群出现刺激症状;中度污染(151至200)时进一步加剧易感人群症状,可能对健康人群心脏、呼吸系统有影响;重度污染(201至300)时心脏病和肺病患者症状显著加剧,运动耐受力降低,健康人群普遍出现症状;严重污染(大于300)时健康人群运动耐受力降低,有明显强烈症状,可能提前出现某些疾病。
日常沟通中,人们常把「一级、二级」直接叫成「优、良」,把「三级到六级」统称为「污染」。这种叫法虽然简便,但要知道它们对应的AQI区间是固定的:50、100、150、200、300这五个数字就是各等级的分界点。
AQI的六个等级并不是凭感觉划分的,而是对应着具体的污染物浓度限值分段。下表以公众最关注的PM2.5、PM10为例,列出各级AQI区间所对应的24小时平均浓度范围,便于把「指数」和「浓度」对照起来理解。
| 等级 | AQI范围 | PM2.5日均(μg/m³) | PM10日均(μg/m³) | 空气质量评价 |
|---|---|---|---|---|
| 优 | 0至50 | 0至35 | 0至50 | 空气质量令人满意,基本无空气污染 |
| 良 | 51至100 | 36至75 | 51至150 | 空气质量可接受,极少数敏感人群需留意 |
| 轻度污染 | 101至150 | 76至115 | 151至250 | 易感人群症状轻度加剧 |
| 中度污染 | 151至200 | 116至150 | 251至350 | 进一步加剧易感人群症状 |
| 重度污染 | 201至300 | 151至250 | 351至420 | 健康人群普遍出现症状 |
| 严重污染 | 大于300 | 大于250 | 大于420 | 健康人群出现明显强烈症状 |
(来源:《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》HJ 633-2012 中的污染物浓度限值分段,PM2.5、PM10取24小时平均浓度)
可以看到一个规律:AQI每上升一个等级,对应的污染物浓度限值都在明显抬高。以PM2.5为例,从「优」到「良」的分界是35微克每立方米,从「良」到「轻度污染」的分界是75微克每立方米,再往上依次是115、150、250微克每立方米。这也就解释了为什么有时候数值看起来变化不大,AQI却跨了一个等级——因为浓度与指数之间并非简单的线性关系,而是分段线性映射。
除颗粒物外,二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧也各有自己的浓度限值分段,只是它们成为首要污染物的频率相对颗粒物和臭氧更低。公众最常打交道的仍是PM2.5、PM10与臭氧三项。
在六项污染物中,PM2.5被讨论得最多,也最受关注。它全称是细颗粒物,指环境空气中空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的颗粒物。这个尺寸大约只有人类头发丝直径的二十分之一,肉眼完全看不见,却能长时间悬浮在空气中。
PM2.5之所以重要,关键在于它的「小」。直径越小,进入呼吸道的部位越深:PM10主要停留在鼻腔和上呼吸道,而PM2.5可以穿过支气管,直达肺泡,甚至进入血液循环,携带的有害物质也随之深入人体。正因如此,PM2.5浓度是判断空气污染健康风险时绕不开的核心指标。
按照《环境空气质量标准》GB 3095-2012,PM2.5的浓度限值分为两级:
| 浓度限值 | PM2.5年均(μg/m³) | PM2.5日均(μg/m³) | 适用区域 |
|---|---|---|---|
| 一级标准 | 15 | 35 | 自然保护区等一类区 |
| 二级标准 | 35 | 75 | 居住区、商业区等二类区 |
(来源:《环境空气质量标准》GB 3095-2012)
也就是说,公众最常听到的「日均75微克每立方米、年均35微克每立方米」正是PM2.5的二级浓度限值,也是衡量城市空气质量是否达标的一条重要基准线。相比之下,一级标准更严格,年均15微克每立方米、日均35微克每立方米,只适用于需要重点保护的区域。 (来源:《环境空气质量标准》GB 3095-2012)
PM2.5的来源分为两类:一是直接排放的「一次颗粒物」,如扬尘、燃煤烟尘、机动车排放的颗粒;二是由气态污染物在大气中反应生成的「二次颗粒物」,如二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物经转化形成的硫酸盐、硝酸盐和有机物。这也意味着,治理PM2.5不能只盯着颗粒物本身,还要同步减排其气态前体物。
从个人防护角度看,PM2.5浓度偏高时,佩戴符合相应防护级别的口罩、减少在交通干道附近的长时间停留,都有助于降低吸入量。需要说明的是,室内并非绝对安全,如果室外PM2.5很高而门窗紧闭又缺乏净化,室内浓度也可能升高。因此重污染时段既要适当减少通风,也要根据需要开启空气净化设备,让室内成为相对清洁的缓冲空间。 (来源:生态环境部门健康提示、公众防护科普资料)
在空气质量统计与考核中,经常出现「优良天数」「优良天数比例」这样的说法。它其实和AQI的两个「干净」等级直接相关。
按照约定俗成的口径,当天的AQI不超过100时,即空气质量为「优」或「良」,这一天就算作达标天,也就是优良天;反之,只要AQI超过100,就属于污染天,不计入优良天数。优与良虽然分属一级、二级,但在统计中都算「达标」。
为什么用「优良天数比例」而不是直接看某一天的浓度?因为空气质量在时间和空间上波动很大,单日数据代表性有限。用全年达标天数比例来评价,可以更全面地反映一个地区空气质量的整体水平,也更便于跨地区比较和设定考核目标。
对普通用户来说,理解优良天数还有一个实用价值:如果你看到某地「优良天数比例高」,意味着当地多数日子的空气质量都在「优」或「良」区间,日常户外活动基本不受限制;如果比例偏低,则说明污染天占比较高,敏感人群需要更频繁地关注当日AQI。查询中长期空气质量趋势时,也可以结合 15天预报 一并观察天气变化对空气质量的影响。
统计优良天数时,遵循的是「一日一值」的口径:一天只取一个具有代表性的AQI数值参与判定,而不是把一天内所有小时的数值相加或平均后再比照。这样可以避免短时波动干扰整体评价,也让不同城市、不同年份之间的数据具有可比性。理解了「优良天」的统计含义,再看各类空气质量通报,就能更准确地把握数字背后的实际水平。
优良天数比例不仅是日常科普概念,也是国家层面空气治理的重要考核指标。近些年,这一比例总体上保持在较高水平。
数据显示,2024年全国地级及以上城市的优良天数比例达到87.2%。而根据相关规划,「十四五」期间对这一指标设定的目标为87.5%。两个数字十分接近,说明当前空气质量已处于较高水平,同时也意味着要继续提升的难度更大——越接近高位,每提高零点几个百分点都需要更多减排努力。 (来源:百度百科「优良天数」、珠海市生态环境局、阜新市生态环境局在线访谈、GB 3095-2012、HJ 633-2012)
需要提醒的是,「优良天数比例」是全国或区域的统计口径,属于整体性指标,并不代表某个具体城市、某一天的空气质量。某地整体达标率高,仍可能出现阶段性的重污染过程;反过来,整体达标率一般的地方,也可能在某个季节表现良好。因此,判断「今天能不能开窗、能不能户外运动」,还是应当以当日的实时AQI为准。
AQI的分级最终要落到「怎么防护」上。等级不同,对健康的影响不同,建议采取的措施也不同。其中,儿童、老年人、心脏病和呼吸系统疾病患者属于需要重点关注的敏感人群。
(来源:《环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)》HJ 633-2012 中的健康影响表述、生态环境部门健康提示)
需要重点强调的是重度污染这一档:此时不只是敏感人群受影响,健康人群也会普遍出现症状,心脏病和肺病患者症状会显著加剧,运动耐受力降低。因此在重度及以上污染时,减少户外活动、关闭门窗、必要时使用净化设备是比较稳妥的做法。若遇到伴随大范围静稳或沙尘的重污染,还可以结合 预警信号 判断是否需要进一步防范。
空气质量并非孤立存在,它与天气条件关系密切。同样的污染排放,在不同的气象条件下,可能呈现出截然不同的AQI数值。理解这层关系,有助于解释「为什么昨天还好、今天突然变差」。
反过来,降水和大风往往能「洗」掉或吹散污染物,使空气质量快速转好。这也解释了为什么一场冷空气或一次降雨过后,AQI常常显著下降。若想深入理解大气运动与天气系统如何影响扩散条件,可以阅读 预报原理;沿海地区在台风来临前后空气质量的剧烈变化,则可参考 台风路径 的相关说明。
正因为空气质量受气象条件强烈影响,预报和监测空气质量时,往往要把气象场与排放源结合起来分析。对公众而言,最实用的做法是:在秋冬季节、静稳或逆温多发时段,主动关注当地实时AQI与空气质量预报,提前做好防护安排。
AQI是定量描述空气质量状况的无量纲指数,取值范围0至500。它由二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM2.5、PM10六项污染物的分指数取最大值得到,数值越大表示空气污染越重。
AQI分为六级:优(0至50)、良(51至100)、轻度污染(101至150)、中度污染(151至200)、重度污染(201至300)、严重污染(大于300)。等级越高,污染越严重,对健康的影响越大。
按照GB 3095-2012,PM2.5的二级浓度限值为日均75微克每立方米、年均35微克每立方米;一级浓度限值为日均35微克每立方米、年均15微克每立方米。PM2.5指直径小于或等于2.5微米的细颗粒物。
一般以AQI不超过100为达标,也就是空气质量为优或良时,当天即计入优良天数。AQI在100以内属于达标范围,超过100则属于污染。
2024年,全国地级及以上城市优良天数比例达到87.2%;「十四五」规划对这一指标的目标为87.5%。
重度污染时健康人群普遍出现症状,心脏病和肺病患者症状显著加剧。此时应减少户外活动和开窗通风,外出佩戴防护口罩,敏感人群尽量留在室内。
PM2.5是参与AQI计算的六项污染物之一。当PM2.5的分指数最大时,它就成为当天的首要污染物,此时AQI数值由PM2.5的浓度决定。两者相关但不相等,AQI是综合指数,PM2.5是单项浓度。
冬季采暖排放增加,同时容易出现逆温、静稳等不利气象条件,大气扩散能力下降,污染物不易扩散,因此空气质量往往较差。沙尘天气也会显著推高颗粒物浓度。