空气质量监测数据怎么读
How to Interpret Air Quality Data
同样的数据,按不同口径评价可能得出相反结论。本文讲清楚限值与统计口径、AQI 计算、数据有效性、异常识别与评价报告撰写要点。
01
限值不是单一数字
空气质量限值一定绑定统计口径,脱离口径谈达标没有意义。
| 污染物 | 1 小时平均 | 24 小时平均 | 8 小时滑动 | 年平均 |
|---|---|---|---|---|
| SO2 | 500 μg/m³ | 150 μg/m³ | — | 60 μg/m³ |
| NO2 | 200 μg/m³ | 80 μg/m³ | — | 40 μg/m³ |
| CO | 10 mg/m³ | 4 mg/m³ | — | — |
| O3 | 200 μg/m³ | — | 160 μg/m³ | — |
| PM2.5 | — | 75 μg/m³ | — | 35 μg/m³ |
| PM10 | — | 150 μg/m³ | — | 70 μg/m³ |
关键:同一组数据按不同口径评价可能得出相反结论。例如 PM2.5 日均值 60 μg/m³ 按 24h 限值 75 达标,但若对照 WHO 24h 指南 15 μg/m³ 则超标 4 倍。
AQI 怎么算
空气质量指数(AQI)是把多种污染物浓度统一到一个 0-500 的指数:
- 计算每种污染物的分指数 IAQI(通过浓度-IAQI 对照表分段线性插值)
- 取所有分指数的最大值作为 AQI
- AQI 对应的污染物就是"首要污染物"
注意:AQI 是面向公众的简化指标,不是科学评价工具。它丢失了污染物的协同效应信息,且分指数分段是基于健康效应的,不是线性关系。
数据有效性要求
日均值不是"有数就平均",而是有最低样本量要求:
- 24h 平均:当日至少 20 个有效小时值
- 1h 平均:该小时至少 45 min 有效数据
- 年平均:全年至少 324 个有效日均值
不满足有效性要求时必须标记为"无效",不能参与评价。
异常识别
读空气质量数据时要识别这些异常:
1. 卡值(恒定值)
- 连续多小时数值完全相同(如 PM2.5 连续 12 小时 = 35)
- 通常是仪器故障(滤带卡住、激光源衰减、采样泵停转)
2. 阶跃
- 数值突然跳变并稳定在新值(如 SO2 从 10 跳到 80 并保持)
- 通常是标定漂移或基线调整,不是真实排放变化
3. 尖峰
- 单点孤立高值,前后无连续性
- 可能是真事件(短时排放)也可能是干扰(电磁、震动、维护操作)
- 判断:真事件有伴随量(风向变化、其他污染物同步变化),假尖峰是单点孤立
4. 周期性
- 数值有规律的日周期(白天高夜间低)
- 这是正常的(人为排放 + 边界层高度日变化),但如果周期突然消失或幅度变大,要排查
5. 与邻站背离
- 本站与同区域 3 站以上偏差 >2 倍标准差
- 通常指示本站问题(标定、安装、局部源)
评价报告怎么写
必须先说清楚的事
- 这份报告回答哪个问题?(达标评价 vs 健康风险评估 vs 趋势分析)
- 数据时段与统计口径(如"2023 年日均值的达标率")
- 数据来源与有效性(自动监测 vs 手工监测,有效率多少)
评价分层
- 达标评价:按国标限值与口径,输出达标率与超标天数
- 分布评价:报均值、P50、P95、最大值,看分布形态
- 趋势评价:与历史同期对比,看变化方向
- 关联评价:与气象(风、边界层)、排放源、邻站做相关分析
不能只报均值
均值会掩盖短时高浓度事件。占时间 1% 的高浓度事件(峰值是背景的 11 倍)对日均值的贡献不到 10%,但对人体感受的贡献可能是 100%。所以均值报告必须配峰值与累计时长。
典型场景的数据解读
场景 A:日均值全部达标但居民投诉
调 1 min 序列 + 同期风向:
- 找到峰值时段(通常在傍晚逆温或夜间低边界层)
- 看峰值时的风向(定位排放源方向)
- 计算峰值累计时长与频次
如果是间歇排放源 + 不利扩散条件,结论是"日均达标但存在短时暴露"。
场景 B:某站数据系统性偏高
- 先查标定状态(最近比对偏差)
- 再查安装状态(高度、遮挡、距源距离)
- 然后查局部源(最近是否有新工地、新餐饮)
- 最后做替换试验(换一台同型号比对)
场景 C:多站数据不一致
- 按溯源状态排序(有有效标定的优先)
- 按安装状态排序(符合规范的优先)
- 按设备状态排序(电压、自检正常的优先)
- 按物理一致性排序(能被独立证据佐证的优先)
如果四层都无法区分,说明这个量本身存在系统性问题,应报"存疑"并给区间。
下一步
- [PM2.5 测量量定义](/measurement/pm25/)
- [空气质量标准](/standards/)
- [空气质量监测行业落地页](/industries/environment/)
- [日均值掩掉短时超标的故障案例](/notes/averaging-mask-peak/)