你想不到的数学（三）——如何测雾霾

冯建中

随着经济的发展，我们又多认识了一个字：霾．至少在几年前，我们脑海中对雾霾是没有清晰概念的．而现在雾霾已经成为我们生活中一个高频率用词．

其实，雾和霾还是有区别的，霾的危害要远大于雾．

雾和霾的区别：霾发生时相对湿度不大，而雾中的相对湿度是饱和的．一般相对湿度小于80%时的大气混浊导致的能见度恶化是霾造成的，相对湿度大于90%时的能见度恶化是雾造成的，相对湿度介于80%～90%之间时的能见度恶化是霾和雾的混合物共同造成的，但其主要成分是霾．

霾的组成成分非常复杂，包括数百种大气颗粒物．专家指出，大气污染物颗粒中粒径10μm以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面，粒径在2．5μm至10μm之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，同时有些也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小；而粒径在2．5μm及以下的细颗粒物（即PM2．5），直径相当于人类头发的大小，不易被阻挡．被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困难、肺功能降低，导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心肺病患者的过早死亡．

重度橙色预警信号

雾霾正在改变着我们的生活，原来的天气预报中，也就多了一项空气质量指数．

AQI，即空气质量指数（Air Quality Index），是定量描述空气质量状况的无量纲指数．AQI计算与评价的过程大致可分为三个步骤：第一步是对照各项污染物的分级浓度限值，以细颗粒物（PM2．5）、可吸入颗粒物（PM10）、二 氧 化 硫 （SO2）、二 氧 化 氮（NO2）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）等各项污染物的实测浓度值（其中PM2．5、PM10为24小时平均浓度，这里的浓度指单位体积内物质的质量）分别计算得出空气质量分指数（Individual Air Quality Index，简称IAQI）；第二步是从各项污染物的IAQI中选择最大值确定为AQI，当AQI大于50时将IAQI最大的污染物确定为首要污染物；第三步是对照AQI分级标准，确定空气质量级别、类别及表示颜色、健康影响与建议采取的措施．简言之，AQI就是各项污染物的空气质量分指数（IAQI）中的最大值，当AQI大于50时对应的污染物即为首要污染物．

例如PM2．5日均浓度35μg／m3对应的分指数为50，75μg／m3（就是通常所说的限值），折算分指数为100，而500μg／m3对应的值是500．在新的环境空气质量标准中，污染物浓度限值折算成的空气质量分指数最高只到500．也就是说，一旦PM2．5的日均浓度超过500μg／m3，AQI随即达到500，无论浓度再怎么高，AQI也还是500，称为“爆表”．

当PM2．5日均浓度50μg／m3时：

大家可以计算一下PM2．5日均浓度100μg／m3时的空气质量指数为多少．

霾的产生因素有很多：主要有燃煤发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物，大多含有重金属等有毒物质．在日常生活中我们最容易感受到的是汽车吧．随着汽车快速增长，问题日益突出，以江苏省为例，2014年末江苏省民用汽车保有量1104．0万辆，其中个人轿车保有量665．6万辆，私家车比2009年翻了1倍多．如何合理低碳规划我们的交通生活，减少雾霾的产生呢，可以看看下面的建议：如果去8km以外的地方，乘坐轨道交通可比乘汽车减少1700g的二氧化碳排放量．购买低价格、低油耗、低污染，同时安全系数不断提高的小排量车．开车出门购物时，请有计划购物，尽可能一次购足．多步行或骑自行车，乘坐轻轨或地铁．