PM2.5 → AQI 변환 계산기 (미국 EPA 기준)

PM2.5 농도	35 µg/m³
기준	미국 EPA (2024년 개정 PM2.5 기준값)

PM2.5 → AQI 변환 계산기란?

이 도구는 세제곱미터당 마이크로그램(µg/m³)으로 측정한 초미세먼지(PM2.5) 농도를 미국 환경보호청(US EPA)의 공기질지수(AQI)로 변환해 줍니다. AQI는 0~500 범위의 척도로, 오염 수준을 누구나 쉽게 이해할 수 있는 건강 지표로 바꿔 보여줍니다. 이 계산기는 미국 EPA의 공식 기준값(2024년에 개정된 PM2.5 값)을 사용하며, 미국 AQI 표준에만 해당합니다. 한국을 포함한 다른 나라들은 서로 다른 척도를 쓴다는 점에 유의하세요. (참고로 한국 환경부의 통합대기환경지수(CAI)는 기준 구간이 다릅니다.)

6개의 색상 등급 띠로 나뉜 수평 AQI 척도 — 미국 EPA의 6개 AQI 등급을 0부터 500까지 색상 척도로 표시.

사용 방법

측정된 24시간 평균 PM2.5 농도를 µg/m³ 단위로 입력하면, 계산기가 그에 해당하는 AQI 수치와 건강 등급(좋음, 보통, 민감군 위험, 나쁨, 매우 나쁨, 위험)을 알려줍니다.

계산 공식 풀이

EPA는 농도 기준값(breakpoint)들을 정의하고, 각 구간을 특정 AQI 범위에 대응시킵니다. 계산기는 입력한 농도 $C$가 속하는 기준 구간을 찾은 뒤, 다음과 같이 선형보간을 적용합니다.

$$\text{AQI} = \frac{I_h - I_l}{C_h - C_l}\,(C - C_l) + I_l$$

여기서 $C_l$과 $C_h$는 $C$를 둘러싼 하한·상한 농도 기준값이고, $I_l$과 $I_h$는 이에 대응하는 AQI 값입니다. 결과는 가장 가까운 정수로 반올림합니다.

두 구간점 사이의 구간별 선형 보간을 보여주는 선 그래프 — 선형 보간으로 구간점 사이의 PM2.5 농도 $C$를 AQI 값으로 변환합니다.

계산 예시

PM2.5 = 35.5 µg/m³라고 가정해 봅시다. 이 값은 35.5~55.4 구간에 속하며, AQI 101~150에 대응합니다. 따라서 $C_l=35.5$, $C_h=55.4$, $I_l=101$, $I_h=150$이 됩니다. $$\text{AQI} = \frac{150-101}{55.4-35.5}\,(35.5-35.5) + 101 = 0 + 101 = 101$$로, "민감군 위험" 등급에 해당합니다.

당신의 AQI 결과의 의미

미국 EPA 대기질지수는 0~500 스케일로 운영되며, 숫자가 높을수록 대기오염이 더 심하고 건강상 우려가 더 큽니다. AQI 100은 관련 단기 국가 대기질 기준 수준에 해당합니다. 100 이하의 값은 일반적으로 만족스러운 것으로 간주되며, 100을 초과하는 값은 건강에 해로운 것으로 간주됩니다 — 먼저 민감군에 대해, 그 다음 숫자가 올라갈수록 모두에게 해로워집니다.

좋음(0~50): 대기질이 만족스럽고 대기오염은 거의 또는 전혀 위험을 주지 않습니다.
보통(51~100): 대기질이 수용 가능합니다. 특히 대기오염에 비정상적으로 민감한 일부 사람들에게 위험이 있을 수 있습니다.
민감군에게 해로움(101~150): 민감군의 구성원들은 건강상의 영향을 경험할 수 있습니다. 일반인은 영향을 받을 가능성이 낮습니다.
해로움(151~200): 일반인 중 일부는 건강상의 영향을 경험할 수 있으며, 민감군의 구성원들은 더 심각한 영향을 경험할 수 있습니다.
매우 해로움(201~300): 건강 경고 — 모두에게 건강상의 영향 위험이 증가합니다.
위험(301~500): 비상 상황에 대한 건강 경보 — 모두가 영향을 받을 가능성이 높습니다.

PM2.5의 경우, EPA가 정의한 "민감군"에는 심장 또는 폐 질환이 있는 사람, 노인, 어린이 및 청소년, 그리고 낮은 사회경제적 지위의 사람들이 포함됩니다. 이는 지수에 대한 일반적인 사실 정보이며 개인 의료 조언이 아닙니다. 개인의 건강 문제에 관해서는 자격 있는 전문가와 상담하시기 바랍니다.

주요 용어

PM2.5: 공기역학적 직경이 2.5마이크로미터 이하인 미세한 입자상 물질입니다. 이러한 입자는 폐 깊숙이 침투하고 혈류에 진입할 수 있을 정도로 충분히 작습니다.
AQI(대기질지수): 측정된 오염물질 농도를 대기질 및 관련 건강상 우려를 설명하는 단일 숫자로 변환하는 미국 EPA의 0~500 지수입니다.
µg/m³(입방미터당 마이크로그램): PM2.5에 사용되는 질량 농도의 단위입니다. 공기 1입방미터에 포함된 입자상 물질의 질량(마이크로그램)입니다.
기준점: EPA 조회 테이블의 농도 또는 AQI 범위의 정의된 끝점입니다. 기준점은 스케일을 6개 범주로 나누고 선형 보간을 고정합니다.
민감군: 주어진 오염물질로부터 더 높은 위험에 처한 사람들입니다. PM2.5의 경우 심장 또는 폐 질환이 있는 사람, 노인, 어린이 및 청소년을 포함합니다.
$C$: 변환 중인 측정된(절단된) PM2.5 농도(µg/m³) — pm25 필드에 입력됩니다.
$C_l$ 및 $C_h$: $C$를 포함하는 범주의 저 및 고 농도 기준점(µg/m³)입니다.
$I_l$ 및 $I_h$: 해당 범주에 대해 $C_l$ 및 $C_h$에 해당하는 저 및 고 AQI 지수값입니다.