การวัดมลพิษทางอากาศคือกระบวนการเก็บรวบรวมและวัดส่วนประกอบของมลพิษทางอากาศโดยเฉพาะก๊าซและอนุภาคอุปกรณ์แรกสุดที่ใช้ในการวัดมลพิษ ได้แก่เครื่องวัดปริมาณน้ำฝน (ในการศึกษาฝนกรด ) แผนภูมิ Ringelmannสำหรับวัดควัน และเครื่องดัก จับเขม่า และฝุ่น แบบง่ายๆที่เรียกว่าเครื่องวัดการสะสม^{[ 1 ]}

เทคนิคการวัดมลพิษทางอากาศสมัยใหม่จะกำหนดลักษณะคุณภาพอากาศโดยรอบโดยใช้ข้อมูลจากแหล่งข้อมูลหลักสามแหล่ง ได้แก่ การวัดโดยตรงจาก แหล่งกำเนิด ในพื้นที่แบบจำลองคอมพิวเตอร์ และแพลตฟอร์มการตรวจวัดระยะไกล เช่น ดาวเทียม^{[ 2 ]} การวัดมลพิษทางอากาศสามารถดำเนินการได้โดยใช้อุปกรณ์และเทคนิคที่แตกต่างกันมากมาย ตั้งแต่หลอดทดสอบดูดซับแบบง่ายๆ ที่เรียกว่าหลอดกระจายไปจนถึง เซ็นเซอร์ ทางเคมีและทางกายภาพ ที่มีความซับซ้อนสูง ซึ่งให้การวัดมลพิษแบบเรียลไทม์ ซึ่งใช้ในการสร้างดัชนี คุณภาพอากาศ

มลพิษทางอากาศเกิดจากหลายปัจจัย ในสภาพแวดล้อมในเมือง มลพิษอาจประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งอนุภาคของแข็งและของเหลว (เช่นเขม่าจากเครื่องยนต์และเถ้าลอยที่หลุดออกมาจากเตาเผาขยะ) และก๊าซต่างๆ มากมาย (โดยทั่วไปคือซัลเฟอร์ไดออกไซด์ไนโตรเจนออกไซด์และคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งทั้งหมดเกี่ยวข้องกับการเผาไหม้ เชื้อเพลิง ) มลพิษในรูปแบบต่างๆ เหล่านี้มีผลกระทบต่อสุขภาพของผู้คน ต่อโลกธรรมชาติ (น้ำ ดิน พืชผล ต้นไม้ และพืชพรรณอื่นๆ) และต่อสภาพแวดล้อมที่มนุษย์สร้างขึ้นแตกต่างกัน^{[ 3 ]}การวัดมลพิษทางอากาศเป็นขั้นตอนแรกในการระบุสาเหตุ จากนั้นจึงลดหรือควบคุมเพื่อให้คุณภาพอากาศอยู่ในขอบเขตที่กฎหมายกำหนด (กำหนดโดยหน่วยงานกำกับดูแล เช่นสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมในสหรัฐอเมริกา) หรือแนวทางคำแนะนำที่แนะนำโดยหน่วยงานต่างๆ เช่นองค์การอนามัยโลก (WHO) ^{[ 4 ]}ตามข้อมูลของ WHO ปัจจุบันมีเมืองมากกว่า 6,000 เมืองใน 117 ประเทศที่ตรวจสอบคุณภาพอากาศเป็นประจำ^{[ 5 ]}

มลพิษทางอากาศ (โดยทั่วไป) วัดได้สองวิธี คือ แบบพาสซีฟหรือแบบแอคทีฟ^{[ ​​6 ]}

อุปกรณ์แบบพาสซีฟค่อนข้างเรียบง่ายและมีต้นทุนต่ำ^{[ 7 ]}อุปกรณ์เหล่านี้ทำงานโดยการดูดซับหรือเก็บตัวอย่างอากาศโดยรอบโดยวิธีพาสซีฟ ซึ่งจะต้องนำไปวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ หนึ่งในรูปแบบการวัดแบบพาสซีฟที่พบได้บ่อยที่สุดคือหลอดกระจายซึ่งมีลักษณะคล้ายหลอดทดลองในห้องปฏิบัติการและยึดติดกับสิ่งต่างๆ เช่น เสาไฟ เพื่อดูดซับก๊าซมลพิษที่สนใจอย่างน้อยหนึ่งชนิด หลังจากนั้นระยะหนึ่ง จะนำหลอดลงและส่งไปยังห้องปฏิบัติการเพื่อวิเคราะห์เกจวัดการตกตะกอนซึ่งเป็นรูปแบบการวัดมลพิษที่เก่าแก่ที่สุดรูปแบบหนึ่ง เป็นอุปกรณ์แบบพาสซีฟอีกประเภทหนึ่ง^{[ 8 ]} เกจ เหล่านี้เป็นกรวยขนาดใหญ่ที่เก็บเขม่าหรืออนุภาคอื่นๆ และระบายลงในขวดเก็บตัวอย่าง ซึ่งจะต้องนำไปวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการเช่นกัน^{[ 8 ]}

อุปกรณ์วัดแบบแอคทีฟเป็นแบบอัตโนมัติหรือกึ่งอัตโนมัติ และมักจะซับซ้อนและทันสมัยกว่าอุปกรณ์แบบพาสซีฟ แม้ว่าจะไม่ได้มีความไวหรือความน่าเชื่อถือมากกว่าเสมอไปก็ตาม^{[ 7 ]}อุปกรณ์เหล่านี้ใช้พัดลมดูดอากาศ กรองอากาศ และวิเคราะห์โดยอัตโนมัติ ณ จุดนั้น หรือเก็บรวบรวมและจัดเก็บไว้เพื่อวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการในภายหลัง เซ็นเซอร์แบบแอคทีฟใช้วิธีทางกายภาพหรือทางเคมี^{[ 9 ]} วิธีทางกายภาพจะวัดตัวอย่างอากาศโดยไม่เปลี่ยนแปลงตัวอย่าง เช่น โดยการดูว่าตัวอย่างดูดซับแสงที่มี ความยาวคลื่นใดวิธีทางเคมีจะเปลี่ยนแปลงตัวอย่างในบางวิธี ผ่านปฏิกิริยาเคมี และวัดผลนั้น เซ็นเซอร์คุณภาพอากาศอัตโนมัติส่วนใหญ่เป็นตัวอย่างของการวัดแบบแอคทีฟ^{[ ​​6 ]}

เซ็นเซอร์ตรวจวัดคุณภาพอากาศมีหลากหลายรูปแบบ ตั้งแต่อุปกรณ์ขนาดเล็กพกพาได้ ไปจนถึงสถานีตรวจวัดขนาดใหญ่แบบติดตั้งอยู่กับที่ในเขตเมือง และอุปกรณ์ตรวจวัดระยะไกลที่ใช้ในเครื่องบินและดาวเทียมอวกาศ

ในอีกด้านหนึ่ง มีเซ็นเซอร์ตรวจวัดมลพิษทางอากาศขนาดเล็ก ราคาไม่แพง พกพาได้ (และบางครั้งก็สวมใส่ได้) ที่เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตเช่นAir Quality Eggและ PurpleAir ^{[ 10 ]} เซ็นเซอร์ เหล่านี้จะเก็บตัวอย่างอนุภาคและก๊าซอย่างต่อเนื่อง และให้ผลการวัดที่แม่นยำปานกลาง เกือบจะแบบเรียลไทม์ ซึ่งสามารถวิเคราะห์ได้ด้วยแอปพลิเคชันบนสมาร์ทโฟน^{[ 11 ]}ข้อมูลของเซ็นเซอร์เหล่านี้ยังสามารถนำไปใช้ใน ลักษณะ การรวบรวมข้อมูลจากหลายแหล่ง ไม่ว่าจะใช้เพียงอย่างเดียวหรือร่วมกับข้อมูลมลพิษอื่นๆ เพื่อสร้างแผนที่มลพิษในพื้นที่กว้าง^{[ 12 ] [ 13 ]} เซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถใช้ได้ทั้งในสภาพแวดล้อมภายในและภายนอกอาคาร และส่วนใหญ่มุ่งเน้นไป ที่การวัดมลพิษทางอากาศ 5 รูปแบบทั่วไป ได้แก่โอโซนฝุ่นละอองคาร์บอนมอนอกไซด์ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนไดออกไซด์ [ ^{14 ] บาง}ชนิดวัดมลพิษที่พบได้น้อยกว่า เช่น ก๊าซ เรดอนและฟอร์มาลดีไฮด์^{[ 15 ]}

เซ็นเซอร์แบบนี้เคยมีราคาแพง แต่ในช่วงทศวรรษ 2010 มีแนวโน้มไปสู่อุปกรณ์พกพาราคาถูกที่บุคคลสามารถสวมใส่เพื่อตรวจสอบระดับคุณภาพอากาศในพื้นที่ของตน ซึ่งปัจจุบันบางครั้งเรียกกันอย่างไม่เป็นทางการว่าเซ็นเซอร์ราคาประหยัด (LCS) ^{[ 10 ] [ 16 ]}การตรวจสอบล่าสุดโดยศูนย์วิจัยร่วมของคณะกรรมาธิการยุโรปได้ระบุตัวอย่าง 112 ตัวอย่างที่ผลิตโดยผู้ผลิต 77 รายที่แตกต่างกัน^{[ 17 ]}

เซ็นเซอร์ส่วนบุคคลสามารถช่วยให้บุคคลและชุมชนเข้าใจสภาพแวดล้อมการสัมผัสและความเสี่ยงจากมลพิษทางอากาศได้ดียิ่งขึ้น^{[ 18 ]}ตัวอย่างเช่น กลุ่มวิจัยที่นำโดยWilliam Griswoldที่UCSDได้แจกเซ็นเซอร์ตรวจวัดมลพิษทางอากาศแบบพกพาให้กับผู้โดยสาร 16 คน และพบ "หุบเขาในเมือง" ที่อาคารต่างๆ กักเก็บมลพิษไว้ กลุ่มวิจัยยังพบว่าผู้โดยสารในรถโดยสารประจำทางมีการสัมผัสมลพิษมากกว่าผู้โดยสารในรถยนต์^{[ 19 ]}

แตกต่างจากเครื่องตรวจวัดราคาประหยัดซึ่งต้องพกพาไปมา เครื่องตรวจวัดแบบติดตั้งอยู่กับที่นั้นจะเก็บตัวอย่างและวัดคุณภาพอากาศอย่างต่อเนื่องในสถานที่ในเมืองแห่งใดแห่งหนึ่ง สถานที่สาธารณะ เช่น สถานีรถไฟที่พลุกพล่าน บางครั้งจะมีเครื่องตรวจวัดคุณภาพอากาศแบบติดตั้งอยู่กับที่ถาวรข้างชานชาลาเพื่อวัดระดับไนโตรเจนไดออกไซด์และมลพิษอื่นๆ^{[ 20 ]}เครื่องตรวจวัดแบบติดตั้งอยู่กับที่บางรุ่นได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ข้อมูลป้อนกลับทันทีเกี่ยวกับคุณภาพอากาศในพื้นที่ ในประเทศโปแลนด์ เครื่องตรวจวัดคุณภาพอากาศ EkoSłupek วัดก๊าซมลพิษและอนุภาคต่างๆ และมีหลอดไฟขนาดเล็กอยู่ด้านบนที่เปลี่ยนสีจากสีแดงเป็นสีเขียวเพื่อส่งสัญญาณว่าอากาศบริเวณใกล้เคียงนั้นดีต่อสุขภาพมากน้อยเพียงใด^{[ 21 ]}

ในทางตรงกันข้ามกับเซ็นเซอร์ราคาประหยัด คือสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศขนาดใหญ่ราคาแพงที่ติดตั้งอยู่ริมถนน ซึ่งทำการเก็บตัวอย่างสารมลพิษต่างๆ ที่พบได้ทั่วไปในอากาศในเมืองอย่างต่อเนื่อง สำหรับหน่วยงานท้องถิ่น และประกอบเป็นระบบตรวจวัดคุณภาพอากาศในเขตเมือง เช่นเครือข่ายคุณภาพอากาศลอนดอน^{[ 22 ]}และเครือข่ายขนาดใหญ่ของอังกฤษที่เรียกว่า เครือข่ายคุณภาพอากาศอัตโนมัติในเมืองและชนบท (AURN) ^{[ 23 ]} ในสหรัฐอเมริกา EPA รักษาระบบจัดเก็บข้อมูลคุณภาพอากาศผ่านระบบคุณภาพอากาศ (AQS) ซึ่งจัดเก็บข้อมูลจากเครื่องตรวจวัดมากกว่า 10,000 เครื่อง^{[ 24 ]}หน่วยงานสิ่งแวดล้อมแห่งยุโรปเก็บรวบรวมข้อมูลคุณภาพอากาศจากสถานีตรวจวัด 3,500 แห่งทั่วทวีป^{[ 25 ]}

การวัดที่ทำโดยเซ็นเซอร์เช่นนี้ ซึ่งมีความแม่นยำมากกว่ามาก ยังใกล้เคียงกับเวลาจริงและใช้ในการสร้างดัชนีคุณภาพอากาศ (AQI) ระหว่างสองขั้วของเซ็นเซอร์แบบคงที่ขนาดใหญ่และเซ็นเซอร์แบบสวมใส่ขนาดเล็ก คือจอภาพแบบพกพาขนาดกลาง (บางครั้งติดตั้งในเคสแบบมีล้อขนาดใหญ่) และแม้กระทั่งสร้างขึ้นในรถบรรทุกเก็บตัวอย่าง "smog-mobile" ^{[ 26 ]}

เมื่อเร็วๆ นี้ ระบบตรวจวัดมลพิษทางอากาศแบบขับรถผ่านได้กลายเป็นแนวทางที่น่าสนใจสำหรับการตรวจสอบคุณภาพอากาศ โดยใช้เซ็นเซอร์ที่ติดตั้งบนรถแท็กซี่ รถบัส รถราง และยานพาหนะอื่นๆ^{[ 27 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่ง รถบัสได้รับความสนใจอย่างมากในฐานะแพลตฟอร์มตรวจวัดแบบเคลื่อนที่ เนื่องจากมีการใช้งานอย่างแพร่หลายและครอบคลุมพื้นที่ทางภูมิศาสตร์อย่างกว้างขวาง^{[ 28 ]}

คุณภาพอากาศยังสามารถวัดได้จากระยะไกลจากอากาศโดยใช้ไลดาร์^{[ 29 ]}โดรน [ ^{30 ] และ}ดาวเทียม โดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น การหาความสัมพันธ์ของตัวกรองก๊าซ^{[ 31 ]}ในบรรดาความพยายามในการตรวจสอบมลพิษด้วยดาวเทียมในช่วงแรกๆ นั้น ได้แก่ GOME (Global Ozone Monitoring Experiment) ซึ่งวัดระดับโอโซน ทั่วโลก (โทรโพสเฟียร์) จาก ดาวเทียมสำรวจระยะไกลของยุโรปESA (ERS-2) ในปี 1995 ^{[ 32 ]}และ MAPS (Mapping Pollution with Satellites) ของ NASA ซึ่งวัดการกระจายตัวของคาร์บอนมอนอกไซด์ในชั้นบรรยากาศตอนล่างของโลกในช่วงทศวรรษ 1990 เช่นกัน^{[ 33 ]}

ส่วนประกอบแต่ละชนิดของมลพิษทางอากาศจะต้องได้รับการวัดด้วยกระบวนการ อุปกรณ์ หรือปฏิกิริยาเคมีที่แตกต่างกัน เทคนิคทางเคมีวิเคราะห์ที่ใช้ในการวัดมลพิษ ได้แก่ แก๊สโครมาโท กราฟีสเปกโทรเมตรีหลายรูปแบบสเปกโทร สโกปี และสเปกโทรโฟโตเมตรีและ โฟโตเม ตรี เปลวไฟ

จนกระทั่งถึงปลายศตวรรษที่ 20 ปริมาณเขม่าที่เกิดจากสิ่งต่างๆ เช่นปล่องควันมักจะวัดด้วยสายตาและค่อนข้างหยาบ โดยการถือแผ่นกระดาษที่มีเส้นขีดเพื่อระบุเฉดสีเทาต่างๆ แผนภูมิเหล่านี้เรียกว่าแผนภูมิ Ringelmannตามชื่อผู้คิดค้นคือMax Ringelmannและวัดควันในระดับหกจุด^{[ 34 ]}

ในสถานีตรวจวัดมลพิษสมัยใหม่ อนุภาคขนาดหยาบ (PM ₁₀ ) และอนุภาคขนาดละเอียด (PM _2.5 ) จะถูกวัดโดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าไมโครบาลานซ์แบบสั่นที่มีองค์ประกอบเรียว (TEOM) ซึ่งใช้หลอดแก้วที่สั่นมากหรือน้อยตามการสะสมของอนุภาคที่เก็บรวบรวมไว้ นอกจากนี้ยังสามารถวัดอนุภาคโดยใช้เครื่องเก็บตัวอย่างอนุภาค ชนิดอื่น ๆ ได้ อีกด้วย เช่น โฟโตดี เทคเตอร์ แบบออปติคอล ซึ่งวัดแสงที่สะท้อนจากตัวอย่าง (อนุภาคขนาดใหญ่สะท้อนแสงได้มากกว่า) และการวิเคราะห์แบบกราวิเมตริก (เก็บรวบรวมบนตัวกรองและชั่งน้ำหนัก) ^{[ 35 ]}คาร์บอนดำมักจะวัดด้วยวิธีทางแสงโดยใช้เครื่องมือประเภทเอทาโลมิเตอร์^{[ 36 ]}

อนุภาคขนาดเล็กมาก (เล็กกว่า PM _0.1ซึ่งโดยทั่วไปมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 100 นาโนเมตร) ตรวจจับและวัดได้ยากด้วยเทคนิคเหล่านี้ โดยทั่วไปจะวัด (หรือนับ) ด้วยเครื่องนับอนุภาคแบบควบแน่นซึ่งจะขยายขนาดอนุภาคโดยการควบแน่นไอระเหยลงบนอนุภาค ทำให้เกิดหยดน้ำขนาดใหญ่ขึ้นและตรวจจับได้ง่ายขึ้นมาก^{[ 37 ] [ 38 ]}

องค์ประกอบอะตอมของตัวอย่างอนุภาคสามารถวัดได้ด้วยเทคนิคต่างๆ เช่นสเปกโทรเมตรีรังสีเอกซ์^{[ 39 ]}

ไนโตรเจนไดออกไซด์ ( NO)₂) สามารถวัดแบบพาสซีฟได้ด้วยหลอดกระจาย แต่ต้องใช้เวลาในการเก็บตัวอย่าง วิเคราะห์ และสร้างผลลัพธ์^{[ 40 ] [ 41 ]}สามารถวัดด้วยตนเองหรือโดยอัตโนมัติผ่านวิธี Griess-Saltzmanตามที่ระบุไว้ในISO 6768:1998 ^{[ 42 ] [ 43 ]}หรือวิธี Jacobs- Hocheiser ^{[ 44 ]}

นอกจากนี้ยังสามารถวัดได้โดยอัตโนมัติและรวดเร็วยิ่งขึ้นด้วย เครื่องวิเคราะห์ เคมีเรืองแสงซึ่งจะตรวจวัดระดับไนโตรเจนออกไซด์จากแสงที่ปล่อยออกมา ตัวอย่างเช่น ในสหราชอาณาจักร มีสถานที่ตรวจวัดNO มากกว่า 200 แห่ง₂มีการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องด้วยเคมีเรืองแสง^{[ 45 ]}

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ( SO2 ) วัดโดยใช้สเปกโทรสโกปีแบบฟลูออเรสเซนซ์_{ซึ่งเกี่ยวข้อง}กับการฉาย แสง อัลตราไวโอเลตไปที่ตัวอย่างอากาศและวัดฟลูออเรสเซนซ์ที่เกิดขึ้น^{[ 46 ]} สเปก โทรโฟโตมิเตอร์แบบดูดกลืนแสงยังใช้ในการวัดSO2ด้วย เครื่องวิเคราะห์โฟโตเมตริกแบบเปลวไฟใช้สำหรับวัดสารประกอบกำมะถันอื่นๆ ในอากาศ^{[ 47 ]}วิธีการเก่าในการวัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์เกี่ยวข้องกับการส่งตัวอย่างอากาศผ่านขวดแก้วที่มีไอโอดีน ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ หรือโซเดียมหรือโพแทสเซียมเตตระคลอโรเมอร์คิวเรต^{[ 48 ] [ 49 ]}

คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ₎วัดได้จาก การดูดซับแสง อินฟราเรดแบบไม่กระจาย (NDIR) ตามกฎของ Beer-Lambert [ ^{50 ] นอกจาก}นี้ยังสามารถวัด CO ได้โดยใช้เซ็นเซอร์เจลไฟฟ้าเคมีและ ตัวตรวจ จับเซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์ (MOS) ซึ่งใช้ใน เครื่องตรวจ จับคาร์บอนมอนอกไซด์ ในครัวเรือน ^{[ 51 ]}

โอโซน ( O3 ) วัดได้จากการดูว่าตัวอย่างอากาศโดยรอบดูดซับแสงได้มากน้อยเพียงใด_[ ^{52 ] โอโซน}ที่มีความเข้มข้นสูงกว่าจะดูดซับแสงได้มากกว่าตามกฎของเบียร์-แลมเบิร์ต

สิ่งเหล่านี้ได้รับการวัดโดยใช้แก๊สโครมาโทกราฟีและการแตกตัวเป็นไอออนด้วยเปลวไฟ (GC-FID) ^{[ 53 ]}

ไฮโดรคาร์บอนสามารถวัดได้โดยใช้แก๊สโครมาโทกราฟีและเครื่องตรวจจับไอออนไนเซชันเปลวไฟ^{[ 54 ] [ 55 ]}บางครั้งจะแสดงเป็นการวัดมีเทน ( CH ) แยกต่างหาก₄การปล่อยก๊าซมีเทน (NMHC: ไฮโดรคาร์บอนที่ไม่ใช่มีเทน) และไฮโดรคาร์บอนทั้งหมด (THC: ไฮโดรคาร์บอนรวม) (โดยที่ THC คือผลรวมของCH4)₄และการปล่อย NMHC) ^{[ 54 ]}

แอมโมเนีย ( NH₃)₃) สามารถวัดได้ด้วยวิธีการต่างๆ รวมถึงการเรืองแสงทางเคมี^{[ 56 ]}

มลพิษทางอากาศยังสามารถประเมินได้ในเชิงคุณภาพมากขึ้นโดยการสังเกตผลกระทบของอากาศที่ปนเปื้อนต่อพืชที่กำลังเจริญเติบโต เช่นไลเคนและมอส (ตัวอย่างของการตรวจสอบทางชีวภาพ ) ^{[ 57 ] [ 58 ] [ 59 ]}โครงการทางวิทยาศาสตร์บางโครงการได้ใช้พืชที่ปลูกเป็นพิเศษ เช่น สตรอว์เบอร์รี^{[ 60 ]}

ปริมาณสารมลพิษที่มีอยู่ในอากาศมักจะแสดงเป็นความเข้มข้นโดยวัดเป็นหน่วยส่วนต่อส่วน (โดยปกติคือส่วนต่อพันล้านส่วน, ppb หรือส่วนต่อล้านส่วน, ppm หรือที่รู้จักกันในชื่ออัตราส่วนการผสม ปริมาตร ) หรือไมโครกรัมต่อลูกบาศก์เมตร (μg/m³ ⁾การแปลงหน่วยหนึ่งไปเป็นอีกหน่วยหนึ่งนั้นค่อนข้างง่าย โดยคำนึงถึงน้ำหนักโมเลกุล ที่แตกต่างกัน ของก๊าซต่างๆ รวมถึงอุณหภูมิและความดัน^{[ 61 ]}

หน่วยเหล่านี้แสดงความเข้มข้นของมลพิษทางอากาศในแง่ของมวลหรือปริมาตรของสารมลพิษ และมักใช้สำหรับการวัดทั้งสารมลพิษที่เป็นก๊าซ เช่น ไนโตรเจนไดออกไซด์ และอนุภาคขนาดหยาบ (PM ₁₀ ) และอนุภาคขนาดละเอียด (PM _2.5 ) การวัดอนุภาคแบบอื่น คือจำนวนอนุภาคซึ่งแสดงความเข้มข้นในแง่ของจำนวนอนุภาคต่อปริมาตรของอากาศแทน ซึ่งอาจเป็นวิธีที่มีความหมายมากกว่าในการประเมินอันตรายต่อสุขภาพของอนุภาคขนาดเล็กมากที่ เป็นพิษสูง (PM _0.1ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 0.1 ไมโครเมตร ) ^{[ 62 ] [ 63 ]}สามารถวัดจำนวนอนุภาคได้ด้วยอุปกรณ์ เช่นเครื่องนับอนุภาคแบบควบแน่น^{[ 37 ] [ 38 ]}

ค่า ดัชนีคุณภาพอากาศในเมือง(AQI) คำนวณโดยการรวมหรือเปรียบเทียบความเข้มข้นของ "ตะกร้า" ของมลพิษทางอากาศทั่วไป (โดยทั่วไปคือโอโซน คาร์บอนมอนอกไซด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ และอนุภาคทั้งละเอียดและหยาบ) เพื่อสร้างตัวเลขเดียวบนมาตราส่วนที่เข้าใจง่าย (และมักใช้รหัสสี) ^{[ 64 ]}

มลพิษทางอากาศได้รับการวัดอย่างเป็นระบบครั้งแรกในสหราชอาณาจักรในศตวรรษที่ 19 ในปี พ.ศ. 2395 โรเบิร์ต แองกัส สมิธ นักเคมีชาวสกอตแลนด์ ค้นพบ (และตั้งชื่อ) ฝนกรดหลังจากเก็บตัวอย่างน้ำฝนซึ่งพบว่ามีกำมะถันจำนวนมากจากการเผาถ่านหิน ตามลำดับเหตุการณ์ของมลพิษทางอากาศโดยเดวิด ฟาวเลอร์และเพื่อนร่วมงาน สมิธเป็น "นักวิทยาศาสตร์คนแรกที่พยายามทำการตรวจสอบหลายสถานที่และหลายมลพิษของภูมิอากาศเคมีของบรรยากาศที่ปนเปื้อน" ^{[ 65 ]}

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 แพทย์ชาวไอริชและวิศวกรสิ่งแวดล้อมจอห์น สวิตเซอร์ โอเวนส์และคณะกรรมการตรวจสอบมลพิษทางอากาศ ซึ่งเขาเป็นเลขานุการ ได้พัฒนาการวัดและติดตามมลพิษทางอากาศโดยใช้เครือข่ายเครื่องวัดการตกตะกอน อย่างมาก โอเวนส์ยังได้พัฒนาวิธีการวัดมลพิษใหม่ๆ อีกหลายวิธี^{[ 66 ]}

ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2495 หมอกควันพิษครั้งใหญ่ในลอนดอนทำให้มีผู้เสียชีวิตถึง 12,000 คน^{[ 67 ]}เหตุการณ์นี้และเหตุการณ์ที่คล้ายคลึงกัน เช่น โศกนาฏกรรม หมอกควันพิษที่โดโนราในปี พ.ศ. 2491ในสหรัฐอเมริกา^{[ 68 ]}กลายเป็นจุดเปลี่ยนครั้งสำคัญในประวัติศาสตร์สิ่งแวดล้อม เพราะนำไปสู่การคิดใหม่เกี่ยวกับการควบคุมมลพิษ ในสหราชอาณาจักร หมอกควันพิษครั้งใหญ่ในลอนดอนนำไปสู่พระราชบัญญัติอากาศสะอาด โดยตรง ซึ่งอาจมีผลกระทบที่กว้างไกลกว่าที่ตั้งใจไว้แต่เดิม^{[ 69 ]}เหตุการณ์หายนะเช่นนี้ทำให้มีการวัดและควบคุมมลพิษอย่างเข้มงวดมากขึ้น^{[ 65 ]}

• ดัชนีคุณภาพอากาศ
• การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม

• วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเด่น: เซ็นเซอร์ตรวจวัดคุณภาพอากาศ