بخشی از مقاله
چکیده
آلودگی هوا عامل مؤثر در سلامت عمومی و میزان فعالیت انسانها در نواحی شهری است که ارتباط نزدیکی با عناصر آب و هوایی دارد. مهمترین آلایندههای شاخص کیفیت هوا عبارتاند از: SOx،O3 ،NOX ، CO و PM10؛ بنابراین شناخت رابطه بین عناصر آب و هوایی و آلایندههای هوا کمک فراوانی به چگونگی حل مسائل زیستمحیطی و برنامهریزیهای آینده دارد. هدف این مقاله بررسی تغییرات ماهانه و روزانه ریزگردها و دیگر آلاینده های هوا و ارتباط بین آنها با پارامترهای هواشناسی و در مرحله بعد بر اساس تحلیلهای انجام شده بر روی دادهها سعی در به دست آوردن الگوهایی جهت توضیح تأثیر پارامترهای هواشناسی بر غلظت آلایندهها بوده است.
در مطالعه حاضر از دادههای ساعتی سازمان حفاظت محیطزیست که شامل غلظت آلایندههای هوا ازجمله و همچنین برخی پارامترهای اخذشده از سازمان هواشناسی نظیر سرعت باد، دما و فشار سال 1390 ایستگاه وحدت شهر مشهد استفاده شده است. نتیجه بررسی تغییرات ماهانه آلایندهها نشان داد که برای آلایندههای NO2، CO و SO2 دو بیشینه وجود دارد که یکی در تابستان و دیگری در زمستان رخ میدهد و برای O3 در اواخر زمستان و بهار و اواسط فصل تابستان بیشترین درصد غلظت خود را به شکل میانگین فصلی نشان می دهد. نتایج بررسی آزمون ANOVA هر یک از آلایندهها با پارامترهای هواشناسی و همچنین با دیگر آلایندهها نشان دهنده وجود همبستگی معنیداری بین آنهاست با توجه به ضریب همبستگی منفی بین باد و تمامی آلایندههاکاملاً مشخص است که باد باعث کاهش غلظت آلایندهها شده و این تاثیر بر روی آلاینده های O3, CO ,SO2 بیشتر بوده است علاوه بر این عامل فشار بر روی الاینده های NO2, PM10 و دما بر روی الاینده NO بیشترین اثر را دارند.
.1 مقدمه
امروزه بسیاری از شهرهای مهم دنیا با مشکلات زیستمحیطی مواجه هستند، که در رأس آنها وضعیت نامطلوب کیفیت هوا است، درنتیجه قرار گرفتن شهروندان در معرض هوای آلوده در شهرهای بزرگ امری اجتنابناپذیر است - پیراینو و همکاران . - 2006 بر اساس نتایج تحقیقات، کلیه آلایندههای هوا - جامد، مایع و گاز - از خطرات جدی سلامت انسانی بهحساب میآیند. مهمترین آلایندههای شاخص کیفیت هوا عبارتاند از: اکسیدهای گوگرد، ازن، اکسیدهای نیتروژن، مونوکسید کربن و ذرات معلق. - سازمان جهانی سلامت-WHO، . - 2003 بر اساس گزارش برنامه محیطزیست سازمان ملل متحد، ذرات معلق مهمترین آلاینده هوا در شهرهای بزرگ جهان محسوب میشوند.
آلودگی هوای ناشی از رخدادهای گردوغبار یکی از مشکلات بهداشتی و زیستمحیطی و از مهمترین چالشهای زیستمحیطی به وجود آمده در منطقه خاورمیانه و ایران در سالهای اخیر محسوب میشود که بیشتر در مقوله ذرات PM10 موردبحث قرار میگیرد. بررسی عوامل مؤثر بر غلظت آلایندههای شاخص در مناطق مختلف شهرهای آلوده، یکی از اقدامات اولیه و گامی مؤثر در ایجاد تصمیمات لازم برای مقابله با آلودگی هوا است - روسو و همکاران . - 2013 امروزه روشهای آماری بهمنظور پیشبینی، تخمین و بررسی ارتباط بین متغیرهای مستقل و وابسته مورداستفاده قرار میگیرند.
در طول دهه اخیر تلاشهای بسیاری در بررسی روابط بین آلودگی هوا و پارامترهای هواشناسی اختصاص دادهشده و چندین روش آماری پیشنهادشده است. نتایج مطالعه چن و همکاران - 2013 - که بهپیش بینی ذرات معلق کوچکتر از 10 میکرون و بررسی اثر آلایندههای اصلی هوا و پارامترهای هواشناسی با استفاده از مدل موجک و رگرسیون خطی گام به گام پرداختند، نشان داد که عوامل هواشناسی، رابطه منفی با غلظت PM10 برآوردی دارند - چن و همکاران . - 2013
در ایران، میزان انتشار آلایندههای هوا در بسیاری از کلانشهرها ازجمله مشهد به سطح خطرناکی رسیده است. در همین راستا پژوهشهای معدودی در ارتباط با آلودگی هوای شهر مشهد صورت گرفته است که ازجمله میتوان به پژوهشهای تقوی و دانش - 1391 - که به مطالعه پیشبینی غلظت روزانه منواکسید کربن بر اساس پارامترهای هواشناسی با استفاده از مدل شبکه عصبی و رگرسیون خطی چندگانه برای شهر مشهد در سال 1389، اشاره کرد. نتایج آنها بیانگر این موضوع بوده است که سرعت باد، دمای هوا، تشعشع و رطوبت نسبی عوامل مهم هواشناسی تأثیرگذار بر غلظت منواکسید کربن در شهر مشهد بوده است.
سلیقه و کاخکی مهنه - 1394 - از سه مدل متفاوت شبکه عصبی احتمالی، مدل رگرسیون خطی و مدل پرسپترون چندلایه برای مدلسازی و برقراری ارتباط بین عناصر اقلیمی - رطوبت نسبی، درجه حرارت، جهت باد و سرعت باد - و آلودگی هوا SO2, NO2, CO - و - O3 استفاده کردند. نتایج آنها نشان داد که مدل شبکه عصبی احتمالی نسبت بهروشهای دیگر کاراتر بوده است - سلیقه و کاخکی مهنه . - 1394 محمدی مرادیان و حسین زاده بر روی تحلیل گرد و غبار هوای کلانشهر مشهد طی دورهی آماری 2009-2013 به پژوهش پرداختند.
آنها با پردازش تصاویر ماهواره MODIS و استفاده از شاخص دمای درخشایی به آشکارسازی گرد و غبار و قلمرو گسترش آن بر روی شهر مشهد پرداختند و به این نتیجه رسیدند که منشأ غبار شهر مشهد طی دورهی گرم سال، در شرق و شمال شرق، یعنی بیابانهای ترکمنستان و همچنین اراضی تغییریافتهی دشتهای شمال شرق کشور هستند. در دورهی سرد سال نیز بیشتر نواحی شمال غربی شهر مشهد و از شرق دریای خزر با فراوانی کمتر تودهی گرد و غبار به سمت شهر مشهد کشیده میشوند - محمدی مرادیان و حسین زاده . - 1394
.2 مواد و روشها
در مطالعه حاضر از دادههای ساعتی سازمان حفاظت محیطزیست که شامل غلظت آلایندههای هوا ازجمله: مونوکسید کربن، ذرات معلق کوچکتر از 10 میکرون، دیاکسید گوگرد، اکسیدهای نیتروژن، اوزون و همچنین برخی پارامترهای اخذشده از سازمان هواشناسی نظیر سرعت باد، دما و فشار مربوط به سال 1390 ایستگاه وحدت شهر مشهد استفادهشده است. هدف اولیه در این مقاله بررسی ارتباط بین پارامترهای هواشناسی و دیگر آلایندههای هوا با یکدیگر میباشد. در مرحله بعد بر اساس تحلیلهای انجام شده بر روی دادهها سعی در به دست آوردن مدل رگرسیونی جهت پیشبینی تأثیر پارامترهای هواشناسی بر غلظت آلایندهها بهوسیله نرمافزار SPSS شده است.
در این تحقیق ابتدا میانگینهای روزانه و ماهانه دادهها در نرمافزار Excel به دست آمد و سریهای زمانی مربوط به هر آلاینده رسم شد - شکل 1 و شکل . - 2 سپس در نرمافزار SPSS به بررسی نرمال بودن دادهها توسط تحلیلهای توصیفی و تحلیلهای استنباطی نظیر آزمون Kolmogrov- Smirno پرداخته شد. همچنین از روش همبستگی پیرسون برای دست یافتن به ارتباط آلاینده ها با یکدیگر و داده های هوا شناسی استفاده شده است.
.3 تغییرات ماهانه و روزانه آلایندهها در شهر مشهد
بررسی آلایندههای هوا بهصورت ماهانه و روزانه میتواند اطلاعات ارزشمندی از نحوه مدیریت این آلایندهها در اختیار دستگاههای دولتی، سازمانهای مرتبط با محیطزیست و همچنین شهرداریها قرار دهد. شکل 1 تغییرات ماهانه آلایندهها را در ایستگاه وحدت مشهد برای 6 آلاینده O3، SO2، CO، PM10، NO و NO2 نشان میدهد. شکل 2 نیز مقادیر میانگین روزانه را از دادههای ساعتی این ایستگاه به شکل سری زمانی یکساله برای آلایندههای فوق نشان میدهد.
