بخشی از مقاله
چکيده
شهر تهران يکي از آلودهترين شهرهاي جهان است که آلودگي هوا در آن محیطزیست و زندگي مردم را تحت تأثیر قرار داده است. آلودگي در بيشتر مناطق شهر تهران باالست و عوامل مختلفي در اين آلودگي نقش دارند. يکي از عوامل اصلي در ساماندهي پايتخت در نظر گرفتن توزيع زماني و مکاني آلودگي هوا است که هدف مقاله حاضر را تشکيل ميدهد. در اين تحقيق سري زماني و روندهاي مکاني آاليندهه ا و همچنين منابع مؤثر در اين آاليندهها مورد بررسي قرارگرفته است. به همين منظور تحليل مکاني دادههاي آاليندههاي مونواکسيدکربن، دياکسيدسولفور، ذرات معلق، اکسيدهاي نيتروژن و ازن سال 1389 با استفاده از روش درونيابي کريجينگ انجام شد.
نتايج حاصله نشان ميدهد که براي اکثر آاليندهها بيشترين آلودگي مربوط به مناطق مرکزي و جنوبي شهر است و به جز ازن، ساير آاليندهها بيشتر در ماههاي سرد سال باال ميباشند که علت آن وارونگي هوا در ماههاي س رد سال است. سري زماني آاليندهها که به کمک نمودار خودهمبستگي و مدلARIMA بررسي شد و نتايج نشان داد که آاليندهها داراي تغييرات فصلي و دوره اي 24 ساعته ميباشند و آاليندهها با مقادير گذشتهي خود همبستگي دارند. همچنين عوامل مؤثر در آلودگي هوا که با استفاده از PCA و APCS مورد بررسي قرار گرفت سه عامل اصلي تأثیرگذار در آلودگي هواي شهر تهران را نشان داد که شامل وسايل نقليه و خودروها، کارخانهها و فعاليتهاي صنعتي فرايندهاي فتوشيميايي میگردد. در ميان اين سه عامل وسايل نقليه و فعاليتهاي صنعتي در بيشتر آاليندهها نقش دارند و مهمترین عوامل مؤثر در آلودگي هواي شهر تهران ميباشند. بر اساس نتايج حاصله چارچوبهاي الزم براي ساماندهي شهر تهران تبيين گرديد.
.1 مقدمه
يكي از مهمترين منابع طبيعي زمين، اتمسفر آن است كه شامل هوايي است كه بدون آن گياهان و حيوانات قادر به بقا نخواهند بود. اگر قرار است كه انسان اين منبع طبيعي و منحصر به فرد را براي نسلهاي آينده و ساير اكوسيستمها نگهداري و محافظت كند، بايد به مسايل آلودگي هوا كه اتمسفر را از مقياس محلي تا مقياس جهاني تحت تأثیر قرار ميدهد توجه داشته باشد. زندگی در شهرهای بزرگ يا مادر شهرها علی رغم امكان بهرهوری از امكانات و فناوریهايی كه موجب رفاه و توسعه شهری میشوند، ساامت ساكنين شهرها را دچار مخاطره میكند. افزايش جمعيت و توسعه شهرها منجر به افزايش منابع آلودهكنندهی هوا میشوند و اين افزايش آلودگی به دو شكل مستقيم و غيرمستقيم و از ديدگاهی ديگر به صورت اثرات فوری و دراز مدت، بهداشت جسمی و روانی افراد را تهديد میكند.
درخواست هوای پاك برای حفظ ساامتی، حق طبيعی و اساسی است كه بنا به اعاام سازمان جهانی بهداشت تمامی دولتها موظفند با جلب همكاری شهروندان خود برای بهبود كيفيت هوای شهرها تالش كنند. عوامل مختلف در آلودگي هواي شهري مؤثرند، موقعيت جغرافيايي شهر تأثیر بسزايي بر ميزان آلودگي هوا دارد، به عنوان مثال اگر شهر در ارتفاعات قرار گرفته باشد و يا در احاطه تپهها و ارتفاعات باشد ميزان آلودگي هوا متفاوت خواهد بود. در محيطهاي شهري ترافيك وسايل نقليه تأثیر مهمي بر آلودگي هواي شهري دارد چنانچه ترافيك همراه با اليه وارونگي دماي شبانه باشد ميتواند باعث افزايش آلودگي هوا شود. همچنين تمركز ساختمانهاي عمومي و مراكز خريد و مشاغل در يك منطقه و نتيجتاً رفت و آمد بيشتر در آنجا باعث افزايش آلودگي هوا در آن منطقه ميشود.
مانند بسياري مناطق شهري در حال توسعهي جهان، تهران يکي از مناطق با شهرنشيني باال است که با رشد سريع وسايل نقليه همراه بوده است. با وجود آمارهايي كه از مقايسه ميزان آاليندههاي تهران با استانداردهاي جهاني صورت ميگيرد، ادعاي دور از واقعيتي نيست اگر اصليترين مشكل زيست محيطي تهران را مسأله آلودگي هوا دانسته شود. ميليونها انسان در طول روز از هواي بسيار آلوده تهران تنفس ميكنند و در صورت ادامه وضعيت رشد منابع توليد آلودگي، دور نيست زماني كه اين مسأله به يك فاجعه بشري تبديل شود - بیات،. - 1383 بنابراین، مسألهي ارزیابی آلودگي هوا و اقدامات برنامهريزي براي کنترل اثرات جانبي آن تبديل به يک نگراني براي جوامع شده است. با در نظر گرفتن اثرات زيان بار و خساراتي كه در اثر وجود آاليندههاي هوا به وجود ميآيند، لزوم تحقيق و مطالعه در اين زمينه و كمك به يافتن بهترين و عمليترين راهها براي حل اين مشكل ضروري مينمايد.
مطالع ات مختلفی در زمینه آلودگی هواس ش هرها صورت گرفته است. در همین زمینه ورستون - - 1984 ارزیابی کمي از سهم منابع در آلودگي ذرات قابل استنشاق در شهر بوستون را انجام داد. در اين بررسي تکنيکهاي سهم بندي منابع براي شناسايي و کميسازي عمدهترين کالسهاي منشا ذرات آلودگي در سايتهاي کنترل شهر بوستون بکار گرفته شده است. تحليل مؤلفههاي اصلي ذرات معلق، امکان سهمبندي پنج کالس از منشا ذرات ريز و شش کالس از منشا ذرات درشت را فراهم ميکنند.کان و همکاران - - 2007 تجزيه و تحليل مؤلفه اصلي را، با اعمال تغييرات مناسب، براي اندازه گيري توزيع اندازه آئروسل جوي بکار بردند.کوانت و همکاران - - 2003 منابع آلودگی هوا برای آالیندههای اکسیدهای نیتروژن، مونواکسید کربن، ازن، دیاکسید سولفور ذرات معلق، BS، NH3،SO4 مورد بررسی قرار دادند. نتایج حاصل از تحلیل مؤلفههای اصلی روی آالیندههای مختلف نشان داد که سه مؤلفه به عنوان عامل صنعتی و یک مؤلفه وسایل نقلیه و یک مؤلفه فرآیندهای فتوشیمیایی شناخته شدند.
یو وانگ - - 2008 روندهای آلودگی هوا را در Birsbane استرالیا بررسی کردند. نتایج نشان داد که تغییرات زیادی بین دو ایستگاه وجود دارد در ایستگاه Rochlea تعداد روزهای که ماکیسیمم 1 ساعته و 24 ساعتهی غلظت آالیندهها بیش از حد استاندارد است، بیشتر است. وانگ - 2007 - سری زمانی آلودگی هوا را درSan Joaquin کالیفرنیا مورد بررسی قرار داد و از مدل ARIMA برای بررسی روند و فصلی بودن آالیندههای ازن، مونواکسیدکربن و دی اکسید نیتروژن استفاده کرد. بر اساس مدل ARIMA غلظت ازن و دیاکسید نیتروژن با غلظت یک ماه قبل رابطه دارد و دیاکسیدکربن با غلظت دو ماه قبل رابطه دارد. سفارینی - 2008 - سری زمانی آالیندههای هوا را در Al-Hashimeya اردن مورد بررسی قرار داد.تحلیل نمودار خود همبستگی آالیندهها تغییرات بلند مدتی را نشان میدهد واز مدل ARIMA برای پیشبینی آالیندهها استفاده شد. بررسی آالیندههای هوا نشان داد که یک روند کاهشی در آالیندههای مونواکسیدکربن و اکسیدهای نیتروژن به وجود آمده است و یک روند افزایشی در آالیندههای pb و pm10 به وجود آمده است و so2 تغییری پیدا نکرده است.
در کشور،سری زمانی غلظت روزانهی Nox ، Co، No2، Tsp، O3 وSo2 ناشی از صنعت پتروشیمی اصفهان را مورد بررسی قرار دادند. توابع خودهمبستگی سریهای مورد مطالعه نشان داد که So2 و O3 با زمان رابطه ندارد و از پدیدههای کامالً تصادفی هستند. نتایج رگرسیون زمانی آالیندهها نشاندهندهی تغییرات غیر خطی آالیندهها در طول زمان است که ناشی از آثار فصلی است.همانطور که مطالعه منابع فوق نشان میدهد مطالعه آلودگی با شکل و روشهای مختلف صورت گرفته است ولی استفاده از نتایج آن برای سامانده و برقراری ارتباط بین آلودگی هوا و ساماندهی مدنظر نبوده است که در این مقاله مورد بحث قرار گرفته است.
.2 دادهها و روش مطالعه
شهر تهران از جهات جغرافیایی مختلف به استانهای مازندران، قم، قزوین، سمنان و اصفهان محدود است. این استان در دامنه جنوبی بخش مرکزی رشته کوهه ای البرز و شمال کویر مرکزی قرار دارد. شهر تهران از نظر جغرافيايي حدوداً در 51 درجه و 17 دقيقه تا 51 درجه 33 دقيقه طول جغرافيايي شرقي و 35 درجه و 36 دقيقه تا 35 درجه و 49 دقيقه عرض جغرافيايي شمالي قرار گرفته است. ارتفاع نقاط مختلف شهر تهران بسيار متفاوت است و از سمت شمال به جنوب کاهش ميیابد. ارتفاع نقاط شمال شرق تهران حدود 2000 متر از سطح دريا ميباشد و نقاط مرکزي حدود 1200 متر و باالخره ارتفاع جنوبي شهر به حدود 1000 تا 1100 متر ميرسد. شهر تهران به عنوان يکي از کالنشهرهاي جهان هم اکنون با معضل آلودگي محيط زيست مواجه است. اين معضل پيامد شرايط و عوامل چند ميباشد که از جمله ميتوان به شرايط جغرافيايي و توپوگرافي، اقليمي و آب و هوايي، جمعيت رو به افزایش، باال بودن مصرف سوختهاي فسيلي و پايين بودن بازدهي مصرف و کيفيت سوختهاي مصرفي در بخش حمل و نقل و عدم وجود حمل و نقل پاکيزه و بدون آلودگي اشاره کرد.
دادههای كيفيت هوا در شهر تهران توسط ايستگاههای سنجش آلودگی واقع در مناطق مختلف شهر تهران، تحت نظارت سازمان محيط زيست و شركت كنترل كيفيت هوا جمع آوری میشود. اين ايستگاهها پارامترهای CO، SO2، NO2،NO ،O3 ، NOx و PM10 را برای تمام ساعات شبانه روز اندازهگيری میكنند. دادههاي آلودگي هواي که در اين تحقيق استفاده شده است از ايستگاههاي سنجش آلودگي مربوط به شرکت کنترل کيفيت هواي تهران ميباشد که شامل16ایستگاه میباشد که در شکل 1 نشان داده شدهاند.
