بخشی از مقاله
چکیده
هدف از این مطالعه بررسی تغییرات زمانی ازن - - O3 ، دی اکسید نیتروژن - - SO2 ، مونوکسید کربن - CO - و ذرات معلق - PM10 - در شهر تهران است. به همین دلیل، میانگین ماهانه و سالانه دادههای آلایندههای هوا برای مدت 15سال - 2000-2014 - از ایستگاه کنترل آلودگی دریافت شد. نتایج نشان داد که دوره مورد بررسی غلظت ذرات معلق و ازون روند افزایشی داشته است و غلظت آلایندههای مونواکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن روندی کاهشی داشته است. همچنین نتایج حاصل از تحلیل معنیداری روند ماهیانه این آلایندهها نشان داد که ذرات معلق در ماه های ژانویه و جولای در سطح یک درصد معنیدار بودهاند. کربن مونواکسید نیز بیشترین سطح معنیداری خود را در ماههای بهار و تابستان نشان داد اما معنی داری NOx ها را در تمامی فصول سال میتوان مشاهده کرد.
واژگان کلیدی: آلاینده های هوا، بررسی روند، شهر تهران
21 مقدمه
کیفیت هوا یکی از شاخصهای اساسی کیفیت محیطزیست است. آلودگی هوا بهعنوان یک مسئله محلی و منطقهای مانند شهرستانها بزرگ، مراکز صنعتی و اطراف مسیرهای حملونقل، بهویژه جاده ها و بزرگراه هاتبدیل شده است - هاردلیکووا و همکاران، . - 2008 بسیاری کشورهای درحالتوسعه کاهش تدریجی در کیفیت هوا را به عنوان نتیجه توسعه سریع در طول سه دهه گذشته تجربه کردهاند - گراوال و همکاران . - 2003 در کشورهای درحالتوسعه، ، به دلیل مقیاس و سرعت شهرنشینی، مشکلات زیستمحیطی بسیار بیشتر است - آتش، . - 2007تهران نیز به عموان یکی از آلوده ترین شهرهای جهان از این قاعده مستثنی نیست. یکی از مهمترین عوامل تشدیدکننده آلودگی هوا در دهههای اخیر بهویژه در شهرهای بزرگ نظیر تهران، رشد جمعیت و بالا رفتن سطح زندگی و بهتبع آن استفاده هر چه بیشتر از سوختهای فسیلی بهعنوان منبع اصلی تأمینکننده انرژی هست .
همچنین پدیدههایی نظیر بارانهای اسیدی، گرم شدن کره زمین، نازک شدن ضخامت لایه ازن و ... نیز در هر چه بیشتر مورد توجه قرار گرفتن پدیده آلودگی هوا در مقیاس جهانی تأثیر قابلتوجهی داشته است. با توجه به آمار بهدستآمده در مورد بیماریهای مختلف و مرگ و میر ناشی از آلودگی، تهران بالاترین مرگومیر را دارا هست. از طرف دیگر بهواسطه آلودگی، بازده نیروی انسانی در اثرآلودگی هوا کاهش داشته و خستگی اعصاب جزی جداییناپذیر از زندگی شهروندان تهرانی شده است یکی از مهمترین تأثیرات این آلودگی هوا، تأثیر بر نوسانات اقلیمی شهر تهران و پیامدهای مختلف ناشی از آن است.اما با وجود اینها اقدامات فراوانی جهت کنترل و کاهش آین آلودگیها و تاثیرات آنها انجام شده است که از جمله آنها میتوان به گازسوز کردن خودروها، خارج کردن خودروهای فرسوده ، طرح های زوج و فرد و....اشاره کرد.
به همین منظور درک روند بلند مدت در آلودگی هوای یک منطقه با توجه به پیادهسازی استراتژیهای کنترل مهم است که آن را در برنامه ریزی اقدامات بیشتر کمک میکند . یکی از روش های متداول جهت تحلیل سریهای زمانی، بررسی وجود یا عدم وجود روند در آن با استفاده از آزمونهای آماری هست. اصول وجود روند در سریهای زمانی ممکن است ناشی از تغییرات اقلیمی و یا تغییرات تدریجی طبیعی یا فعالیتها انسانی باشد. - بروک و کارترز - 2007 تاکنون روشهای آماری متعددی جهت تحلیل روند سریهای زمانی ارائهشده است که به 2دسته کلی روشهای پارامتری و ناپارامتری قابلتقسیم بندی هستند. روشها ناپارامتری کاربردهای نسبتاً وسیعتر و چشمگیرتری نسبت به روشهای پارامتری برخوردارند. هدف از این مطالعه تعیین روند غلطت برخی آلایندههای هوای شهر تهران از سال 2000 تا 2014 میباشد. مطالعات قبلی مورد بررسی قرار دادهاند مکانی و زمانی تغییرات از آلایندههای هوا تنها، ازجملهSO2 ، PM10، NO2،CO وO3 - جوهانسون و همکاران، 2007؛ کارار و همکاران، 2006؛ لوین و همکاران، 2004؛ رونی و همکاران، - 2012
-2 مواد و روشها :
منطقه مورد مطالعه:
منطقه موردمطالعه ازلحاظ موقعیت مکانی در محدوده تهران هست که بین 35 درجه و 35 دقیقه تا 35 درجه و 48 دقیقه عرض شمالی و 51 درجه و 17 دقیقه تا 51 درجه و 33 دقیقه طول شرقی در کوهپایههای جنوبی رشته کوههای البرز با مساحتی حدود 800 کیلومترمربع واقعشده است - شکل. - 1 دفاع دیوارههای شمالی البرز و کوههای محدود بیبی شهربانو دیواره شرقی شهر را تشکیل میدهند. اما نواحی جنوبی و غربی تهران چندان مرتفع نیست. درنتیجه سدهای کوهستانی شمال و شرق مانع خروج مواد زائدی میشوند که توسط بادهای غربی به داخل فضای شهرآورد شده و سبب میشوند که هوای شهر بهویژه در نواحی مرکزی و شرقی آلوده شود. با توجه به اینکه بادهای غالب تهران جهت غربی وبیشتر صنایع در غرب تهران مستقر هستند میتواند انتظار داشت که هوای شهر اغلب اوقات آلوده باشد.
بهمنظور انجام این تحقیق، در اولین مرحله دادههای مربوط به ذرات معلق با قطر آئرودینامیکی کمتر از 10 میکرون - PM10 - ، مونواکسید کربن - CO - ، ازون - O3 - ، و اکسیدهای نیتروژن - NOx - از و سازمان حفاظت محیطزیست استان تهران و سازمان کنترل کیفیت استان تهران در یک دورهی 15 ساله از سال 2000 تا 2014 اخذ شد. ایستگاه هایی که که دارای کمترین نقص آماری بود انتخاب شدند. سپس اقدام به تکمیل آمارهای ناقص این دوره گردید .آمارهای مورد استفاده از نقصنسبتاً کمی برخوردار بودند که برای بازسازی آنها از روش همبستگی بین ایستگاه ها استفاده شد که از نرمافزارهای EXCEL وSPSS استفاده شده است.
آزمون من-کندال
آزمون من -کندال یکی از متداول ترین روشهای نا پارامتری تحلیل روند سریهای هیدرولوژیکی و هواشناسی به شمار میرود. مطالعات مختلف انجامشده با استفاده این روش حاکی از اهمیت و کاربرد فراوان آن در تحلیل روند سریهای زمانی هست این آزمون ابتدا توسط من در سال 1945 ارائه و سپس توسط کندال در سال 1948 توسعه یافت . کاربرد این روش توسط سازمان جهانی هواشناسی توصیه گردید. از این روش برای آزمون فرض تصادفی بودن توالی داده ها در از نقاط قوت روش، مقابل وجود روند استفاده می گردد.از مزایای روش من-کندال میتوان به مناسب بودن کاربرد آن برای سریهای زمانیای که از توزیع خاصی پیروی نمیکنند، اشاره نمود .
اثرپذیری ناچیز این روش از مقادیر حدی که در برخی ازسریهای زمانی مشاهده می گردند نیز از دیگر مزایای استفاده از این روش است و فرض صفر این آزمون بر تصادفی بودن و عدم وجود روند در سری داده ها دلالت دارد و پذیرش فرض یک - رد فرض صفر - دال بر این آزمون توسط یکی از روابط زیر تعیین Z وجود روند در سری دادهها هست. آماره میگردند:طریقه محاسبه آماره S و واریانس آن در مقاله حجام و همکاران - - 1387 و سلمی و همکاران - - 2002 به تفصیل توضیح داده شده است در این آزمون، آمارهZ بزرگتر از 2/65و 1/96 به ترتیب نشاندهنده روند معنیدار در سطوح 5 و 1 درصد هست همچنین، در صورت مثبت بودن آماره Z روند سری دادهها، صعودی و در صورت منفی، بودن آن، روند نزولی در نظر گرفته میرود.
آزمون سن
این آزمون توسط سن - - 1968 ارائهشده و از تحلیل تفاوت بین مشاهدات یک سری زمانی بهره میگیر . مزایای برشمرده شده برای آزمون من- کندال برای این روش نیز صادق است .همچنین این آزمون در هنگام وجود دادههای گمشده، بهراحتی قابل استفاده است فرض صفر این آزمون بر تصادفی بودن و عدم وجود روند در سری دادهها دلالت دارد . پذیرش فرض یک و یا بهعبارتدیگر رد فرض صفر، دال بر وجود روند در سری زمانی دادهها هست .اساس این روش بر محاسبه یک شیب میانه برای سری زمانی و قضاوت نمودن در مورد معنیداری شیب بهدستآمده در سطوح اطمینان مختلف هست .روش محاسبه آماره سن - Q - ارائهشده است . لازم به ذکر است که برای محاسبه آمارههای آزمونهای من- کندال و سن، از نرمافزار MAKESENSاستفاده گردید .
تحلیل رگرسیون
بر اساس اصل حداقل مربعات، یک مدل رگرسیون خطی بازمان مطابق رابطه زیر بر سری زمانی دادههای دبی برازش داده شد و با استفاده از همبستگی پیرسون، معنیدار بودن شیب آن در سطوح اطمینان 95 و 99 درصد مورد ارزیابی قرار گرفت:
