بخشی از مقاله
تحلیل پویایی هاي عوامل موثر بر آلودگی هواي تهران با استفاده از رویکرد پویاي هاي سیستم
چکیده
بدون شک یکی از مهمترین مسائل زیست محیطی در ایران و بخصوص شهرهاي بزرگ مشکل آلودگی هوا است. با توجه به اهمیت مسأله آلودگی هواي تهران و تأثیر آن بر سلامت ساکنین ، ضرورت مطالعه آن آشکار است. عوامل متعددي در آلودگی شهر تهران مؤثرند که در سالهاي اخیر این پدیده خطرناك به جایی رسید که توجه همگان را به خود جلب کرد. آلودگی هواي تهران به عنوان یکی از معضلات زیست محیطی شهروندان تهرانی تلقی می گردد و امروزه از نظر آلودگی محیط زیست و هوا یکی از آلوده ترین شهرهاي جهان شده است. بنابراین،حلّ مسئله آلودگی هوا، به برنامه هاي مؤثرتري احتیاج دارد. لذا در این مقاله ضمن در نظر گرفتن عوامل و متغییرهاي موثر و تاثیرگذار بروي آلودگی هوا،مدلی براي آن طراحی و سپس با استفاده از رویکرد پویایی سیستم اقدام به شبیه سازي و در نهایت سیاستها و استراتژيهاي کارا براي کاهش آلودگی هوا ارائه می شود.
کلید واژه: آلودگی هواي تهران، عوامل آلودگی، بازخور،پویاییهاي سیستم
١
-1مقدمه
آلودگی هوا امروزه به صورت یکی از مشکلات بزرگ زیست محیطی و اقتصادي در سراسر جهان مطرح شده و این مسأله به ویژه در شهرهاي بزرگ صنعتی، به صورت مشکل حادتري مطرح می شود . آلودگی هوا سبب افزایش شدید انواع بیماري هاي تنفسی، پوستی، نقص هاي مادر زادي، ضعف جسمانی و بسیاري امراض دیگر شده، همچنین سبب افزایش بی رویه هزینه هاي جاري به منظور حذف این آلودگی ها می شود .به طوري که امروزه در این مورد قانون هایی در کشورهاي متفاوت تدوین شده و سعی شده حد مجاز و بی خطر وجود آلاینده هاي متفاوت مانند کربن مونوکسید، هیدروکربن هاي نسوخته، اکسیدهاي نیتروژن، ترکیب هاي گوگردي، فلزهاي سنگین و ... در هوا را مشخص کرده و راه کارهاي مناسب براي کنترل آنها را پیشنهاد کنند .[1]
در سالهاي اخیر این پدیده خطرناك به جایی رسید که توجه همگان را به خود جلب کرد. نگرانی درباره افزایش گرمایش جهانی و تغییرات آب و هوایی در سالهاي اخیر جديتر شده است. مشکلات آب و هوایی همراه با انباشته شدن آلودگی، بر روي اقتصاد تاثیر میگذارند. رشد شهر و شهرنشینی بارزترین ویژگی تحولات اجتماعی - اقتصادي در دو قرن اخیر بوده است.[2] از زمان برپایی آتش، آلودگی هوا با انسان بوده است ولی در دوران هاي مختلف به جنبه هاي متفاوتی
از آلودگی اهمیت داده شده است. در مقیاس کوچک آلودگی هاي محلی که اثراتی از مزاحمت هاي ساده تا بیماري هاي خطرناك و دیرعلاج را باعث میشوند مورد توجه می باشند و در حد جهانی مسائلی مثل تخریب لایه اوزن، باران هاي اسیدي و گرمایش زمین مورد توجه و بحث است. منشاء آلودگی هاي هوا در اوایل انقلاب صنعتی عمدتا صنایع و سوخت زغال سنگ بوده است و در قرن بیستم و بیست و یکم مسئولیت آلودگی هوا در شهرها با حمل و نقل درون شهري می باشد. سوخت هاي فسیلی در حمل و نقل صنعت از یک طرف و فرآیندهاي صنعتی با مصرف مواد خام و محصولات تولیدي از طرف دیگر از عوامل عمده آلودگی هاي دست ساز می باشند .[3]رشد جمعیت یکی از عوامل آلوده کننده محیط زیست به شمار میرود.نرخ بالاي رشد جمعیت و رشد بالاي شهر و شهرنشینی و در نتیجه آن افزایش تعداد وسایل نقلیه از مواردي هستندکه باعث افزایش مصرف انرژي در کشورهاي درحالت توسعه میشوند.[2]
باتوجه به مباحث گفته شده می بینیم که پدیده آلودگی هوا در ادوار مختلف تحت عوامل و متغییرهاي مختلفی بوده و تاثیر این عوامل بر یکدیگر موجب تشدید آلودگی هوا می شود و سبب ایجاد مشکلاتی براي انسان و جامعه می شود. لذا در این مقاله ضمن در نظر گرفتن عوامل و متغییرهاي موثر و تاثیرگذار بروي آلودگی هوا، با استفاده از رویکرد پویایی سیستم اقدام به شبیه
٢
سازي مدل طراحی شده، می کنیم و سپس نتایج و موارد بدست آمده را مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهیم و در نهایت سیاستها و استراتژيهاي کارا براي کاهش آلودگی هوا ارائه می شود.
-2مبانی نظري تحقیق
-1-2آلودگی هوا
آلودگی هوا تغییر در ویژگیهاي طبیعی جو براثر مواد شیمیایی، غباري یا عاملهاي زیستشناختی است. جو یا اتمسفر سامانه گازيِ طبیعیِ پویا و پیچیدهاياست که زندگانی در سیاره زمین به آن بازبستهاست. تحلیلرفتن لایه اوزنِ استروسفر به خاطر آلودگی هوا، دیرزمانیاست که خطري براي تندرستی مردمان و نیز زیستبومهاي زمین شناخته میشود.این آلودگی هوا ممکن است طبیعی (مانند فعالیت آتشفشانها)، یا مصنوعی باشند. آلودگیهاي مصنوعی عمدتا ناشی از فعالیت وسایل نقلیه و کارخانهها هستند.( ویکیپدیا) آلودگی هوا به معناي مخلوط شدن هوا با گازها،قطرات و ذراتی است که کیفیت هوا را کاهش میدهند.در شهرها، ماشینها و اتوبوسها، هواپیماها و نیز صنایع و ساختمانسازي ممکن است باعث آلودگی هوا شوند. منبع روزنامه همشهري
-2-2شهرنشینی و انتشار آلودگی
با افزایش تعداد خانوارهاي شهري انتشار آلودگی از دو جهت رشد مییابد؛ مستقیم و غیرمستقیم . انتشار مستقیم در نتیجه مصرف انرژیهایی همچون برق، سوختهاي گرمایشی، گازوئیل و بنزین میباشد .انتشار غیر مستقیم از ناحیه تولیدات صنعتی است .خانوارها مصرف کننده نهایی آنها محسوب میشوند مانند لباس، لوازم خانگی و همچنین خدمات و غذاهاي مورد استفاده خانوارها. تراکم جمعیت و فعالیتهاي اقتصادي تقاضاهاي جدیدي را براي خدمات حمل و نقل و منابع ایجاد میکند شهرها به عنوان محلی که بیشتر تولیدات در آنها انجام میشود بر حمل ونقل از راههاي دور دلالت دارند .افزایش تراکم جمعیت و نیروي کار در مناطق شهري نیازهاي سیستم حمل و نقل را افزایش میدهد .یک عامل مهم تاثیرگذار روي تقاضاي انرژي در شهرها هم در کشورهاي توسعه یافته و هم درحال توسعه -تحرك و جابجایی با اتومبیل و ماشینهاي موتوري شخصی است. اگر رشد شهرها و مهاجرت روستا به شهر ادامه یابد، حمل و نقل شخصی به طور اساسی افزایش خواهد یافت .حمل و نقل دراین امر به افزایش حمل و نقل ، ادامه افزایش شهرنشینی، به خاطر رفت وآمد در فواصل افزایش خواهد یافت .[2]
٣
-3-2اثرات آلودگی هوا
اثراتمضرّ آلودگی هوا بر سلامت انسان، حیوان و گیاهان و همچنین تخریب مواد و آثار فرهنگی موضوع بررسی و مطالعات زیادي بوده است . طی چند دهه اخیر مساله باران هاي اسیدي لایه اوزن و گرمایش زمین و پیامد هاي آن بر اکوسیستم و در نهایت انسان، نیز مورد مطالعه و بحث دانشمندان قرار گرفته است.
به قول A.V. Kneese در خصوص آلودگی هوا، تقریبا در همان وضعی هستیم که ماهیها در آب آلوده.در سال هاي اخیر نیز مطالعاتی در بعضی از شهر هاي بزرگ و آلوده انجام گرفته و به روابطی بین غلظت آلودگی به خصوص در مورد ذراتمعلّق و میزان مرگ و میر دست یافته اند [3] آلودگی هوا میتواند باعث تحریک چشم و گلو و ریهها شود. سوزش چشم سرفه و احساس سنگینی در سینه در هنگام قرار گرفتن در معرض آلودگی شدید شایع است.و باعث ایجاد انواع بیماري تنفسی و قلبی و ...می شود.
-3تعریف مسئله
آلودگی هوا که درحال حاضر یکی از عمده ترین مشکلات شهر تهران است، بعنوان یک پیامد خارجی منفی هزینه هایی بر اقتصاد کشور تحمیل می کند .این هزینه ها که گاهی قابل محاسبه نیز نمی باشد، دربلندمدت بر مشکلات زیست محیطی کشور افزوده و شرایط را جهت دستیابی به توسعه پایدار دشوار خواهد ساخت .[4] رشد شتاب آلود جمعیت، مهاجرت هاي روستایی، گسترش کارخانجات، تراکم وسائط نقلیه، شرایط و عوامل طبیعی از مواردي هستند که باعث افزایش مصرف انرژي شده است[5] که تأثیرات آن بر روي آلودگی هوا، که تهران را به صورت یکی از آلوده ترین شهرهاي جهان درآورده است که خود عاملی در جهت کاهش کیفیت زندگی در شهرها می باشد [6] .به غیر از مرگ میرهاى ناشی از آلودگی بسیار شدید هوا در کوتاهمدت، هر روز بیشتر و بیشتر مشخص میشود که آلودگی هوا به مقدار کم در درازمدت میتواند اثرات زیان آوري بر روي انسانها داشته باشد.(خبرگزاري همشهري آنلاین) بدین لحاظ می بایست به کنترل و کاهش آلودگی هوا، زمینه هاي لازم را جهت ایجاد بسترهاي مناسب رشد و توسعه اقتصادي فراهم نمود.لذا با توجه به موارد گفته شده عوامل مختلفی برروي آلودگی هوا تاثیر می گذارد و از طرف دیگر خود این عوامل تحت تاثیر یکدیگر می باشند و می توانند باعث افزایش و کاهش بر یگدیگر شوند، و از آنجایی که راههاي مختلف
æ طرح هاي مختلف توسط نهادها و سازمانهاي مختلف و وابسته به امر محیط زیست،ارائه شد عملا دیده می شود که نه تنها با اجراي این طرح ها مشکلات آلودگی هوا حل نشده بلکه هر روز بر میزان و شدت آن افزوده است، و با توجه به موارد گفته شده می توان نتیجه گرفت که بیشتر این طرح ها
٤
بدون در نظر گرفتن همه عوامل تاثیر گذار و پویایی هاي سیستم و تاثیر گذاري عوامل بروي یکدیگر ارائه شده که باعث تشدید مسئله شده است،لذا در این تحقیق براي حل مسئله مورد نظر با رویکرد پویایی سیستم ها استفاده خواهد شد تا پویایی و تاثیر گذاري عوامل به صورت درست در نظر گرفته شود تا در نهایت راهکارهاي اصولی و کارا براي حل مسئله مورد نظر ارائه شود.
-1-3اهمیت و ضرورت مساله
یکی از بحرانهایی که در حال حاضر شهرهاي بزرگ کشور به ویژه کلان شهر تهران را در برگرفته بحران آلودگی هوا است. براساس اطلاعات به دست آمده، برخی از آلایند ههاي هوا از جمله ازCO و ذرات معلق در بسیاري مناطق شهري بیشتر از حد مجاز تعیین شده می باشد.[7] آلودگی هوا امروزه به صورت یکی از مشکلات بزرگ زیست محیطی و اقتصادي در سراسر جهان مطرح شده و این مسأله به ویژه در شهرهاي بزرگ صنعتی، به صورت مشکل حادتري مطرح می شود .آلودگی هوا سبب افزایش شدید انواع بیماري هاي تنفسی، پوستی، نقص هاي مادر زادي، ضعف جسمانی و بسیاري امراض دیگر شده، همچنین سبب افزایش بی رویه هزینه هاي جاري به منظور حذف این آلودگی ها می شود .به طوري که امروزه در این مورد قانون هایی در کشورهاي متفاوت تدوین شده و سعی شده حد مجاز و بی خطر وجود آلاینده هاي متفاوت مانند کربن مونوکسید، هیدروکربن هاي نسوخته، اکسیدهاي نیتروژن،ترکیب هاي گوگردي، فلزهاي سنگین و ... در هوا را مشخص کرده و راه کارهاي مناسب براي کنترل آنها را پیشنهاد کنند .[1 ] سالیانه 3 میلیون نفر در اثر آلودگی هوا جان خود را از دست میدهند که 90 درصد آنان در کشورهاي توسعه یافته هستند. دربعضی کشورها تعداد افرادي که در اثر همین عامل جان خود را از دست میدهند بیشتر از قربانیان سوانح رانندگی است. این مرگ و میر بطور خاص مربوط به آسم، برونشیت، تنگی نفس و حملات قلبی و آلرژيهاي مختلف تنفسی است. آلودگی هوا به طرق گوناگونی میتواند آثار زیانبار درازمدت و کوتاه مدتی بر سلامت انسانها بگذارد.(ویکی پدیا). با توجه به گسترش و افزایش منابع آلاینده هاي هوا و با توجه به خطراتی که این آلودگی براي سلامت افراد ساکن در مناطق آلوده دارد شناخت و آگاهی نسبت به عواقب مختلف این مسئله از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد و این کار تنها با ایجاد آگاهی و شناخت از مسئله و عوامل تاثیر گذار بر آن و مدل کردن درست آن و بررسی راهکارهاي مختلف بروي مدل می باشد که امکان بدست آوردن راهکار درست و قابل پیاده سازي و اجراي آن در سیستم واقعی می توان با افزایش میزان آلودگی هوا جلوگیري و خطرات آن را کاهش داد.
٥
-2-3اهداف تحقیق
در این تحقیق قصد داریم به موارد زیر برسیم که عبارتند از:حداقل کردن میزان آلودگی هواي تهران ،ارائه سیاستها و استراتژي هاي کارآمد براي کسب حداقل کردن میزان آلودگی هواي تهران
-3-3سؤالات تحقیق
سوالاتی که در این زمینه وجود دارد عبارتند از :در زمینه حداقل کردن میزان آلودگی هواي تهران چه عواملی را باید در نظر گرفت؟ چه مدل را می توان ارائه کرد؟ و سیاستها و استراتژيهاي مناسب براي حداقل کردن میزان آلودگی هواي تهران در مدل مذکور چه می باشد ؟
-4روش تحقیق
-1-4عوامل موثر بر آلودگی هواي تهران
امروزه انرژي یکی از عوامل اصلی و ضروري توسعه ي اقتصادي در هر جامعه تلقی می شود .رشد روزافزون جمعیت، وابستگی به انرژي و به تبع آن رشد مصرف انرژي به ویژه انرژي هاي فسیلی موجب افزایش مشکلات زیست محیطی شده است.یکی از مهم ترین آلودگیهاي بخش انرژي،آلودگی هوا در اثر انتشار و نشت گازه اي آلایندهي ناشی از احتراق سوخت هاي فسیلی است .[8]با رشد سریع فعالیت هاي صنعتی و شهرنشینی ، مصرف انرژي در انواع مختلف، نقش مهمی را در
اثرگذاري بر محیط زیست محلی و تغییر آب و هواي جهانی ایفا می کند.به تازگی بیش تر آلودگی هوا در شهرها به دلیل حمل و نقل درون شهري است. سوخت هاي فسیلی در بخش حمل و نقل و نیز فرآیندهاي صنعتی با مصرف مواد خام و محصولات تولیدي از عوامل عمده ي آلودگی شهر ها به شمار می روند .[9] در انتشار دي اکسید کربن به ترتیب بخش هاي خانگی، تجاري، برق، صنایع، حمل و نقل، کشاورزي و متفرقه قرار دارند .مقدار اعظم منواکسیدکربن ، از مصرف سوختهاي فسیلی در بخش حمل و نقل حاصل می شود و سهم سایر بخشها بسیار کمتر و تا حدودي قابل اغماض است
.در نشرSPM بخش حمل و نقل بیشترین سهم را دارا میباشد. برنامه جامع کاهش آلودگی هواي تهران (ناشی از حمل و نقل )داراي هفت محور اصلی به شرح زیر میباشد: -1خودروهاي نو -2 خودروهاي مستعمل -3حمل و نقل عمومی -4سوخت -5معاینه فنی -6مدیریت ترافیک -7آموزش .[10] بنابراین وسائل نقلیه عمومی مهمترین عامل تولید این گاز هستند رشد جمعیت یکی از عوامل آلوده کننده محیط زیست به شمار میرود.نرخ بالاي رشد جمعیت و رشد
بالاي شهر و شهرنشینی و در نتیجه آن افزایش تعداد وسایل نقلیه از مواردي هستندکه باعث افزایش مصرف انرژي در کشورهاي درحالت توسعه میشوند.[2] رشد شتاب آلود جمعیت، مهاجرت هاي
٦
روستایی، گسترش کارخانجات، تراکم وسائط نقلیه، شرایط و عوامل طبیعی از مواردي هستند که باعث افزایش مصرف انرژي شده است.[5] که تأثیرات آن بر روي آلودگی هوا، که تهران را به صورت یکی از آلوده ترین شهرهاي جهان درآورده است که خود عاملی در جهت کاهش کیفیت زندگی در شهرها می باشد .[6]
نرخ بالاي رشد جمعیت و رشد بالاي شهر و شهرنشینی و در ادامه آن، افزایش تعداد وسایل نقلیه، از مواردي هستند که باع ث افزایش مصرف انرژي[6] در کلانشهرها شده است.وضعیت آلودگی هواي تهران با توجه به تردد بیش از سه میلیون وسیله نقلیه در روز به صورت بحرانی قلمداد می گردد و این در حالی است که جایگاه جهانی تهران در مقایسه با سایر شهر هاي آلوده بین مقام هاي اول تا دوم در نوسان است [11] منابع آلود کنندة به دو بخش منابع طبیعی و منابع مصنوعی ،(خانگی ،صنعتی، حمل و نقل )دسته بندي می شوند؛
1- منابع طبیعی
منابع طبیعی آلودگی هوا از قبیل طوفانهاي گرد و غبار، آتش سوزي جنگلها، آتشفشانها، گرده گیاهان و نشت گاز طبیعی میباشد و آلودگی ناشی از آ نها یک پدیده دائمی است که به علت گردش فرآیندهاي طبیعی مقدارش کمابیش در سطح زمین ثابت است .مقدار آلودگی طبیعی در مقایسه با آلودگی مصنوعی خیلی بیشتر و قابل توجه میباشد .اما در طبیعت چندین مکانیسم خودپالایی وجود دارد که سطح زمین را براي حیات موجودات مناسب و قابل تحمل میسازد .نقش انسان در کنترل آلودگی ناشی از منابع طبیعی خیلی کم است .اما انسان به وسیله بر
هم زدن تعادل اکولوژیکی و طبیعی ناشی از آلودگی مصنوعی میتواند وضع را بدتر نماید وبه آلودگی طبیعی بیفزاید.
-2منابع مصنوعی:
آلودگی خانگی:
آلودگی خانگی در اثر فعالیتهاي خانگی یا نظافت منازل یا استفاده از حشرهکشها جهت نظافت و نگهداري منازل ایجاد میشود .اگرچه مقدار این آلودگی در مقایسه با منابع دیگر زیاد نیست اما همین مقدار به تغییر کیفیت محیط شهري کمک میکند .روشهاي صحیح نگهداري منازل به کاهش آلودگی کمک خواهد نمود.
آلودگی صنعتی:
آلودگی ناشی از صنایع منبع اصلی آلودگی است که در اثر فعالیتهاي مصنوعی ایجاد میشود .در میان صنایع نیروگا ههاي حرارتی، کارخانههاي تولید مواد شیمیایی، سیمان سازي، کاغذسازي، نساجی،ش
