بخشی از مقاله
چکیده:
در این تحقیق با استفاده از3 متغیر هوا شناسی - سرعت باد، میزان بارش، مقدار دما - به تخمین میزان غلظت گازهای آلاینده هوا - ازون و ذرات معلق - در شهر تهران پرداخته شد. با توجه به اینکه آلودگی هوا یک خطر جدی برای محیط زیست و ایجاد بیماری های خطرناک تنفسی و پوستی به خصوص در سالمندان و کودکان میباشد، این تحقیق جهت کنترل تخمین میزان آلودگی هوا در شهر تهران و سایر شهرهای کشور انجام گرفته است.
برای این کار از آمار غلظت الاینده های ازن و ذرات معلق در ایستگاه پونک در شمال تهران و آمار داده های هواشناسی سرعت باد، میزان بارش، مقدار دما در ایستگاه شمال تهران از سال 1389 تا 1390 استفاده شد و با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی با توابع انتقال سیگموئید و تانژانت هیپرمولیک به مدل سازی آن ها پرداخته شد، نتیجه این بود که برای دو پارامتر ازون و ذرات معلق تابع انتقال سیگموئید نسبت به تابع انتقال تانژانت هیپرمولیک از عملکرد بهتری نسبت به تخمین میزان غلظت آلاینده های هوا برخوردار می باشد و همچنین شبکه عصبی مصنوعی نتیجه بهتری برای پارامتر ازون نسبت به پارامتر ذرات معلق می دهد.
مقدمه:
آلودگی هوا شامل بسیاری از مواد و ترکیباتی است که از منابع گوناگون طبیعی و مصنوعی بخصوص فعالیتهای انسان وارد هوا میشود و باعث دگرگونی خواص فیزیکی و شیمیایی جوی میگردند. پیشرفت صنایع و فناوری، توسعه شهری، افزایش و تراکم جمعیت، افزایش وسایل نقلیه موتوری، ازدیاد مصرف فراوردههای نفتی و در بعضی موارد شرایط خاص اقلیمی و جغرافیایی منطقه باعث افزایش آلودگی هوا میشود
پنج نوع از مواد به عنوان آلایندههای عمده هوا شناخته شدهاند که باعث به وجود آمدن بیش از %90 از موارد آلودگی هوا میشوند. این پنج مورد عبارتند از:
-1 کربنمونوکسید - CO -
-2 اکسیدهای نیتروژن - NOx -
-3 هیدروکربنها - HC -
-4 اکسیدهای سولفور - SOx -
-5 ذرات معلق
که در این مطالعه ذرات معلق و ازن2 به عنوان شاخصهای کیفیت هوا انتخاب خواهند شد. زیرا مطالعات در این زمینه ها تاکید بیشتری داشته و تغییر پذیری شاخص کیفیت هوا در این چند سال بیشتر بر اساس ذرات معلق بوده و از طرفی ازون یک آلاینده ثانویه بوده که حضور آن ارتباط معنی داری با هیدروکرنها و اکسیدهای نیتروژن دارد.
ذرات معلق:
به ذراتی اطلاق میشود که بهصورت پراکنده - جامد یا مایع - در واسطه گازی قرار گرفته باشند. مه دود، غبار، دود سیگار، دود اتومبیل و گرد و خاک به عنوان منابع اصلی این ذرات تلقی میشوند. همچنین ممکن است از طریق متراکم شدن گازها - تغلیظ - تولید شوند. اندازه ذرات معلق بر حسب میکرومتر بیان میشود. دامنه تغییرات ذرات معلق بین 0/0002 میکرومتر تا 500 میکرومتر بوده که از طریق مجاری تنفسی وارد بدن انسان میشوند؛ و شدت اثر آن به قدرت نفوذشان به درون دستگاه تنفسی و درجه سمی بودن آنها بستگی دارد. از اثرات این مواد میتوان به سرطان ریه، اختلالات تنفسی و پوکی استخوان اشاره کرد
ازن:
ازن جزء آلایندههای ثانویه بوده که بیشترین میزان آن، در لایه استراتوسفر وجود دارد. این آلاینده در نتیجه واکنش میان آلایندههای دیگر همچون اکسیدهای نیتروژن - NOx - و ترکیبات آلی فرار - VOCs - 3 تشکیل میشود
ازن بیماریهای تنفسی را تسریع و سبب تحریکات تنفسی میشود. سرفه، گلودرد و کاهش فعالیت ریه و تشدید آسم و التهاب ریه از علائم آن است.
شهر تهران یکی از آلودهترین شهرهای جهان میباشد و هر سال به طور متوسط یک سوم روزها توسط یک یا چند آلایندهی اصلی آلوده میشود. عوامل متعددی در آلودگی هوای شهر تهران نقش دارند که میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- استقرار سامانه پرفشار منطقهای که معمولا با فرونشینی هوای فوقانی جو و پدیده وارونگی دمایی - هوا - همراه است.
- سکون هوا و یا بادهای آرام که قادر به پراکندهسازی آلایندهها نیستند.
- توپوگرافی شهر تهران که آلایندهها میتوانند در آنجا محبوس شوند.
- وارونگی دما و پایداری هوا که منجر به عدم تهویه طبیعی هوای شهر و در نتیجه افزایش غلظت آلایندهها میگردد.
که از بین عوامل فوقالذکر عوامل جغرافیایی از اهمیت بالاتری برخوردار میباشد - صفوی و علیجانی، . - 1385 در این بحث ارتباط پارامترهای هواشناسی مختلف از قبیل دمای هوا، میزان بارش، سرعت جریان باد با آلایندههای هوا - ازن و ذرات معلق - بررسی میشود. بدین منظور تعیین پارامترهای هواشناسی موثر در آلودگی هوا و اندازهگیری تاثیر آن میتواند برای پیشبینی آلودگی حائز اهمیت باشد
در این مطالعه با استفاده از شبکه عصبی به پیشبینی غلظت الاینده های هوا در شهر تهران پرداخته میشود. شبکه عصبی مصنوعی یکی از متداولترین روشهای هوش مصنوعی محسوب میشود که مدلهای ریاضی مغز انسان را به صورت ساده به عنوان یک سیستم استفاده میکند. شبکه عصبی مصنوعیعموماً توسط دادههایی آموزش داده میشود و قادر است ارتباطات، توابع و یا الگوها موجود را پیش بینی کند و به همین دلیل کاربرد وسیعی پیدا کرده است
