بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش توزیع مکانی نرخ فرونشست گرد و غبار فصلی با برخی فاکتورهای اقلیمی مؤثر بر آن در شهر تهران مطالعه شد. گرد و غبار توسط تله های شیشه ای مستقر در بام ساختمان های یک یا دو طبقه در 44 نقطه شهر تهران، طی چهار فصل، نمونه برداری شد. نتایج نشان داد، بیشترین نرخ فرونشست به فصل تابستان و کمترین آن به زمستان اختصاص دارد.
همبستگیهای معنی دار منفی میان نرخ فرونشست گرد و غبار با میزان بارش و رطوبت نسبی و مثبت با میانگین دما وجود دارد. به نظر می رسد، افزایش نرخ فرونشست گرد و غبار در تابستان به دلیل دمای بالا، بیشتر شدن تبخیر سطحی از خاک ها، وجود بادهای غالب و در نتیجه خشک شدن سطح خاک باشد.
مقدمه
یکی از مهمترین بلایای زیست محیطی که یک معضل منطقه ای و بین المللی نیز محسوب می شود پدیده گرد و غبار است
کشور ایران به دلیل قرار گرفتن در کمربند خشک و نیمه خشک جهان،مکرراً در معرض سیستمهای گرد و غبار متعدد است - رسولی ،. - 1389 این ذرات معلق علاوه بر کاهش کیفیت هوا - Zhang et al., 2002 - ، منجر به تغییرات اقلیمی و تغییر در چرخه های بیولوژیکی، شیمیایی و محیط زیست - Krueger et al., 2004 - ، موجب بروز و تشدید مشکلاتی همچون بیماری های تنفسی، قلبی، چشمی - ذوالفقاری و عابدزاده، - 1384، ترافیک هوایی، زمینی، کشاورزی و ... می شوند. سازمان جهانی بهداشت - WHO - برآورد نموده است که سالالیانه حدود 500000 نفر بر اثر مواجهه با ذرات معلق هوابرد موجود در هوای آزاد دچار مرگ زودرس می شوند
گرد و غبار می تواند در مسافتی بیش از هزاران کیلومتر منتقل شود و در طول انتقال، این ذرات به طور مداوم طی فرآیندهای فرو نشست خشک و مرطوب از اتمسفر جدا شده و بر سطح فرو می نشینند. اهمیت نسبی هر یک از مکانیسمهای فرو نشست گرد و غبار بسته به زمان و مکان تغییر می کند و فاکتورهایی از قبیل، فصل وقوع، طوفانهای گرد و غبار، توزیع اندازه ذرات منتقل شده و شرایط اقلیمی منطقه روی غالبیت هر یک از این مکانیسم ها تاثیر می گذارند. فرو نشست گرد و غبار به میزان زیادی در مقیاس محلی و منطقه ای متفاوت می باشد.
شار جرمی ذرات گرد و غبار در مناطق نزدیک به منبع تولید گرد و غبار بیشترین مقدار خواهد بود، زیرا ذرات بزرگ شن و سیلت به علت گرانش، سریع از اتمسفر حذف شده و فرومی نشینند، در حالی که ذرات معلق، از محل منشاء به مناطق دوردست تر منتقل می شوند و در آنجا فراوانی ذرات درشت و سنگین کاهش می یابد
از آنجایی که تهران در منطقه خشک و نیمه خشک واقع شده و با توجه به افزایش شدت آلودگی هوا، همچنین افزایش ذرات معلق، آثار سوء غبارهای آلوده بر سلامت شهروندان، بهداشت و محیط زیست گذاشته است. بنابراین هدف از انجام این تحقیق، ارزیابی میزان کمی و تعیین توزیع فصلی و مکانی فرو نشست گرد و غبار در شهر تهران در چهار فصل سال 1395 و ارتباط آن با برخی پارامترهای اقلیمی می باشد.
مواد و روش ها
- مشخصات و موقعیت منطقه مطالعاتی
شهر تهران با وسعتی حدود 730 کیلومترمربع بین 34 دقیقه و 35 درجه تا 35 درجه و 59 دقیقه عرض شمالی و 51 درجه و 5 دقیقه تا 51 درجه و 53 دقیقه طول شرقی واقع شده است. میانگین سالانه دما این شهر17/3 سانتی گراد و میانگین میزان بارش سالانه آن 183 میلی متر است - سالنامه آماری شهر تهران، . - 1393 جهت وزش باد غالب تهران غربی 270 - درجه - و متوسط سرعت آن 5/5 متر بر ثانیه است. به منظور بررسی نرخ فرونشست گرد و غبار در شهر تهران، 44 نقطه به نحوی که پوشش خوبی در کل منطقه داشته باشد، به صورت تصادفی انتخاب شد. مختصات جغرافیایی و ارتفاع نقاط با استفاده از دستگاه GPS مشخص شد - شکل. - 1
شکل -1 توزیع نقاط نمونه برداری گرد و غبار در شهر تهران
نمونه برداری گرد و غبار
در این مطالعه تله شیشه ای پیشنهادی توسط Menendez و همکاران - 2007 - کهقبلاً توسط حجتی و همکاران - 2012 - ، محمودی و خادمی - 1392 - ، نوروزی و خادمی - 1394 - نیز استفاده شده بود، برای جمع آوری گرد و غبار به کار گرفته شد. این تله متشکل از دو صفحه شیشه -ای مسطح به ابعاد 0/5×1 متر است که روی آن یکمِش پلاستیکی به ابعاد 2 میلی متر مربع توسط نگهدارنده به شیشه متصل شد. جهت جلوگیری از شستشوی ذرات فرونشسته روی شیشه در فصول با بارندگی زیاد، لبه شیشه ای به ارتفاع 10 میلیمتر دور شیشه چسبانده شد، تا در مواقع بارندگی، آب باران موجود روی سطح شیشه از راه یک منفذ خروجی کوچک که توسط اسفنج پوشانده شده بود، خارج شود، ولی اسفنج مانع خروج ذرات فرونشسته گردد.
هر تله روی بام ساختمان در ارتفاع یک یا دو طبقه به نحوی که توسط دیوار یا مانع دیگری تحت تاثیر قرار نگیرند، قرار داده شد. نمونه برداری از گرد و غبار به صورت فصلی، در چهار فصل، بهار، تابستان، پاییز و زمستان سال 1395 انجام شد. در انتهای هر فصل گرد و غبار موجود روی هر صفحه با کاردک جمع آوری و سطح تله با آب مقطر شسته شد. نمونه در کیسه های پلاستیکی جمع آوری و به آزمایشگاه منتقل شدند. تعداد نمونه های گرد و غبار در این مطالعه 176 نمونه بود.
مطالعات آزمایشگاهی و تجزیه و تحلیل داده ها
پس از جمع آوری نمونه ها و عبور دادن آنها از الک 2 میلیمتری، نمونه ها به دقت توزین شده و نرخ فرونشست گرد و غبار بر اساس واحد جرم در واحد سطح در واحد زمان گزارش شد. داده های به دست آمده با استفاده از نرم افزار SPSS 22 مورد تجزیه و تحلیل آماری و نمودارها نیز با استفاده از نرم افزارهای SPSS 22 و Excel 2010 رسم شدند. نقشه های توزیع مکانی نرخ فرونشست گرد و غبار با استفاده از نرم افزار Arc GIS 10 .4.1 و با روش وزن دهی عکس فاصله - Inverse Distance - Weighting ترسیم شدند. اطلاعات اقلیمی منطقه مورد مطالعه شامل دما، بارش، رطوبت نسبی، بیشینه سرعت باد و گلبادها در طول دوره نمونه برداری از ایستگاه سینوپتیک فرودگاه مهرآباد تهیه و استفاده شد
جدول -1 میانگین برخی پارامترهای جوی طی فصل های مورد مطالعه در شهر تهران
شکل -2 الگوی جریان باد در چهار فصل سال 1395 در شهر تهران
نتایج و بحث
بررسی روند نرخ فرونشست گرد و غبار اتمسفری طی چهار فصل نمونه برداری در شهر تهران، نشان داد که کمترین نرخ فرونشست مربوط به زمستان با میانگین 20/25 گرم بر متر مربع در فصل می باشد، در حالی که بیشترین میزان آن با میانگین 32/22 گرم بر متر مربع در فصل، به تابستان اختصاص دارد. به نظر می رسد این جریان همسو با تغییر جهت باد غالب منطقه طی فصل های مورد مطالعه می باشد. در جدول 2 برخی از خصوصیات آماری فصلی نرخ فرونشست گرد و غبار شهر تهران در سال 1395 ارائه شده است.
جدول -2 خصوصیات آماری فصلی نرخ فرونشست گرد و غبار - گرم بر متر مربع در فصل - در منطقه مورد مطالعه
