بررسی توزیع مکانی زمانی آلاینده های هوا در شهر تهران برای ماه های سرد سال های 2013-2011

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد هواشناسی، گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، ایران* (مسوول مکاتبات).

2 استاد، گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، ایران

چکیده

زمینه و هدف: امروزه آلودگی هوا یکی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی کلان‌شهرها محسوب می‌شود و در این میان،  آلودگی هوای تهران به یکی از معضلات جدی شهری تبدیل شده است. بنابراین چگونگی توزیع آلاینده ها و روند تغییرات زمانی مکانی آن‌ها حایز اهمیت است.  هدف از این تحقیق تعیین الگوی توزیع مکانی زمانی آلاینده های هوا در شهر تهران طی فصل سرد سال‌های 2013-2011  و دوره های حاد آلودگی هوا بوده و عوامل ایجاد کننده چنین الگوهایی مورد بحث قرار می‌گیرد.
روش بررسی: در این تحقیق از داده‌های آلودگی هوای 16 ایستگاه موجود در شهر تهران وابسته به شرکت کنترل کیفیت هوای شهرداری تهران طی سال های 2011 تا 2013  استفاده شده است.نقشه های توزیع آلاینده های هوا  به روش درون‌یابی کرجینگ در نرم افزار Surfer تهیه و تحلیل می‌شود.
نتایج: نتایج بررسی توزیع مکانی زمانی میانگین آلاینده ها طی ماه دسامبر(که اغلب دوره های حاد آلودگی هوا در تهران را در بر دارد)  2012  نشان می‌دهد کهغلظت آلاینده‌های گازی از جنوب به شمال و غلظت آلاینده های ذرات معلق از شمال به جنوب و از شرق به غرب افزایش می‌یابد. مقایسه نقشه‌های توزیع آلاینده CO به‌هنگام ظهر و شب نشان می‌دهد که  به‌هنگام ظهرگرادیان شدیدی (شمال جنوبی) بر هم مقدارهای آلاینده CO حاکم است و در شب این گرادیان کاهش یافته و توزیع یکنواخت‌تر می شود. این نشان از انتقال آلاینده های گازی توسط باد آناباتیک (دشت به کوه) به سوی شمال در روز هنگام و بر عکس آن در شب با باد کاتاباتیک (کوه به دشت) کوهستان است که اغلب بر این منطقه،  به‌ویژه در فصل سرد، حاکم است. عمق لایه مرزی (افزایشی به سوی جنوب) نیز روی  این توزیع ها موثر است. نزدیکی مناطق جنوبی به کویرهای خشک و فعالیت های صنعتی از نوع ساختمانی شرایط افزایشی ذرات معلق را فراهم می‌کند و سپس گردش‌های محلی توزیع آن‌ها را تعیین می‌کند.
نتیجه گیری: بررسی‌ها نشان می‌دهد که در دوره های حاد آلودگی هوا الگوهای توزیع آلودگی میانگین ماهانه دسامبر حفظ می‌شود. مقایسه آنومالی های دوره های حاد آلودگی نسبت به قبل از دوره نشان می‌دهد که در این روزها معمولا بیش‌ترین آنومالی‌ها در میان آلاینده های مختلف مربوط به ذرات معلق می‌باشد. در اکثر مناطق تهران از نظر آلاینده CO آلودگی شب بیش‌تر از روز است. بادهای محلی در جابجایی آلودگی هوا بسیا مؤثرند.  
 

کلیدواژه‌ها


 

 

 

 

 

 

علوم و تکنولوژی محیط زیست ، دوره شانزدهم، شماره ویژه 93

 

بررسی توزیعمکانی زمانی آلاینده های هوا در شهر تهران برای ماه های سرد سال های 2013-2011

 

زهرا شرعی پور[1] *

sharie@ut.ac.ir

عباسعلی علی اکبری بیدختی[2]

تاریخ دریافت:8/5/93

تاریخ پذیرش:5/11/93

 

چکیده

زمینه و هدف: امروزه آلودگی هوا یکی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی کلان‌شهرها محسوب می‌شود و در این میان،  آلودگی هوای تهران به یکی از معضلات جدی شهری تبدیل شده است. بنابراین چگونگی توزیع آلاینده ها و روند تغییرات زمانی مکانی آن‌ها حایز اهمیت است.  هدف از این تحقیق تعیین الگوی توزیع مکانی زمانی آلاینده های هوا در شهر تهران طی فصل سرد سال‌های 2013-2011  و دوره های حاد آلودگی هوا بوده و عوامل ایجاد کننده چنین الگوهایی مورد بحث قرار می‌گیرد.

روش بررسی: در این تحقیق از داده‌های آلودگی هوای 16 ایستگاه موجود در شهر تهران وابسته به شرکت کنترل کیفیت هوای شهرداری تهران طی سال های 2011 تا 2013  استفاده شده است.نقشه های توزیع آلاینده های هوا  به روش درون‌یابی کرجینگ در نرم افزار Surfer تهیه و تحلیل می‌شود.

نتایج: نتایج بررسی توزیع مکانی زمانی میانگین آلاینده ها طی ماه دسامبر(که اغلب دوره های حاد آلودگی هوا در تهران را در بر دارد)  2012  نشان می‌دهد کهغلظت آلاینده‌های گازی از جنوب به شمال و غلظت آلاینده های ذرات معلق از شمال به جنوب و از شرق به غرب افزایش می‌یابد. مقایسه نقشه‌های توزیع آلاینده CO به‌هنگام ظهر و شب نشان می‌دهد که  به‌هنگام ظهرگرادیان شدیدی (شمال جنوبی) بر هم مقدارهای آلاینده CO حاکم است و در شب این گرادیان کاهش یافته و توزیع یکنواخت‌تر می شود. این نشان از انتقال آلاینده های گازی توسط باد آناباتیک (دشت به کوه) به سوی شمال در روز هنگام و بر عکس آن در شب با باد کاتاباتیک (کوه به دشت) کوهستان است که اغلب بر این منطقه،  به‌ویژه در فصل سرد، حاکم است. عمق لایه مرزی (افزایشی به سوی جنوب) نیز روی  این توزیع ها موثر است. نزدیکی مناطق جنوبی به کویرهای خشک و فعالیت های صنعتی از نوع ساختمانی شرایط افزایشی ذرات معلق را فراهم می‌کند و سپس گردش‌های محلی توزیع آن‌ها را تعیین می‌کند.

نتیجه گیری: بررسی‌ها نشان می‌دهد که در دوره های حاد آلودگی هوا الگوهای توزیع آلودگی میانگین ماهانه دسامبر حفظ می‌شود. مقایسه آنومالی های دوره های حاد آلودگی نسبت به قبل از دوره نشان می‌دهد که در این روزها معمولا بیش‌ترین آنومالی‌ها در میان آلاینده های مختلف مربوط به ذرات معلق می‌باشد. در اکثر مناطق تهران از نظر آلاینده CO آلودگی شب بیش‌تر از روز است. بادهای محلی در جابجایی آلودگی هوا بسیا مؤثرند.  

 

واژه های کلیدی: آلودگی هوا، توزیع زمانی- مکانی، فصل سرد، تهران.

 

 

مقدمه

 

روند افزایش جمعیت و صنعتی شدن باعث افزایش آلودگی هوا در کلان‌شهرهای کشورهای در حال توسعه شده و امروزه آلودگی هوا یکی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی کلان‌شهرها محسوب می‌شود. در این میان، آلودگی هوای تهران به یکی از معضلات جدی شهری تبدیل شده و به‌ویژه در فصل سرد سال باعث بروز بیماری‌های مختلف قلبی و عروقی، تنفسی و آلرژی در شهروندان تهرانی می‌شود.

از نظر موقعیت جغرافیایی، شهر تهران در جنوب کوهستان البرز و در حاشیه شمالی کویر مرکزی ایران واقع شده است و از شمال به شمیران، از شرق به دماوند، از غرب به کرج و از جنوب به شهر ری محدود می‌شود. عوامل جغرافیایی و هواشناسی از جمله بادهای غالب و ارتفاعات اطراف شهر تهران در افزایش آلودگی هوای آن تأثیر به‌سزایی داشته و در طی فصل سرد سال، با افزایش پدیده وارونگی دمایی، غلظت آلاینده‌های هوا افزایش یافته و برخی اوقات شرایط خطرناک و بحرانی پدید می‌آید.

تا کنون تحقیقات متعددی در مورد آلودگی هوای کلان‌شهرها انجام یافته که در این‌جا به برخی از آن‌ها اشاره می‌شود. Muir و همکاران (2006) دوره های حاد آلودگی PM10را در انگلیس بررسی کرده و نشان داده‌اند که بررسی نسبت غلظت آلاینده PM10 به سایر آلاینده‌ها می‌تواند در تعیین سهم چشمه‌های آلودگی مفید باشد (1).

Vardou Lakis و Kassomenos (2008) تغییرات ذرات معلقPM10  در دو شهر آتن یونان و بیرمنگام انگلیس را در ارتباط با سایر آلاینده ها و عوامل هواشناسی در طول دوره 3 ساله (2003-2001) بررسی کرده‌اند. برطبق نتایج آن‌ها طی فصل سرد، همبستگی مثبتی بین آلاینده PM10 و آلاینده های CO و NOxو تابش خورشیدی و همبستگی منفی بین آلاینده PM10 و ازن و سرعت باد و بارش مشاهده شده و این همبستگی‌ها در طی فصل گرم ضعیف شده است. بررسی دوره‌های حاد آلودگی PM10 در آن دو شهر نشان داده که اکثر این دوره‌ها در بیرمنگام منشأ فرامحلی و در آتن منشأ محلی داشته است (2).   

پارک‌های شهری با درخت‌ها و انواع مختلف گیاهان نقش مهمی را در کاهش آلودگی هوا ایفا می‌کنند. Yin و همکاران (2011) تأثیر فضای سبز پارک‌ها بر کاهش غلظت آلاینده‌ها را در 6 پارک واقع در شانگهای چین بررسی کرده‌اند. طبق نتایج آن‌ها میزان کاهش در فصول مختلف سال به‌ترتیب برای آلاینده‌های ذرات معلق 35-2 % ، برای SO2، 27-2 % و برای NO2 21-1 % محاسبه شده است. بنابراین بیش‌ترین تأثیر کاهشی فضای سبز بر ذرات معلق بوده است (3).

بابازاده و محمدی (1389) تشکیل مه دود فتوشیمیایی در شهر تهران را از نظر عوامل هواشناسی جوی و آلودگی هوا بررسی کرده‌اند (4). محمدی و اعتماد (1390) نشان داده‌اند که میزان بالای گرد و غبار در هوای شهر تهران، عامل مؤثری بر ایجاد مرگ و میر ناشی از بیماری‌های ریوی می‌باشد (5). شمسی پور و همکاران (1391) الگوهای پراکنش آلودگی هوای شهر تهران را در شرایط وزش باد، شبیه سازی کردند. آن‌ها نشان داده‌اند که شرایط وزش باد، افزایش میزان انرژی جنبشی تلاطم ناشی از سرعت باد و شرایط ناپایداری جوی، با انتقال افقی آلاینده‌ها و ایجاد حرکات قائم فرازشی سبب تعدیل آلودگی هوا می‌شود (6). یزدی و ارحامی (1391) تحقیقی را در مورد میزان غلظت آلاینده‌ها در حوالی بزرگ‌راه های تهران انجام داده‌اند و نشان داده‌اند که در فاصله 50 تا 100 متری از حاشیه بزرگ‌راه‌ها، غلظت آلاینده‌های هوا به میزان 50% کاسته می‌شود (7). اشرفی و همکاران (1391) تأثیر شرایط هواشناختی بر غلظت آلاینده ذرات معلق ریز را در شهر تهران بررسی کرده‌اند. بر اساس نتایج آن‌ها غلظت آلاینده‌ها به دما، بارش، رطوبت نسبی و محل قرارگیری ایستگاه بستگی دارد (8). اربابی و همکاران (1391) وارونگی دمایی در تهران را از نظر الگوهای سینوپتیکی بررسی کرده و نشان داده‌اند که الگوی مربوط به پرفشار سیبری در ایجاد پایداری شدید مؤثر بوده است (9). هالک و کاوسی (1391) پروفیل ارتفاعی غلظت آلاینده ذرات معلق در محیط‌های بسته در شهر کرج را مورد بررسی قرار داده‌اند (10). مرادی و علمی زاده (1391) عوامل ایجاد کننده گرد و غبار و اثرات آن بر محیط زیست و اثرات این پدیده مضر بر سلامت را طی دوره 10 ساله در استان خوزستان بررسی کرده‌اند (11). شرعی پور و علی اکبری بیدختی (1392) تغییرات زمانی مکانی آلاینده اوزون سطح زمین و عوامل هواشناسی مؤثر بر آن را در شهر تهران طی دوره سال های 2008 تا 2011 بررسی کرده‌اند (12).

در مقاله حاضر، الگوی توزیع مکانی زمانی میانگین آلاینده‌ها در شهر تهران طی ماه دسامبر، باتوجه به اینکه یکی از آلوده‌ترین ماه سال است، بررسی می‌شود. سپس غلظت آلاینده‌های ایستگاه‌های مختلف مقایسه می‌شود و مناطق آلوده‌تر از نظر هر یک از آلاینده‌ها تعیین می‌شود. آلودگی شب و روز مقایسه شده و الگوهای توزیع آلودگی در دوره‌های حاد آلودگی بررسی می‌شود. طی دوره‌های حاد آلودگی هوا،  آهنگ افزایش آلاینده‌ها در مناطق مختلف بررسی شده و آنومالی‌های آلاینده‌ها نسبت به روزهای قبل و بعد از دوره آلودگی در ایستگاه‌های مختلف تهران مقایسه می‌شود.    

 

روش بررسی

در این تحقیق از داده‌های آلودگی هوای 16 ایستگاه موجود در شهر تهران وابسته به شرکت کنترل کیفیت هوای شهرداری تهران استفاده شده است. توزیع این ایستگاه‌ها در شکل 1  نشان داده شده است. ایستگاه‌هایی که از داده‌های آن‌ها استفاده شده عبارتند از اقدسیه، ژئوفیزیک، پونک، ستاد بحران، گلبرگ، مسعودیه، شادآباد، پارک رز، شریف، تهرانسر، پیروزی، فتح، منطقه 4 شهرداری، منطقه 10 شهرداری، منطقه 11 شهرداری و منطقه 16 شهرداری.

 بازه زمانی تحقیق مربوط به سال‌های 2011 تا 2013 است. ایستگاه های  آلودگی سنجی به تعداد مناسب در این دوره  وجود دارد که بتوان نقشه های هم مقدار غلظت آلاینده‌ها را تهیه کرد.  نقشه های هم مقدارهای آلودگی  به روش درون‌یابی کرجینگ در نرم افزار Surfer تهیه و تحلیل می‌شود. نوع آلاینده های هوای مورد مطالعه عبارتند از CO ، NOx ، PM2.5 ، PM10،  SO2 و O3.

در این تحقیق، برای دوره‌های حاد آلودگی هوا آنومالی هر یک از آلاینده‌ها نسبت به روزهای غیر آلوده قبل یا بعد از دوره محاسبه شده است. به‌طور نمونه برای دوره حاد آلودگی 5-1 دسامبر 2012 (15-11 آذر 1391 )، آنومالی روز بسیار آلوده 3 دسامبر (13 آذر 1391)  نسبت به یک روز غیر آلوده قبل از دوره مانند 27 نوامبر (7 آذر 1391) محاسبه می‌شود.

 

 

شکل 1- توزیع ایستگاههای سنجش آلودگی هوای شهر تهران.

 

 

تغییرات فصلی آلاینده‌ها در ایستگاه‌های مختلف تهران مورد بررسی قرار گرفت و نشان داد که بیشینه فصلی اکثر آلاینده‌ها در فصل سرد و به‌خصوص ماه‌های نوامبر، دسامبر و ژانویه رخ می‌دهد. بیشینه غلظت فصل سرد بر اثر عوامل مختلف از جمله افزایش پایداری جوی، وارونگی‌های دمایی، کاهش سرعت باد سطحی و استفاده بیش‌تر از منابع گرمایی ایجاد می‌شود. وسایل نقلیه نیز در شرایط سرد دارای احتراق ناقص تری است. به‌طور نمونه شکل2  تغییرات میانگین فصلی آلاینده NO2 را برای منطقه 16 تهران و طی سال‌های 2011 و 2012 نشان می‌دهد. بیشینه فصلی در این ایستگاه در سال‌های 2011 و  2012  به‌ترتیب مقادیر ppb   1/67 و 1/59 محاسبه شده است.

 

 

 


 

شکل 2-  تغییرات میانگین ماهانه آلاینده NO2 در ایستگاه منطقه 16 تهران طی سالهای 2011 ، 2012 و 2013.

 

 

از آن‌جا که بیشینه فصلی اکثر آلاینده ها به‌جز اوزون در فصل سرد رخ می دهد، بررسی توزیع آلاینده‌ها در ماه دسامبر انجام یافت. برای تعیین الگوهای توزیع آلاینده‌های شهر تهران، نقشه های هم مقدار آلاینده های CO ، NOx ، PM2.5 ، PM10،  SO2 برای میانگین ماهانه دسامبر و آلاینده اوزون برای میانگین ماه جولای ترسیم و بررسی شد.  شکل 3  این الگوها را طی ساعت 11:00 محلی نشان می‌دهد. نتایج بررسی این الگوها نشان می‌دهد که از نظر آلاینده CO ایستگاههایی که در مناطق شمال غرب و شرق و مرکز تهران قرار دارند ازجمله پونک، منطقه 4 ، ژئوفیزیک و منطقه 10 آلوده تر هستند و غلظت آلاینده CO از جنوب به شمال افزایش می‌یابد. از نظر آلاینده NOx ،ایستگاه منطقه 4 در شرق تهران و ایستگاه منطقه 10 در مرکز تهران آلوده ترین هستند.  اما از نظر آلاینده  NO2،  برای این دوره ایستگاه منطقه 4 آلوده ترین است. از نظر آلاینده SO2 ، ایستگاه منطقه 16 در جنوب تهران، تهرانسر در غرب و اقدسیه در شمال شرق تهران آلوده ترین هستند. از نظر آلاینده های ذرات معلق PM2.5 و PM10 ایستگاه‌های غرب و جنوب غرب به‌خصوص، ایستگاه شادآباد آلوده ترین هستند و غلظت آلاینده های ذرات معلق از شمال به جنوب و از شرق به غرب افزایش می‌یابد.  به عبارت دیگر، از نظر آلاینده‌های گازی مرکز، شرق، شمال و شمال غرب تهران و از نظر آلاینده‌های ذرات معلق، جنوب غرب و غرب تهران آلوده تر از سایر مناطق می‌باشند. به عبارت دیگر مناطقی که از نظر آلاینده ذرات معلق پاک تر هستند، از نظر آلاینده گازی آلوده‌تر بوده و مناطقی که از نظر آلاینده گازی پاک تر هستند، از نظر آلاینده ذرات معلق آلوده تر می‌باشند.

مقایسه نقشه های توزیع آلاینده CO به‌هنگام ظهر و شب نشان می دهد که  به‌هنگام ظهرگرادیان  شدیدی بر هم مقدارهای آلاینده CO حاکم است و در شب این گرادیان کاهش یافته و توزیع یکنواخت تر می‌شود. شکل 4 این مقایسه را برای ساعات 00:00 نیمه شب و 14:00 ظهر نشان می‌دهد. این نشان از انتقال الاینده‌های گازی توسط باد آناباتیک (دشت به کوه)  به سوی شمال در روز هنگام و بر عکس آن در شب با باد کاتاباتیک (کوه به دشت) کوهستان است که اغلب بر این منطقه،  به‌ویژه در فصل سرد، حاکم است شکل15). 

شرایط جغرافیایی و اقلیمی شهر تهران به گونه‌ای است که تهران از تمامی جهات به غیر از جنوب و چنوب شرق توسط کوه ها و تپه ها احاط شده و در مناطق جنوب و جنوب غرب نیز با مناطق بیابانی همجوار است. از آن‌جا که بادهای همدیدی در تهران بیش‌تر جنوب غربی و غربی می‌باشد، این جریان‌ها می‌تواند ذرات گرد و خاک بیابانی واقع در جنوب غرب را به داخل شهر وارد کند و در این انتقال، بخشی از این ذرات می‌تواند در مناطق ابتدایی ورود،  نشست یافته و باعث آلودگی بیش‌تر این مناطق نسبت به سایر مناطق شهر  شود. البته بادهای محلی که  عمدتا ناشی از توزیع کوه های اطراف تهران است جنوبی در روز و شمالی در شب است.  یکی از عوامل آلوده تر بودن مناطق مرکز تا شمال تهران از نظر آلاینده های گازی نسبت به سایر مناطق، وزش باد دشت به کوه طی روز از مناطق جنوب تهران است که باعث انتقال آلاینده ها از مناطق جنوب شهر به مناطق شمالی شهر می‌شود.

ازطرف دیگر، وجود زمین‌های کشاورزی در حومه جنوب شرقی تهران می‌تواند در کاهش آلودگی ذرات معلق این مناطق مؤثر باشد. بررسی نقشه توزیع ذرات معلق نشان می‌دهد که وجود فضاهای سبز و پارک‌هایی مانند پارک پردیسان و پارک لویزان در کاهش ذرات معلق محیط اطراف مؤثرند.  یکی از عوامل مؤثر در آلودگی بالای گازی مناطق مرکز تا شرق و شمال تهران را می‌توان به تردد وسایل نقلیه موتوری نسبت داد.

مقایسه آلودگی ایستگاه‌های شهر تهران از نظر آلاینده‌های مختلف برای میانگین ماهانه دسامبر 2012 انجام یافت. جدول1 این مقایسه را نشان می دهد. نتایج این مقایسه نشان داد که آلوده ترین ایستگاه‌ها از نظر آلاینده CO ، ایستگاه پونک با مقدار  ppm 9/3 ، از نظر آلاینده NOx ، ایستگاه منطقه 4 با مقدار ppb 3/329 ، از نظر آلاینده SO2 ، ایستگاه منطقه 16 با مقدار 7/40 ، از نظر آلاینده PM2.5 ، ایستگاه شادآباد با مقدار g/m3μ 8/67 و از نظر آلاینده PM10 ایستگاه شادآباد با مقدار g/m3μ 4/194 می‌باشد.  شکل 5 این مقایسه را برای آلاینده‌های CO و PM2.5 نشان می‌دهد. همان‌طور که مشاهده می‌شود، ایستگاه‌های شادآباد و پونک آلوده تر از سایر ایستگاه‌ها می‌باشند. از نظر اکثر آلاینده ها ایستگاه مسعودیه در جنوب شرق تهران پاک تر از سایر ایستگاه‌ها می‌باشد.

همان‌طور که انتظار می‌رود با توجه به پایداری بیش‌تر شبانه، مقایسه غلظتهای آلودگی شب و روز  میانگین ماهانه دسامبر آلاینده های CO و ذرات معلق نشان می‌دهد که رفتار آلاینده‌های گازی و ذرات معلق، متفاوت است به طوری‌که در اکثر ایستگاه‌ها از نظر آلاینده گازی CO آلودگی شب بیش‌تر از روز می‌باشد در حالی‌که از نظر آلاینده ذرات معلق PM10 و PM2.5 در برخی ایستگاه‌ها مانند اقدسیه، پونک، تهرانسر، ژئوفیزیک، پارک رز و گلبرگ آلودگی شب بیش‌تر از روز بوده و در سایر ایستگاه‌ها آلودگی شب برابر یا کم‌تر از روز می‌باشد (مطابق شکل 6).

دوره‌های حاد آلودگی در شهر تهران در دو بخش کل آلاینده‌ها و ذرات معلق بررسی شد. در برخی دوره‌های حاد آلودگی، همه آلاینده‌ها در طی چند روز افزایش می‌یابند و این افزایش تدریجی است.

 در برخی دیگر از دوره‌های حاد آلودگی شهر تهران، طی دوره یک یا دو روزه، افزایش شدید و ناگهانی ذرات معلق رخ می‌دهد و همه آلاینده‌ها چنین افزایش ناگهانی ندارند. دوره‌های حاد آلودگی بر اثر عوامل مختلف فرامحلی و محلی روی می‌دهد. عوامل هواشناسی همدیدی و محلی در ایجاد چنین دوره‌هایی تأثیر به‌سزایی دارند. شکل 7  به‌طور نمونه، به دوره حاد آلودگی 5-1 دسامبر 2012 (15-11 آذر 1391 ) که منجر به تعطیلی مدارس و ادارات در روزهای 14 و 15 آذر شد، اشاره دارد. در این دوره همه آلاینده‌های هوا افزایش تدریجی داشته‌اند و در ایستگاه منطقه 4، بیشینه غلظت ذرات معلق PM10 به حدود g/m3μ 160 یعنی حدود 2 برابر روزهای قبل رسیده است. در این شکل روی‌داد افزایش شدید ذرات معلق در روز 21 اکتبر 2011  نیز نشان داده شده است. همان‌طور که مشاهده می‌شود، در این روز بیشینه غلظت ذرات معلق PM10 در ایستگاه شادآباد به حدود g/m3μ 800 یعنی 4 برابر روزهای قبل از دوره رسیده است. در شکل 8 دو دوره حاد آلودگی یاد شده از نظر پیک ذرات معلق روزانه مقایسه شده است. همان‌طور که مشاهده می‌شود طی دوره های حاد آلودگی افزایش ناگهانی ذرات معلق، پیک روزانه ذرات معلق PM10 می‌تواند به چند برابر دوره‌های حاد آلودگی افزایش همه آلاینده ها برسد. یکی از روش‌های تعیین دوره‌های حاد آلودگی ذرات معلق، تعیین نسبت ساعتی آلاینده PM10 به آلاینده‌های NO2 می‌باشد. در این روش، در دوره‌های حاد ذرات معلق، چنانچه غلظت آلاینده NO2 افزایش نداشته باشد، این نسبت افزایش می‌یابد ولی در دوره‌های حاد آلودگی که اکثر آلاینده‌ها افزایش می‌یابند، این نسبت افزایش نیافته و بیشینه‌ای را نشان نمی‌دهد.  شکل 9  تغییرات نسبت غلظت ذرات معلق PM10 به آلاینده  NO2در دوره حاد 21 اکتبر 2011 (29 مهر 1390) در ایستگاه ژئوفیزیک را نشان می‌دهد. همان‌طور که مشاهده می‌شود، این نسبت در روز 21 اکتبر افزایش یافته است. به بیان دیگر آلاینده NO2 به اندازه PM10  افزایش نیافته و یا چشمه افزایشی آن‌ها مشترک نبوده است. 

طی روی‌داد افزایش شدید ذرات معلق در روز 21 اکتبر 2011 ، مقایسه غلظت میانگین روزانه ذرات معلق PM10 ایستگاه‌های مختلف (مطابق شکل 10) نشان می‌دهد که آلوده ترین ایستگاه، شاد آباد با مقدار g/m3μ  9/267 است. بررسی زمان آهنگ شدید افزایش غلظت ذرات معلق PM10 طی روی‌دادهای حاد آلودگی ذرات معلق نشان می دهد که معمولا ایستگاه‌های واقع در جنوب غرب و غرب تهران زودتر از سایر مناطق این افزایش شدید را تجربه می کنند. به‌طور نمونه، در رویداد 21 اکتبر 2011، آهنگ شدید افزایش در ایستگاه‌های مختلف تهران طی ساعات 9 صبح تا 16 بعد از ظهر مشاهده شده و از نظر تقدم زمانی  ابتدا از مناطق جنوب غرب آغاز شده سپس به مناطق جنوب، شرق، مرکز و شمال غرب تهران منتقل می‌شود.

برای رخ‌داد حاد آلودگی دوره روزهای 5-1 دسامبر  2012 (15-11 آذر 1391) ، آنومالی هر یک از آلاینده ها در روز 3 دسامبر (13 آذر 1391) نسبت به روزهای قبل یا بعد از دوره، محاسبه شد. این نتایج در جدول 2  آمده است. این نتایج نشان می‌دهد که بیش‌ترین آنومالی برای آلاینده CO مربوط به ایستگاه پونک با مقدار ppm 3/2 ، برای آلاینده NOx مربوط به ایستگاه منطقه 4 با مقدار ppb 8/302 ، برای آلاینده SO2 مربوط به ایستگاه تهرانسر با مقدار ppb 2/29 ، برای آلاینده PM10 مربوط به ایستگاه شادآباد با مقدار g/m3μ 3/189 ، برای آلاینده PM2.5 مربوط به ایستگاه ستاد بحران با مقدار g/m3μ 5/72 می‌باشد. مقایسه آنومالی و میانگین روزانه ایستگاه‌های مختلف تهران از نظر آلاینده PM2.5 در روز 3 دسامبر در نمودار شکل 11  نشان داده شده است. همان‌طور که مشاهده می‌شود در روز پیک آلودگی آلوده ترین ایستگاه‌ها از نظر آلاینده PM2.5 ، شادآباد و تهرانسر هستند.

مقایسه مقادیر میانگین و آنومالی (نسبت به روزهای با آلودگی کم‌تر محدوده قبل و بعد از دوره حاد آلودگی) ایستگاه‌های مختلف تهران از نظر  هر یک از آلاینده‌ها در روزهای پیک آلودگی نشان می‌دهد که در روزهای حاد آلودگی معمولا الگوهای توزیع آلاینده ها در شهر تهران از الگوهای میانگین ماهانه تبعیت می‌کند و به بیان دیگر اگر از نظر یک آلاینده خاص در الگوی میانگین ماهانه، برخی از ایستگاه‌ها آلوده تر از سایرین می‌باشند، در روزهای حاد آلودگی نیز همان‌ها آلوده تر از سایرین هستند. مقایسه آنومالی‌های ایستگاه‌ها نیز نشان می‌دهد که در روزهای حاد آلودگی در اکثر موارد، ایستگاه‌هایی که از نظر یک آلاینده آلوده تر هستند دارای آنومالی بیش‌تر آلودگی نسبت به روزهای قبل و بعد از دوره نیز می‌باشند. مقایسه آنومالی‌ها نشان می‌دهد که در روزهای حاد آلودگی معمولا بیش‌ترین آنومالی‌ها در میان آلاینده های مختلف مربوط به ذرات معلق می‌باشند. به‌طور کلی در دوره حاد آلودگی روزهای 1 تا 5 دسامبر 2012 (15-11 آذر 1391 )  آلوده ترین ایستگاه‌ها از نظر آلاینده‌های مختلف عبارتند از تهرانسر، شادآباد، منطقه 4، ستاد بحران، پونک، منطقه 10 و منطقه 16. 

بررسی آهنگ افزایش آلاینده ها در روزهای حاد آلودگی نشان می‌دهد که بالاترین آهنگ افزایش یا شدیدترین افزایش‌های ساعتی معمولا به‌هنگام پیک آلودگی و یا 1 تا 3 ساعت قبل از آن رخ می‌دهد. به‌طورنمونه برای آلاینده CO بالاترین آهنگ افزایش به‌هنگام 5 تا 8 صبح رخ می‌دهد.

 

 

الف

 

ب

 

ج

 

د

 

ه

 

و

 

ز

شکل 3- نقشه های الگوی توزیع آلاینده های الف) CO و ب) PM10، ج) PM2.5 ، د) SO2 ، ه) NOx  ، و) NO2  و ز) اوزون در شهر تهران. نقشه همه آلاینده ها بجز ازن طی ساعت 11 قبل از ظهر برای میانگین ماه دسامبر 2012 و نقشه اوزون طی ساعت 15 بعد از ظهربرای میانگین ماه جولای 2012 می‌باشد و بازه هم‌مقدارها برای آلاینده های  CO، ppm2/0 ، PM10 ، g/m3μ 5 ، PM2.5 ، g/m3μ  2 ، SO2 ، ppb 2 ، NOx  ، ppb 10 و اوزون ، ppb 5 می باشد. ایستگاههای سنجش با علامت + مشخص شده‌اند. کنتورهای توپوگرافی با خطوط شکسته نشان داده شده است.

 

 

 

 

 

 

 

الف

 

ب

شکل 4-  نقشه الگوی توزیع آلاینده CO در شهر تهران طی ساعات الف)00:00 نیمه شب و ب) 14:00 ظهر برای میانگین ماه دسامبر 2012. ایستگاه‌های سنجش با علامت + مشخص شده اند. کنتورهای توپوگرافی با خطوط شکسته نشان داده شده است.

 

جدول1- مقایسه غلظت آلاینده های ایستگاه‌های تهران برای میانگین ماهانه دسامبر 2012.

ایستگاه

CO

 (ppm)

NOx

 (ppb)

SO2

(ppb)

PM10

(μ g/m3)

PM2.5

μ) g/m3)

اقدسیه

1/3

1/117

9/38

6/100

53

منطقه 4

7/3

3/329

 

8/64

9/36

گلبرگ

5/2

5/68

9/17

9/80

40

پیروزی

 

 

1/16

5/109

48

محلاتی

 

 

 

2/119

 

مسعودیه

9/1

6/52

7/15

8/114

8/30

منطقه 16

3/2

8/156

7/40

3/65

2/39

شادآباد

6/1

1/50

 

4/194

8/67

شریف

 

 

 

9/100

 

فتح

3/2

 

 

8/98

 

تهرانسر

9/1

 

8/21

5/121

3/61

پارک رز

1/2

 

21

1/84

6/48

پونک

9/3

8/140

5/30

7/73

 

ژئوفیزیک

3/3

 

8/15

9/61

4/46

ستاد بحران

2/3

9/79

3/17

92

3/51

منطقه 10

3/3

4/307

5/24

8/63

5/31

منطقه 11

2/3

3/57

7/17

8/75

9/44

 

 

الف                             ب

شکل 5- مقایسه آلودگی ایستگاه‌های مختلف تهران برای میانگین ماهانه دسامبر 2012 از نظر آلاینده های

 الف) CO و ب) PM2.5.

 

 

الف                                  ب

شکل 6-  مقایسه آلودگی شب (ساعت 00:00) و روز (ساعت 11:00) ایستگاه‌های مختلف از نظر آلاینده های

 الف) CO و ب) PM10 برای میانگین ماه دسامبر 2012.

 

 

الف

 

ب

شکل 7-  تغییرات ساعتی غلظت ذرات معلق در دوره های حاد آلودگی برای الف) رخداد دوره 5-1 دسامبر 2012 (تعطیلی ادارات در 14 و 15 آذر 1391) در منطقه 4 و   ب) رخداد بیشینه ذرات معلق در 21 اکتبر 2011 در ایستگاه شادآباد.

 

شکل 8-  مقایسه غلظت پیک روزانه ذرات معلق PM10 دو رویداد 3 دسامبر 2012 (افزایش همه آلاینده ها) و 21 اکتبر 2011 (افزایش ناگهانی ذرات معلق) در ایستگاه‌های مختلف.

 

 

شکل 9-  تغییرات ساعتی نسبت آلاینده PM10 به NO2  از روز 17 تا 24 اکتبر 2011 در ایستگاه ژئوفیزیک. کمیت نسبت محور قائم، بدون بعد است.

 

 

شکل 10-  مقایسه ایستگاهی غلظت میانگین روزانه ذرات معلق PM10طی رویداد حاد آلودگی ذرات معلق 21 اکتبر 2011.

جدول 2-  مقادیر میانگین و آنومالی روزانه آلاینده های مختلف جوی در روز بیشینه آلودگی 3 دسامبر 2012 نسبت به روزهای غیر آلوده قبل و بعد از دوره حاد آلودگی روزهای 5-2 دسامبر 2012  برای ایستگاه‌های مختلف تهران.

ایستگاه

CO

 (ppm)

NOx

 (ppb)

SO2

 (ppb)

PM10

)  g/m3μ(

PM2.5

)  g/m3μ(

میانگین

آنومالی

میانگین

آنومالی

میانگین

آنومالی

میانگین

آنومالی

میانگین

آنومالی

اقدسیه

2/4

9/0

8/164

3/99

1/44

0/10

3/175

0/108

3/95

8/70

منطقه 4

9/4

9/0

5/491

9/302

 

 

8/106

5/54

3/57

3/40

گلبرگ

1/3

7/0

8/96

0/47

8/19

6/2

3/161

9/111

7/75

0/54

پیروزی

 

 

 

 

0/21

5/11

0/195

9/111

4/94

8/63

محلاتی

 

 

 

 

 

 

4/191

8/109

 

 

مسعودیه

7/1

5/0

7/56

6/13

9/14

3/2

9/182

5/110

6/47

7/21

منطقه 16

3/3

2/1

3/198

9/83

1/47

1/26

9/95

5/69

1/55

9/29

شادآباد

1/2

1/0

6/65

6/29

 

 

9/276

3/189

8/113

4/62

شریف

8/2

3/0

4/116

2/51

9/11

7/5

8/160

6/88

8/81

1/53

فتح

9/2

0/0

 

 

 

 

5/156

3/87

 

 

تهرانسر

5/2

0/0

 

 

4/42

2/29

1/187

3/110

0/102

5/47

پارک رز

0/2

3/0

3/43

8/12

0/24

6/9

4/127

4/69

7/79

2/50

پونک

3/5

3/2

5/179

1/81

9/38

0/13

9/109

0/67

 

 

ژئوفیزیک

4/4

2/1

 

 

9/18

0/6

8/92

6/47

 

 

ستاد بحران

8/4

6/1

0/119

9/68

2/29

5/11

 

 

5/98

5/72

منطقه 10

7/4

9/1

6/399

1/106

2/26

9/3

2/90

3/43

0/36

8/11

منطقه 11

3/3

0/0

9/68

9/23

1/17

6/3

5/62

4/49

7/35

9/6

میانگین تهران

5/3

 

7/166

 

3/27

 

3/148

 

8/74

 

 

شکل 11-  نمودار مقایسه ایستگاهی مقادیر میانگین و آنومالی روزانه آلاینده ذرات معلق ریز PM2.5 در روز پیک آلودگی 3 دسامبر 2012 .


نتایج بررسی داده های ساعتی آلاینده CO طی ماه دسامبر 2012 نشان می دهد که پیک صبگاهی  بر اثر پیک ترافیک وسایل نقلیه موتوری معمولا بین ساعات 7 تا 11 روی می دهد. به‌طور نمونه، تغییرات ساعتی آلاینده CO برای میانگین ماه دسامبر 2012 و ایستگاه منطقه 16 تهران در شکل 12  نشان داده شده است. همان‌طور که مشاهده می شود، پیک روزانه در ساعت 9 صبح با مقدار ppm 1/3 و کمینه روزانه در ساعت 13 ظهر و با مقدار ppm 5/1 رخ داده است. با گسترش روز و نزدیک شدن ظهر، در اثر رشد ارتفاع لایه آمیخته و اختلاط هوا در این لایه، غلظت آلاینده CO به مقدار کمینه می رسد.


 

 

شکل 12-  الگوی روزانه آلاینده CO در ایستگاه منطقه 16 تهران برای میانگین ماه دسامبر 2012.

 


شکل 13 نقشه توزیع آلاینده CO شهر تهران را طی ساعت 6 صبح برای میانگین ماه دسامبر 2012 نشان می دهد. همان‌طور که مشاهده می شود، منطقه ای با آلودگی بالای CO در مرکز شهر از غرب تا شرق گسترده شده است.

 پیک صبحگاهی CO در ایستگاه‌های غربی مانند فتح، شادآباد و شریف زودتر از سایر مناطق تهران روی می دهد. یکی از عوامل این رخداد را می توان به ورود صبحگاهی خودروها به شهر از سمت بزرگراه‌های غربی نسبت داد. شکل 14 مقایسه غلظت آلاینده CO پیک صبحگاهی ایستگاه‌های مختلف را برای میانگین ماه دسامبر 2012 نشان می دهد.  همان‌طور که مشاهده می شود، آلوده ترین ایستگاه‌ها از نظر پیک صبحگاهی آلاینده CO به‌ترتیب منطقه  10 (واقع در تقاطع یادگار امام و آزادی) ، ستاد بحران (واقع در منطقه 7) و پونک (واقع در شمال غرب) و پاک ترین ایستگاه‌ها به‌ترتیب مسعودیه (واقع در جنوب شرق) و شاد آباد (واقع در جنوب غرب) می باشند. محدوده تغییرات میانگین ماهانه پیک صبحگاهی آلاینده CO ایستگاه‌های مختلف بین ppm  8/5 و 9/2 می باشد. بالاترین فرکانس رخداد غلظت CO بالاتر از ppm 9 در پیک صبحگاهی طی ماه دسامبر 2012  مربوط به ایستگاه ستاد بحران است. 


 

 

شکل 13-  نقشه توزیع آلاینده CO شهر تهران طی ساعت  6 (پیک روزانه) صبح برای میانگین ماه دسامبر 2012. کنتورهای توپوگرافی با خطوط شکسته نشان داده شده است.

 

 

شکل 14-  مقایسه غلظت آلاینده CO پیک صبحگاهی ایستگاه‌های مختلف تهران برای میانگین ماه دسامبر 2012. بالاترین غلظت با رنگ قرمز مشخص شده است.


بحث و نتیجه گیری        

 

در این تحقیق توزیع آلودگی هوای شهر تهران طی سال‌های 2011 تا 2012 بررسی شده است. نتایج بررسی توزیع آلاینده ها طی میانگین ماه دسامبر 2012 نشان می دهد که از نظر آلاینده CO ایستگاه‌هایی که در مناطق شمال غرب و شرق و مرکز تهران قرار دارند ازجمله پونک و منطقه 4 آلوده تر هستند و غلظت آلاینده CO از جنوب به شمال افزایش می یابد. از نظر آلاینده NOx ،ایستگاه منطقه 4 در شرق تهران و ایستگاه منطقه 10 در مرکز تهران آلوده ترین هستند. از نظر آلاینده SO2 ، ایستگاه منطقه 16 در جنوب تهران، تهرانسر در غرب و اقدسیه در شمال شرق تهران آلوده ترین هستند. از نظر آلاینده های ذرات معلق PM2.5 و PM10 ایستگاه‌های غرب و جنوب غرب به‌خصوص، ایستگاه شادآباد آلوده ترین هستند و غلظت آلاینده های ذرات معق از شمال به جنوب و از شرق به غرب افزایش می یابد.  به عبارت دیگر، از نظر آلاینده های گازی مرکز، شرق، شمال و شمال غرب تهران و از نظر آلاینده های ذرات معلق، جنوب غرب و غرب تهران آلوده تر از سایر مناطق می باشند. به عبارت دیگر مناطقی که از نظر آلاینده ذرات معلق پاک تر هستند، از نظر آلاینده گازی آلوده ترند و مناطقی که از نظر آلاینده گازی پاک تر هستند، از نظر آلاینده ذرات معلق آلوده ترند.

مقایسه نقشه های توزیع آلاینده CO به‌هنگام ظهر و شب نشان می دهد که  به‌هنگام ظهرگرادیان شدیدی بر هم مقدارهای آلاینده CO حاکم است و در شب این گرادیان کاهش یافته و توزیع یکنواخت تر می شود. این نشان از انتقال آلاینده های گازی توسط گردش محلی مربوط کوهستان است.

یکی از عوامل مؤثر بر آلودگی بالای ذرات معلق در جنوب غرب و غرب تهران می تواند وزش بادهای غالب با جهت جنوب غربی از نواحی بیابانی اطراف تهران باشد. این جریان‌ها می توانند باعث ته نشست مقداری از ذرات گرد و خاک در این مناطق شوند. از طرف دیگر، وجود زمین‌های کشاورزی در حومه جنوب شرقی تهران و وجود فضاهای سبز و پارک‌هایی مانند پارک پردیسان و پارک لویزان در کاهش ذرات معلق نواحی اطراف این مناطق می توانند مؤثر باشند.

یکی از عوامل آلوده تر بودن مناطق مرکز تا شمال تهران از نظر آلاینده های گازی نسبت به سایر مناطق، انتقال آلاینده های گازی توسط باد آناباتیک (دشت به کوه) به سوی شمال در روز هنگام و بر عکس آن در شب با باد کاتاباتیک (کوه به دشت)  کوهستان است که اغلب بر این منطقه،  به‌ویژه در فصل سرد، حاکم است. تغییر عمق لایه مرزی جو روی این منطقه (افزایشی به سوی جنوب) ، با توجه به توپوگرافی نیز روی  این توزیع ها موثر است. شکل 15 نیز نتیجه یک همانند سازی از گردش‌های محلی منطقه تهران را، که عمدتا ناشی از کوهستان است، برای روز و شب نشان می‌دهد (سلطانزاده و همکاران، 1389). باد سطحی در روز با عمق  و سرعت بیش‌تری نسبت به باد شبانه،  به سوی شمال حرکت می‌کند، در حالی‌که باد شبانه محلی شمالی و کم عمق‌تر است. این بادها نقش موثری در انتقال و توزیع آلاینده‌ها، همان‌طور که ملاحظه می‌شود (شکل‌های 3 و 4)، در طول شبانه روز دارد. کنتورهای هم مقدار آلاینده‌ها با کنتورهای مربوط به توپوگرافی به نظر می‌رسد بی ارتباط نباشند (شکلهای 3 و 4) که می‌تواند در ارتباط با تغییرات عمق لایه مرزی این منطقه (افزایشی به سوی جنوب و مرکز شهر) با شد، همان‌طور که در شکل 5 نیز نشان داده شده است. 

مقایسه آلودگی ایستگاه‌های شهر تهران از نظر آلاینده های مختلف برای میانگین ماهانه دسامبر نشان می دهد که آلوده ترین ایستگاه‌ها از نظر آلاینده CO ، ایستگاه پونک با مقدار  ppm 9/3 ، از نظر آلاینده NOx ، ایستگاه منطقه 4 با مقدار ppb 3/329 ، از نظر آلاینده SO2 ، ایستگاه منطقه 16 با مقدار 7/40 ، از نظر آلاینده PM2.5 ، ایستگاه شادآباد با مقدار g/m3μ 8/67 و از نظر آلاینده PM10 ایستگاه شادآباد با مقدار g/m3μ 4/194 می باشد.  همچنین از نظر اکثر آلاینده ها ایستگاه مسعودیه در جنوب شرق تهران پاک تر از سایر ایستگاه‌ها است.

مقایسه غلظت‌های آلودگی شب و روز  میانگین ماهانه دسامبر آلاینده های CO و ذرات معلق نشان می دهد که با توجه به پایداری بیش‌تر شبانه،  رفتار آلاینده های گازی و ذرات معلق، متفاوت است به طوری‌که در اکثر ایستگاه‌ها از نظر آلاینده گازی CO آلودگی شب برابر و یا بیش‌تر از روز می باشد، در حالی‌که از نظر آلاینده ذرات معلق PM10 و PM2.5 در برخی ایستگاه‌ها مانند اقدسیه، پونک، تهرانسر، ژئوفیزیک، پارک رز و گلبرگ آلودگی شب بیش‌تر از روز بوده و در سایر ایستگاه‌ها آلودگی شب برابر یا کم‌تر از روز می باشد. همین‌طور گردش‌های محلی نیز نقش موثری در توزیع آلاینده ها به ویژه از نوع گازی دارد.

بررسی دوره های حاد آلودگی در شهر تهران نشان می دهد که در برخی دوره های حاد آلودگی، همه آلاینده ها در طی چند روز افزایش یافته و این افزایش تدریجی می باشد. در برخی دیگر از دوره های حاد آلودگی شهر تهران، طی دوره یک یا دو روزه، افزایش شدید و ناگهانی ذرات معلق رخ می دهد و همه آلاینده ها چنین افزایش ناگهانی ندارند. دوره های حاد آلودگی بر اثر عوامل مختلف فرامحلی و محلی روی می دهد. عوامل هواشناسی همدیدی و محلی در ایجاد چنین دوره هایی تأثیر به‌سزایی دارند. در این تحقیق به‌طور نمونه دوره حاد آلودگی 5-1 دسامبر 2012 (15-11 آذر 1391 ) (افزایش کل آلاینده ها) و روز 21 اکتبر 2011  (29 مهر 1390) (افزایش ذرات معلق) به تفصیل بررسی شده است.

بررسی توزیع آلاینده ها در دوره های حاد آلودگی هوا نشان می دهد که در این دوره ها الگوهای توزیع آلودگی میانگین ماهانه دسامبر حفظ می شود. به بیان دیگر مناطقی که از نظر یک آلاینده به‌خصوص، در الگوی میانگین ماهانه آلوده تر هستند، در دوره های حاد آلودگی نیز به‌همان نحو آلوده تر از سایر مناطق می باشند و توزیع مکانی آلاینده‌های هوا در در دوره های حاد آلودگی هوا و میانگین ماهانه فصل سرد تقریبا مشابه است. در دوره های حاد آلودگی هوا، آهنگ افزایش شدید ذرات معلق از نظر زمانی معمولا ابتدا در مناطق جنوب غرب و غرب و سپس در مناطق دیگر تهران رخ می دهد. برای روی‌داد 21 اکتبر 2011 (29 مهر 1390) این آهنگ افزایش شدید از ساعت 9 صبح در ایستگاه‌های غرب و جنوب غرب آغاز شده و سپس در طی چند ساعت تا ساعت 16 بعد از ظهر به‌ترتیب به مناطق جنوب، شرق، مرکز و شمال غرب منتقل می شود.

برای رخ‌داد حاد آلودگی دوره روزهای 5-1 دسامبر 2012 (15-11 آذر 1391)، آنومالی هر یک از آلاینده ها در روز 3 دسامبر (13 آذر 1391) نسبت به روزهای قبل یا بعد از دوره، نشان می دهد که بیش‌ترین آنومالی برای آلاینده CO مربوط به ایستگاه پونک با مقدار ppm 3/2 ، برای آلاینده NOx مربوط به ایستگاه منطقه 4 با مقدار ppb 8/302 ، برای آلاینده SO2 مربوط به ایستگاه تهرانسر با مقدار ppb 2/29 ، برای آلاینده PM10 مربوط به ایستگاه شادآباد با مقدار g/m3μ 3/189، برای آلاینده PM2.5 مربوط به ایستگاه ستاد بحران با مقدار g/m3μ 5/72 می باشد. مقایسه آنومالی ها نشان می دهد که در روزهای حاد آلودگی معمولا بیش‌ترین آنومالی ها در میان آلاینده های مختلف مربوط به ذرات معلق می باشد. بررسی آهنگ افزایش آلاینده ها در روزهای حاد آلودگی نشان می دهد که بالاترین آهنگ افزایش یا شدیدترین افزایش های ساعتی معمولا به‌هنگام پیک آلودگی و یا 1 تا 3 ساعت قبل از آن رخ می دهد.

طی ماه دسامبر 2012 پیک صبگاهی آلاینده CO  بر اثر پیک ترافیک وسایل نقلیه موتوری  معمولا بین ساعات 7 تا 11 روی می دهد و با گسترش روز و نزدیک شدن ظهر، در اثر رشد ارتفاع لایه آمیخته و اختلاط هوا در این لایه، غلظت آلاینده CO به مقدار کمینه می رسد. در این ماه، آلوده ترین ایستگاه‌ها از نظر پیک صبحگاهی آلاینده CO به‌ترتیب منطقه  10، ستاد بحران  و پونک و پاک ترین ایستگاه‌ها به‌ترتیب مسعودیه و شاد آباد می باشد. نقشه توزیع آلاینده CO شهر تهران در ساعات مختلف طی ماه دسامبر 2012 نشان می دهد که آلودگی بالا در ساعات اولیه صبح، در مرکز شهر از غرب تا شرق مشاهده می شود سپس به‌تدریج تا مناطق شمالی شهر گسترده می شود.

نتایج مطالعه حاضر می تواند در زمینه  نحوه طراحی شهری به ویژه  جانمایی تاسیسات حساس به آلودگی مورد استفاده قرار گیرد. 

 

 

 


 

الف

 

 

ب

 شکل 15- برشهایقائممؤلفه w (مؤلفهقائمباد) که به طور رنگی است (قرمز معرف سرعت بالارو و آبی پایین رو است، درصورت رنگی نبودن تصویر، جهت بردارهای سرعت، سرعت های بالارو و پایین رو را مشخص می کنند)برای: الف)ساعت 4:30 محلیوب) برای ساعت 16:30 محلی. بردارهای باد نیز نشان داده شده است.برشازایستگاهمهرآباد  برشدرطولجغرافیایی320/51. محورقائموافقی   بهترتیبنمایشگرارتفاعفشاریو فاصله،بردارهایگردشهوا نیز نشان داده شده است (13).

 


قدردانی

 

از شرکت کنترل آلودگی هوا برای در اختیار دادن داده های آلودگی هوا قدردانی می شود.

منابع

  1. Muir, D., Longhurst, J.W.S. and Tubb, A., (2006), Characterization and quantification of the sources of PM10 during air pollution episodes in the UK, Science of the Total Environment, 358, pp. 188– 205.
  2. Vardoulakis, S. and Kassomenos, P., (2008), Sources and factors affecting PM10 levels in two European cities: Implications for local air quality management, Atmospheric Environment, 42, pp. 3949–3963.
  3. Yin, S., Shen, Z., Zhou, P., Zou, X., Che, S., Wang, W., (2011), Quantifying air pollution attenuation within urban parks: An experimental approach in Shanghai, China, Environmental Pollution, 159, pp. 2155-2163.
  4. بابازاده، م. و محمدی، ح.، (1389) ، بررسی روند آلایندهها و جو در شکل‌گیری مه دود فتوشیمیایی در شهر تهران، نشریه جغرافیا و برنامه ریزی (دانشگاه تبریز) ، 31، 109-129.
  5. محمدی، ح. و اعتماد، ا. ا.، (1390) ، تأثیر عناصر جوی و آلاینده های هوای شهر تهران بر بیماری سرطان ریه، فصلنامه سپهر، 78، 79-88.
  6. شمسی پور، ع. ا.، نجیب زاده، ف. و حسین پور، ز.، (1391) ، شبیه سازی الگوی پراکنش آلودگی هوای کلان شهر تهران در شرایط وزش باد، مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی، 19-36.
  7. یزدی، م. ن. و ارحامی، م.، (1391) ، بررسی سطح آلاینده های هوا در حوالی بزرگ‌راه ها و عوامل مؤثر بر آن در تهران، همایش ملی جریان و آلودگی هوا، 24-25 آبان 1391.
  8. اشرفی، خ.، معجری، م.، انواری، ا. و فیض، س. م. ع.، (1391) تأثیر شرایط هواشناختی بر غلظت آلاینده ذرات معلق کمتر از 5/2 میکرون در سطح شهر تهران، همایش مدیریت آلودگی هوا و صدا، 14-15 آذر ماه 1391.
  9. اربابی، ا.، محققی، پ. و صابری دوست، م.،  (1391) ، بررسی الگوهای سینوپتیکی اینورژن در تهران با استفاده از تحلیل عاملی، همایش ملی جریان و آلودگی هوا، 24-25 آبان 1391.
  10. هالک، ف. س. و کاوسی رحیم، ع. (1391) ، پروفیل عمودی آلاینده ذرات معلق در محیط شهری کرج در استان البرز، همایش مدیریت آلودگی هوا و صدا، 14-15 آذر ماه 1391.
  11. مرادی، پ. و علمی زاده، ه.، (1391) ، بررسی اثرات پدیده گرد و غبار بر سلامت و محیط زیست با تأکید بر استان خوزستان، همایش ملی جریان و آلودگی هوا، 24-25 آبان 1391. 
  12. شرعی پور، ز. و علی اکبری بیدختی، ع. ع.، (1392)، بررسی آلاینده ازن سطحی در شهر تهران طی دوره سال های (2008-2011) ، مجله فیزیک زمین و فضا، دوره 39، شماره 3، 191-206. 
  13. سلطانزاده، ا.، علی اکبری بیدختی، ع. ع. و زوار رضا، پ. (1391)، بررسی جریان های محلی روی تهران با استفاده از یک مدل شهری تک لایه ای جفت شده با مدل میان مقیاس WRF در حضور شرایط جوی ایده آل، مجله فیزیک زمین و فضا، دوره 38، شماره 4، 207-221.

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



[1]- کارشناس ارشد هواشناسی، گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، ایران* (مسوول مکاتبات).

[2]- استاد، گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، ایران

 

  1. Muir, D., Longhurst, J.W.S. and Tubb, A., (2006), Characterization and quantification of the sources of PM10 during air pollution episodes in the UK, Science of the Total Environment, 358, pp. 188– 205.
  2. Vardoulakis, S. and Kassomenos, P., (2008), Sources and factors affecting PM10 levels in two European cities: Implications for local air quality management, Atmospheric Environment, 42, pp. 3949–3963.
  3. Yin, S., Shen, Z., Zhou, P., Zou, X., Che, S., Wang, W., (2011), Quantifying air pollution attenuation within urban parks: An experimental approach in Shanghai, China, Environmental Pollution, 159, pp. 2155-2163.
  4. بابازاده، م. و محمدی، ح.، (1389) ، بررسی روند آلایندهها و جو در شکل‌گیری مه دود فتوشیمیایی در شهر تهران، نشریه جغرافیا و برنامه ریزی (دانشگاه تبریز) ، 31، 109-129.
  5. محمدی، ح. و اعتماد، ا. ا.، (1390) ، تأثیر عناصر جوی و آلاینده های هوای شهر تهران بر بیماری سرطان ریه، فصلنامه سپهر، 78، 79-88.
  6. شمسی پور، ع. ا.، نجیب زاده، ف. و حسین پور، ز.، (1391) ، شبیه سازی الگوی پراکنش آلودگی هوای کلان شهر تهران در شرایط وزش باد، مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی، 19-36.
  7. یزدی، م. ن. و ارحامی، م.، (1391) ، بررسی سطح آلاینده های هوا در حوالی بزرگ‌راه ها و عوامل مؤثر بر آن در تهران، همایش ملی جریان و آلودگی هوا، 24-25 آبان 1391.
  8. اشرفی، خ.، معجری، م.، انواری، ا. و فیض، س. م. ع.، (1391) تأثیر شرایط هواشناختی بر غلظت آلاینده ذرات معلق کمتر از 5/2 میکرون در سطح شهر تهران، همایش مدیریت آلودگی هوا و صدا، 14-15 آذر ماه 1391.
  9. اربابی، ا.، محققی، پ. و صابری دوست، م.،  (1391) ، بررسی الگوهای سینوپتیکی اینورژن در تهران با استفاده از تحلیل عاملی، همایش ملی جریان و آلودگی هوا، 24-25 آبان 1391.
  10. هالک، ف. س. و کاوسی رحیم، ع. (1391) ، پروفیل عمودی آلاینده ذرات معلق در محیط شهری کرج در استان البرز، همایش مدیریت آلودگی هوا و صدا، 14-15 آذر ماه 1391.
  11. مرادی، پ. و علمی زاده، ه.، (1391) ، بررسی اثرات پدیده گرد و غبار بر سلامت و محیط زیست با تأکید بر استان خوزستان، همایش ملی جریان و آلودگی هوا، 24-25 آبان 1391. 
  12. شرعی پور، ز. و علی اکبری بیدختی، ع. ع.، (1392)، بررسی آلاینده ازن سطحی در شهر تهران طی دوره سال های (2008-2011) ، مجله فیزیک زمین و فضا، دوره 39، شماره 3، 191-206. 
  13. سلطانزاده، ا.، علی اکبری بیدختی، ع. ع. و زوار رضا، پ. (1391)، بررسی جریان های محلی روی تهران با استفاده از یک مدل شهری تک لایه ای جفت شده با مدل میان مقیاس WRF در حضور شرایط جوی ایده آل، مجله فیزیک زمین و فضا، دوره 38، شماره 4، 207-221.