شناسایی و پهنه‌بندی نقاط داغ آلاینده دی اکسید نیتروژن هوای مشهد

نوع مقاله : پژوهشی-مطالعه موردی

نویسندگان

• رضا اسماعیلی ¹
• محمد پذیرا ²

¹ دکتری آب و هواشناسی، معاونت محیط‌زیست و خدمات شهری شهرداری مشهد، ایران

² کارشناس ارشد بهداشت محیط، معاونت محیط‌زیست و خدمات شهری شهرداری مشهد، ایران

https://doi.org/10.22067/jgrd.2022.71862.1059

چکیده

دی اکسید نیتروژن (NO₂) یکی از آلاینده­های معیارهوا محسوب می­شود که علاوه‌بر اثرات سوء بهداشتی، پیش‌نیاز تشکیل تر­کیبات خطرناک جوی نیز است. در پژوهش حاضر براساس 84 نقشه ماهانه که از حداکثر تعداد ایستگاه­های کیفیت هوا با طولانی‌ترین دوره آماری ممکن ترسیم شده است، چهار نقشه فصلی پراکنش این آلاینده برای مشهد تهیه شد. سپس با استفاده از شاخص آماری گتیس-ارد-جی (Getis –Ord-Gi) نقاط داغ روی نقشه­های فصلی شناسایی شد. در ادامه با استفاده از تحلیل خوشه­ای سلسله‌مراتبی، پهنه‌بندی نواحی همگن NO₂ شهر مشهد به دست آورده شد. طبق نتایج به‌دست‌آمده، الگوی مکانی تشکیل هسته نقاط داغ در تمامی فصول مشابه با هم است و اکثر مناطق شرق و شمال شرق مشهد کانون غلظت­های زیاد این آلاینده است. از لحاظ غلظت NO₂ سطح شهر مشهد را می‌توان به سه پهنه یا منطقه همگن تفکیک کرد. منطقه 1 با غلظت متوسط، 24 درصد از مساحت شهر را در نواحی جنوب و جنوب غربی مشهد در برگرفته است. منطقه 2 دارای کمترین غلظت­ بوده و نیمی از مساحت شهر (50 درصد) که عمدتاً منطبق بر نیمه غربی است، در این پهنه قرار دارد و پهنه 3 یا منطقه دارای غلظت زیاد، مناطقی از شرق و شمال شرق مشهد را در بر می‌گیرد. در واکاوی دلایل غلظت زیاد در پهنه 3، می­توان به مواردی همچون تراکم بیشتر جمعیت نسبت به مناطق دیگر، ضعف زیرساخت‌های شبکه حمل و نقل شهری، بافت فرسوده شهری، وسایل نقلیه موتوری غالباً مستهلک و دودزا، مجاورت با واحدهای تولیدی و صنعتی حاشیه شهر اشاره کرد.
 

کلیدواژه‌ها

• دی اکسید نیتروژن
• مشهد
• نقاط داغ
• پهنه‌بندی
• شاخص گتیس-ارد-جی

20.1001.1.20081391.1400.19.2.12.1

موضوعات

• جغرافیای طبیعی و بر نامه ریزی محیطی

مراجع

1. اسماعیلی، ر. (1397). نواحی همگن آلودگی هوای شهر مشهد. مجله مخاطرات محیط طبیعی، 7(16)، 240-227.
2. اسماعیلی، ­­­­ر.، و امینی، ف. (1399). شناسایی نقاط داغ غلظت ذرات معلق (5) هوای شهر مشهد. نشریه پژوهش‌های اقلیم‌شناسی، 11(44)، 78-63.
3. بهاری،­ ر.، عباسپور، ر.، و پهلوانی، پ. (1394). پهنه‌بندی آلودگی ذرات معلق با استفاده از مدل‌های آماری محلی در GIS (مطالعه موردی، شهر تهران). نشریه علوم و فنون نقشه‌برداری، (3)، 173-165.
4. تقوی، ه. (1391). توزیع زمانی و­ مکانی آلاینده­های شاخص آلودگی هوای شهر مشهد و عوامل موثر بر آن (پایان‌نامه منتشرنشده کارشناسی‌ارشد)، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران.
5. جولایی، ف.، پیروی، ر.، اسماعیلی، ح.، کتابی، د.، و متعلمی، آ. ( 1396). بررسی تغییرات غلظت مونوکسید کربن و PM₅ در شهر مشهد در سال 1395. نشریه تحقیقات سلامت در جامعه، 3(3)، 45-34.
6. خرسندی، ح.، امینی تپوک، ف.، کارگر، ح.، و موسوی مغانجوقی، س. (1391). بررسی کیفیت بهداشتی هوای شهر ارومیه براساس شاخص AQI. مجله پزشکی ارومیه، 23(7)، 775-767.
7. خسروی، ی.، و بحری، ع. (1397). استفاده از تکنیک‌های آمار فضایی جهت بررسی تغییرات زمانی-مکانی غلظت کلروفیل a در خلیج فارس. مجله علمی- پژوهشی زیست دریا، 10(37)، 46-33.
8. علیجانی، ب. (1394). تحلیل فضایی. نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 2(3)، 14-1.
9. مرکز آمار ایران. (1397). سالنامه آماری کشور 1395. دفتر ریاست روابط عمومی و همکاریهای بین الملل مرکز آمار، تهران.
10. مرکز پایش آلاینده­های زیست‌محیطی شهر مشهد. گزارش‌های سالانه 1396، 1397 و 1398. بازیابی از https://epmc.mashhad.ir
11. نادیان، م.، میرزایی، ر.، و سلطانی محمدی، س. (1397). کاربرد شاخص خودهمبستگی فضایی موران در تحلیل فضایی-زمانی آلاینده PM₅ (مطالعه موردی: شهر تهران). مجله مهندسی بهداشت محیط، 5(3)، 213-197.

 

12. AEA Technology Environment. (2005). Damages per tone emission of PM2.5, NH3, SO2, NOx and VOCs from each EU25 member State (excluding Cyprus) and surrounding seas. In Service contract for carrying out cost-benefit analysis of air quality related issues, in particular in the clean air for Europe (CAFE) programme (pp. 4-20). Oxon, UK: AEA Technology Environment.
13. Chu, H. J., Huang, B., & Lin, CY. (2015). Modeling the spatio-temporal heterogeneity in the PM10-PM2.5 relationships. Atmospheric Environment, (102), 176-182.
14. Clean Air Alliance of China (CAAC). (2013). State council air pollution prevention and control action plan, issue II (English translation). Retrieved October 8, 2015, from http://en.cleanairchina.org/product/6346.html
15. Kim, KH, Kabir, E, & Kabir, S. (2015). A review on the human health impact of airborne particulate matter. Environ International, (74), 136-43.
16. Ku, C. (2020). Exploring the spatial and temporal relationship between air quality and urban land-use patterns based on an integrated method. Sustainability, 12(2964), 1-16.
17. Li, Ch., Dai, Zh., Yang, L., & Ma, Zh. (2019). Spatiotemporal characteristics of air quality across Weifang from 2014–2018. International Journal of Environment Research Public Health, 16(3122), 2-15.
18. Nanda, Ch., Kant, Y., Gupta, A. & Mitra, D. (2018). Spatio-temporal distribution of pollutant trace gases during Diwali over India. Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, (5), 339-350.
19. Nunez-Alonso, D., Vicente, L., Manzoor, S. & Caceres, J. (2019). Statistical tools for air pollution assessment: multivariate and spatial analysis studies in the Madrid region. Journal of Analytical in Chemistry, 2019, 1-9.
20. Pu, H., Luo, K., Wang, P., Wang, S., & Kang, S. (2017). Spatial variation of air quality index and urban driving factors Linkage: Evidence from Chinese cities. Environmental Science Pollution Research, (24), 4457-4468.
21. Ryu, , Park, C., & Jeon, S. W. (2019). Mapping and statistical analysis of NO2 concentration for local government air quality regulation. Sustainability, (11), 1-18.
22. US EPA. (2014). national­­­ ambient­ air quality standards (NAAQS). Retrieved from http://epa.gov/air/criteria.html.
23. Varshney, C. K., & Singh, A.P. (2003). Passive samplers for NOx monitoring: A critical review. Environmentalist, (23), 127–136.
24. Wang , Wang J., Tan X., & Fang, C. (2020). Analysis of NOx pollution characteristics in the atmospheric environment in Changchun City. Atmosphere, (11), 30. 1-12.
25. Wang, Z., & Fang, C. (2016). Spatial-temporal characteristics and determinants of PM2.5 in the Bohai Rim Urban Agglomeration. Chemosphere, (148), 148-162.
26. Zhang, Q., Geng, G. N., & Wang, S. W. (2012). Satellite remote sensing of changes in NOx emissions over China during 1996–2010. China Science Bulletin, (57), 2857–2864.
27. Zhang, Q., Streets, D. G., & He, K. (2007). Nox emission trends for China, 1995–2004: The view from the ground and the view from space. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 112(18), 1-18.