مدل‌سازی پراکنش ذرات معلق هوای شهر اصفهان با بهره‌گیری از روش‌های idw و cokriging

زمینه و هدف: شهر اصفهان به دلیل شرایط جغرافیایی خاص‌، توپوگرافی و ازدیاد مواد آلاینده از آلوده‌ترین شهرهای ایران محسوب می‌شود. صنایع، ترافیک، آلاینده‌های خانگی و تجاری از منابع عمده‌ی آلاینده‌ی هوای شهر اصفهان به شمار می‌رود. از روش‌های رایج برای پیش‌بینی و برآورد آلودگی هوا روش‌های درون‌یابی است. هدف از انجام این مطالعه، بررسی الگوهای پراکنش و مدل‌سازی ذرات‌معلق pm2.5 و  pm10 هوای شهر اصفهان با استفاده از روش‌های درون یابی idw و cokriging است.روش بررسی: در راستای این پژوهش، غلظت آلاینده‌های pm2.5   و pm10 در فصول‌ زمستان و تابستان سال های 1396و1397 در 137 نقطه از محدوده‌ی شهری به صورت مسیری خطی و به‌وسیله‌ی دستگاه پرتابل اندازه‌گیری ذرات معلق آلودگی هوا (مدل  cem) اندازه‌گیری شد. نقشه‌های پهنه‌بندی برای هر آلاینده در دو فصل سرد و گرم در محیط ‌arc gis 10.6 تهیه شد. به‌منظور فرآیند صحت‌سنجی 30% از داده‌ها به صورت تصادفی کنار گذاشته شد. هم‌چنین  مقادیر rmse در هر دو روش‌ درون‌یابی مذکور موردمقایسه قرار گرفت.یافته‌ها: نتایج به‌دست‌آمده در مورد توزیع آلاینده‌ها با منابع انتشار مهم ازجمله مناطق با ترافیک بالا و بعضی از مناطق نزدیک به مسیر رودخانه‌ی زاینده رود  مطابقت داشت. روش cokriging از نظر مقادیر rmse کم‌تر از روش idw عملکرد بهتری داشت اگرچه در فرآیند صحت‌سنجی، بین برازش روش های idw و cokriging اختلاف چندانی مشاهده نشد.بحث و نتیجه‌گیری: در نقشه‌های پهنه بندی، نقاط داغ آلودگی (حداکثرغلظت) در مناطق مرکزی محدوده مطالعاتی مشاهده شد که سهم عمده ای از آن به تردد بسیار وسایل نقلیه در سطح شهر اختصاص دارد.

Modeling of air particulate matter in the city of Isfahan with the use of IDW and Cokriging methods

Background and Objective: Isfahan is one of the most contaminated cities in Iran due to its special geographical conditions, topography and proliferation of pollutants. Industries, traffic, domestic and commercial pollutants are considered the main sources of air pollutants in Isfahan. The methods used to predict and estimate air pollution are methods interpolation. The aim of this study is to investigate the scattering patterns and modeling of particular matter PM2.5 and PM10 in the city of Isfahan using interpolation IDW and Cokriging methods.Material and Methodology: in this study, the concentration of PM2.5 and PM10 pollutants in winter and summer of 2018 were measured at 137 points of urban area and in linear path by portable device measurement of air pollution (CEM model). Zoning maps for each pollutant in the cold and hot season were in Arc GIS 10.6 environment. In order to verify the accuracy of 30% of the data, the RMSE in both methods was compared.Findings: the result of pollutants distribution with important emission sources, such as high traffic areas and close areas were consistent with the zayanderood river route. Cokriging method has better performance than IDW method in values of RMSE, although in the validation process, there was little difference between fitting the IDW and Cokriging methods.Discussion and Conclusion: in the zoning maps, hot spots of pollution (maximum concentration) were observed in central regions of the study area, which is a major contribution to most of the vehicles around the city.