تجزیه و تحلیل روند و عوامل موثر بر کیفیت هوای مناطق شهری: مطالعه موردی کلان شهر اصفهان

سابقه و هدف: گسترش سریع و بدون کنترل سطح شهرها، افزایش ترافیک، بنگاه‌های صنعتی و سوخت‌های کم کیفیت و همچنین پارامترهای مورفولوژی شهری و شرایط اقلیمی از جمله عامل های موثر بر آلودگی هوا در منطقه های شهری محسوب می‌شوند. در ایران، کلان شهر اصفهان که سومین منطقه بزرگ شهری در سطح کشور است، با توسعه گسترده بنگاه های صنعتی، افزایش جمعیت و رشد سطح شهرها، آلودگی هوا افزایش یافته است. بنابراین به منظور یافتن عامل های تاثیرگذار بر روند تغییرات کیفیت هوا، تحلیل روند و ارزیابی رابطه بین پارامترهای کاربری زمین ها، توسعه صنعتی و وضعیت ترافیک با سنجه‌های آلودگی هوا مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روش‌ها: به منظور ارزیابی روند با استفاده از داده‌های اندازه‌گیری شده دوره‌ای و روش‌های همبستگی و رگرسیون ساده غلظت هفت آلاینده هوا شامل pm2.5 ، pm10 ، co ، so2، no ، no2 وnox  به عنوان متغیرهای وابسته و پارامترهای هواشناسی، نوع کاربری زمین ها، توسعه صنایع و وسایل نقلیه به عنوان متغیرهای مستقل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. همچنین در روش محاسباتی از نرم‌افزار spss برای آزمایش توزیع نرمال مجموعه داده‌ها شامل غلظت آلاینده‌های هوا و هواشناسی از سال 1387 تا 1394، در 10 ایستگاه سنجش آلودگی هوا و 3 ایستگاه هواشناسی در کلان شهر اصفهان استفاده شد.نتایج و بحث: نتایج مطالعه نشان می‌دهد که میانگین سالانه غلظتpm (pm10 / pm2.5) ،no  و co کاهش و میانگین سالانه غلظت so2،no2  و nox افزایش می‌یابد. افزون بر این، میانگین سالانه بارش، دما و سرعت باد افزایش یافته در حالی که روند رطوبت نسبی در منطقه مورد مطالعه به طور قابل توجهی تغییر نمی‌کند. همچنین مشخص شد که روند وسعت مرکزهای اقامتی، آموزشی، تجاری، خدمات عمومی، کاربری حمل و نقلی و تعداد واحدهای صنعتی و وسایل نقلیه به طور قابل توجهی افزایش یافته است. اما میزان زمین های کشاورزی، فضای سبز و منطقه های صنعتی به طور قابل توجهی در منطقه مورد مطالعه کاهش یافته است. نتایج تحلیل رگرسیون گام به گام نشان می دهد که تغییر کاربری زمین های کشاورزی به منطقه های مسکونی و افزایش سرعت باد می‌تواند به عنوان دلایل روند کاهشیno ، co و ذرات معلق در منطقه مورد مطالعه باشد. افزون بر این، روند افزایش میزان حمل‌و‌‌نقل، می‌تواند مهمترین دلیل افزایش غلظت no2 باشد. از طرف دیگر، با توجه به روند افزایشی انتشار گازهای nox و همبستگی منفی معنی‌دار با وسعت فضای سبز و همبستگی مثبت با وسعت حمل و نقل و مناطق صنعتی و نتیجه مدل رگرسیون گام به گام می‌توان به این نتیجه رسید که کاهش سطح فضای سبز و افزایش وسعت 99.5 درصدی مناطق با کاربری حمل و نقل سبب افزایش غلظت nox در منطقه مورد مطالعه می‌شود. افزون بر این، وسعت مرکزهای خدمات شهری موجب افزایش غلظت so2 می‌شود و بین غلظت pm2.5 و so2 نیز رابطه منفی وجود دارد (با افزایش غلظت so2، غلظت pm2.5 افزایش می‌یابد).نتیجه‌گیری: نکته قابل توجه این است که ارتباط بین سنجه‌های کیفیت هوا به عنوان متغیرهای وابسته با متغیرهای مستقل مورد بررسی در منطقه های شهری پیچیده است و مشخص نیست که کدام عامل یا پارامتر خاص مهمترین سناریوی آلودگی هوا در یک بافت شهری است. بنابراین هنور نیاز به انجام پژوهش‌های دقیق‌تری وجود دارد.

analyzing trend and factors affecting air quality in urban areas: a case study in isfahan- metropolis, iran

introduction: rapid and uncontrolled expansion of cities, increased traffic, industrial enterprises and low-quality fuels, as well as urban morphology parameters and climatic conditions are among the factors affecting air pollution in urban areas. in iran, the metropolis of isfahan, which is the third largest urban area in the country, has an increased air pollution due to the extensive development of industrial enterprises, and population and urban growth. therefore, in order to find the factors affecting the trend of air quality changes, trend analysis and evaluation of the relationship between land use parameters, industrial development and traffic situation with air pollution indicators were studied.material and methods: in order to evaluate the trend using measured periodic data and simple correlation and regression methods of seven air pollutants including pm2.5, pm10, co, so2, no, no2 and nox as dependent variables and meteorological parameters, type of land use, industry development and vehicles were analyzed as independent variables. also, spss software was used to test the normal distribution of data sets including the concentration of air pollutants and meteorology from 1387 to 1394, in 10 air pollution measuring stations and three meteorological stations in isfahan metropolis.results and discussion: the results of the study show that the average annual concentration of pm (pm10 / pm2.5), no and co decreased and the average annual concentration of so2, no2 and noxincreased. in addition, the average annual rainfall, temperature and wind speed increased while the trend of relative humidity in the study area did not change significantly. it was also found that the trend of residential, educational, commercial, public services, transportation and the number of industrial units and vehicles has increased significantly. however, the amount of agricultural land, green space and industrial areas has significantly decreased in the study area. the results of stepwise regression analysis showed that changing the use of agricultural land to residential areas and increasing wind speed may have caused the decreasing trend of no, co, and suspended particles in the study area. in addition, the increasing trend of transportation can be the most important reason for the increase in no2 concentration. on the other hand, due to the increasing trend of nox emissions and significant negative correlation with green space and positive correlation with transportation and industrial areas and the result of stepwise regression model, it can be concluded that reducing green space and an increase of 99.5% in the area of ​​transportation use increases the nox concentration in the study area. in addition, the size of utility centers increases the concentration of so2 and there is a negative relationship between the concentration of pm2.5 and so2 (as the concentration of so2 increases, the concentration of pm2.5 increases).conclusion: it is noteworthy that the relationship between air quality indicators as dependent variables with independent variables in urban areas is complex and it is not clear which specific factor or parameter is the most important scenario of air pollution in an urban context. therefore, more detailed research is needed.