ارتباط بین کووید 19 و تغییرات آلاینده‌های هوا با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای (مطالعه موردی: کلان‌شهرهای تهران، اصفهان و مشهد)

با مشاهده اولین مورد تائید شده کووید 19 در شهر قم در 30 بهمن 1398 محدودیت‌هایی توسط دولت و دستگاه‌های اجرایی جهت جلوگیری از شیوع ویروس کووید 19 در تمام شهرهای ایران اعمال شد. بنابراین این مطالعه با هدف بررسی تغیر در تولید و انتشار آلاینده‌های دی‌اکسید گوگرد، دی‌اکسید نیتروژن، مونوکسید کربن و ازن در قبل و بعد از شیوع ویروس کووید 19 در سه کلان‌شهر تهران، اصفهان و مشهد با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای سنتینل 5 انجام گرفت. برای این منظور با استفاده از سامانه گوگل ارث انجین مقادیر غلظت این آلاینده‌ها به‌صورت میانگین ماهانه در دو بازه 1 اسفند 1397 تا 1 اسفند 1398 برای دوره پیش از شیوع کووید 19 و بازه 1 اسفند 1398 تا 1 اسفند 1399 برای دوران شیوع کووید 19 در نظر گرفته شد. سپس برای ارزیابی معنی‌دار بودن تغیر در غلظت این آلاینده‌ها در قبل و بعد شیوع ویروس کووید 19 از آماره t test (t وابسته) در سطح معنی‌داری 0.05 >p value استفاده شد. نتایج آزمون t test نشان داد که برای آلاینده‌های دی‌اکسید گوگرد، دی‌اکسید نیتروژن، مونوکسید کربن در هر سه شهر هیچ تغیر معناداری در میانگین غلظت داده‌ها رخ نداده است؛ اما ازن برای هر سه شهر تهران، اصفهان و مشهد دارای روند کاهشی و سطح معنی‌داری 0.05 >p value بوده است. بیشترین مقدار تغیر در کاهش غلظت ازن برای کلانشهر تهران در خرداد ماه و آبان تا بهمن، برای اصفهان بین مهرماه تا اواسط دی و برای مشهد در اردیبهشت تا خرداد ماه و آبان تا بهمن مشاهده شد. همچنین، تغییرات مکانی ازن در شهر تهران در قبل و بعد شیوع اپیدمی قابل توجه بوده است. نتایج این مطالعه نشان داد که اعمال محدودیت‌ها نتیجه‌ای در کاهش انتشار آلاینده‌های اولیه از منابع انسانی نداشته است و فقط ممکن است در طی یک بازه کوتاه غلظت آلاینده ها کاهش یابد اما بعد از رفع محدودیت ها مجدد روند افزایشی داشته باشند.

relationship between covid 19 and changes in air pollutants using satellite imagery (case study: tehran, isfahan and mashhad metropolises)

study the effects of covid 19 on air pollutants by using sentinel 5 satellite images (case study: metropolises of tehran, isfahan, and mashhad) zeinab shogrkhodaei, phd. student of climatology, faculty of literature and humanities, department of geography, razi university amanollah fathnia*, assistant professor of climatology, faculty of literature and humanities, department of geography, razi university vahid razavi termeh, phd. student of gis, faculty of geodesy and geomantic, k. n. toosi university. introduction one of the challenges facing the international community right now is covid 19. this pandemic has caused a comprehensive change in behavior contrary to the usual routine, which can lead to changes in people’s lifestyles (briz redón et al., 2021). the prevalence of this disease has not only affected the economy and health, but also the environment (sohrabi et al., 2020). among the effects of covid 19 on the environment are the effects on beaches, noise, surface and groundwater, municipal solid waste, and air quality (zambrano monserrate et al., 2020). the restrictions applied during the covid 19 era were accompanied by a reduction in greenhouse gas emissions by transport and industry, which affected air quality (rybarczyk and zalakeviciute, 2020). air is a vital element for the survival of all living things, but human activities have caused the release of many harmful pollutants into the atmosphere and endangered human health (ghorani azam et al., 2016). among the causes of death, air pollution is the fourth leading cause of death in the world after tobacco (who, 2020a). sulfur dioxide, nitrogen oxide, carbon monoxide, and ozone are some of the pollutants that cause short term or long term exposure to heart and lung disease (briz redón et al., 2021). human activities are one of the main sources of air pollutants, so their concentration is expected to decrease during the covid 19 period (ghahremanloo et al., 2021). materials and methods in this study, the required data were the average monthly pollutants of sulfur dioxide, nitrogen dioxide, carbon monoxide and ozone before (20 february 2019 to 20 february 2020) and after (20 february 2020 to 20 february 2021) the prevalence of covid 19 virus. for this purpose, sentinel 5p satellite images were used to prepare the required data set. the case study included three metropolises of tehran, mashhad, and isfahan. google earth engine was used to access sentinel 5p satellite images. the final output of the images for each pollutant was interpolated for better display and exposure in gis software using the kriging method. then, a t test was used to compare the differences between the concentrations of contaminants before and after the outbreak of the covid 19 virus and to evaluate the mean correlation. based on this test, values that were p value <0.05 were considered significant. this was considered as a change in the concentration of the contaminant before and after the covid 19 virus (decreasing or increasing). those pollutants with a p value <0.05 were considered unchanged. results and discussion analysis of the t test showed that for pollutants such as sulfur dioxide, nitrogen dioxide, and carbon monoxide in all three metropolises, there was no significant change in their concentration before and after the outbreak of the covid 19 virus. however, significant changes were observed for ozone pollutants. also, its concentration trend in all three metropolises has been a decreasing trend. the main sources of emissions of nitrogen dioxide, carbon monoxide, sulfur dioxide, and ozone are related to human activities, including transportation and industry (ghahremanloo et al., 2021; cárcel carras et al., 2021). pollutants such as carbon monoxide, nitrogen dioxide and sulfur dioxide are the primary