بررسی روندهای زمانی و مکانی تغییرات آلاینده‌های هوا در کلانشهر کرج

مقدمه: آلودگی هوا به عنوان یکی از معضلات کلانشهرها به شمار می‌آید که تاثیرات سوء متعددی بر سلامت انسان و سایر موجودات دارد. کرج، به عنوان یک کلانشهر صنعتی و در مجاورت صنایع و نیروگاه‌های بزرگ کشور از منابع متحرک و ثابت تاثیر می‌پذیرد. مهم‌ترین مطالعه انجام شده در زمینه آلودگی هوای شهر کرج را می‌توان تدوین سیاهه انتشار آلاینده‌های هوای این شهر دانست که برای آلاینده‌های معیار و در دو بخش منابع ثابت و متحرک، به تفکیک هر منبع بیان شده است. با این وجود پس از اصلاحات ایجاد شده در شبکه سنجش کیفیت هوای این شهر، مطالعه حاضر را می‌توان اولین مطالعه جامع آلاینده‌های هوا، از نظر روندهای زمانی و مکانی آن‌ها دانست. مواد و روش ها: در این مطالعه بررسی شاخص کیفیت هوا برای آلاینده‌های معیار مورد سنجش در ایستگاه‌ها، شامل چهار آلاینده گازی ازن، منوکسید کربن، نیتروژن دی‌اکسید و گوگرد دی‌اکسید و دو آلاینده ذرات معلق، شامل ذرات معلق کوچکتر از 2.5 (pm2.5) و 10 میکرون، به تفکیک ایستگاه‌های سنجش به انجام رسید. هم چنین در انتها شاخص کیفیت هوای شهر، بدست آمده از مجموع ایستگاه‌ها، بررسی شد. نتایج: بر اساس این مطالعه آلاینده‌های ازن و pm2.5 به عنوان آلاینده‌های اصلی شهر کرج در فصول گرم و سرد سال به شمار می‌آیند و سایر آلاینده‌ها به ندرت وضعیت شاخص کیفیت هوا را از حد مجاز فراتر می‌برند. در بازه زمانی یک ساله مورد بررسی، آلاینده‌های pm2.5 و ازن به ترتیب، 94 و 18 روز هوای شهر کرج را در وضعیت با شاخص در محدوده ناسالم قرار دادند. هم چنین در این مطالعه، بررسی اثر انتقال آلاینده‌ها با استفاده از ترکیب داده‌های غلظت آلاینده‌ها و سرعت و جهت باد مورد بررسی و برای هر ایستگاه سنجش کیفیت هوا، جهت‌ها غالب منتقل کننده آلاینده‌ها به آن ایستگاه تعیین گردیدند. بر اساس نتایج مطالعه حاضر، برای آلاینده pm2.5 به عنوان مهم‌ترین آلاینده در شهر کرج، با بررسی داده‌های غلظت ذرات معلق کوچکتر از 2.5 میکرون، می‌توان دریافت که بالاترین غلظت و به دنبال آن بیشترین روزهای با شاخص در محدوده ناسالم برای این آلاینده به ترتیب در ایستگاه‌های مترو و منطقه سه و در فصول سرد سال (پاییز و زمستان) به ثبت رسیده است. بحث: با بررسی موقعیت این دو ایستگاه، می‌توان این دو ایستگاه را به عنوان ایستگاه‌های ترافیکی ارزیابی نمود. ایستگاه مترو با توجه به این که در محوطه مترو کرج قرار دارد، نه تنها از آلودگی‌های ایجاد شده توسط ناوگان حمل و نقل در مسیرهای مجاور ایستگاه (که مهم ترین آن‌ها آزادراه کرج- قروین می‌باشد) تاثیر می‌پذیرد، بلکه تردد و توقف اتوبوس‌های واحد و ناوگان تاکسیرانی نیز می‌تواند گسیل ذرات معلق در آن محدوده را به همراه داشته باشد. از طرف دیگر ایستگاه منطقه سه نیز با فاصله بسیار کم از بلوار ارم قرار دارد، کاملاً از آلاینده‌های گسیل شده از ناوگان حمل و نقل در این مسیر تاثیر می‌پذیرد. بر اساس بررسی‌های انجام شده، با توجه به ماهیت ثانویه بودن آلاینده‌های اصلی شهر کرج شامل ازن در فصل گرم سال و بخش عمده pm2.5 در فصل سرد سال، لازم است برنامه کاهش آلودگی هوا در این کلانشهر بر مبنای مدلسازی آلودگی هوا با قابلیت پیاده‌سازی واکنش‌های فتوشیمیایی در جو توسعه یابد.

investigation of temporal and spatial trends of air pollutants in the city of karaj

introduction: one of the significant challenges metropolises faces is air pollution, which has many adverse effects on human health and the environment. karaj, as an industrial city situated close to the country’s major industries and power plants, is severely affected by air pollution from both mobile and stationary sources. the most important study carried out in the field of air pollution in karaj city can be considered the air pollutant emission inventory of this city, which is stated for criteria pollutants in two categories of stationary and mobile sources, separately for each source.methodology: after upgrading the air quality monitoring stations in this city, the current study can be considered the first comprehensive study of air pollutants in terms of their temporal and spatial trends. this study measured air quality in stations equipped with the analyzers of four gaseous pollutants, including ozone, carbon monoxide, nitrogen dioxide, and sulfur dioxide, along with two particulate pollutants, including particulates smaller than 2.5 and 10 microns. furthermore, the city’s air quality index, obtained from the total of monitoring stations, was analyzed.results: the study finds that particulate matter smaller than 2.5 microns and ozone are the main pollutants in karaj in hot and cold seasons, respectively. the other pollutants exceed the allowable air quality index, rarely. for a period of one-year, particulate matter smaller than 2.5 microns and ozone put the air quality index in the range of unhealthy for sensitive groups and unhealthy for the entire city of karaj for 94 and 18 days, respectively. also, this study investigated the pollutant transport effect using the combination of pollutant concentration data, wind speed, and direction. the dominant directions of pollutant transport to that station were determined for each air quality monitoring station. based on the results of the present study, for pm2.5, as the most critical air pollutant in the city of karaj, it can be found that the highest concentration and therefore, the most days with the index in the unhealthy range for pm2.5 has been registered in metro and zone 3 stations, in the cold seasons of the year (autumn and winter), respectively.discussion: by examining the location of these two stations, they can be evaluated as traffic stations. since the metro station is located in the karaj metro area, it is not only affected by the pollution caused by the transport fleet on the routes adjacent to the station (the most important of which is the karaj-qarvin freeway), but also the traffic and stops of buses and taxi fleets, which can cause the emission of suspended particles in that area. on the other hand, the station of zone 3 is located at a very short distance from eram boulevard, which is strongly affected by the pollutants emitted by the transport fleet on this route. due to the secondary nature of karaj’s main pollutants, such as ozone in the warm season and a high portion of suspended particles smaller than 2.5 microns in the cold season, it is necessary to reduce air pollution through modeling that incorporates photochemical reactions in the atmosphere.