بررسی ارتباط بین آلاینده های شاخص کیفیت هوا و پارامترهای هواشناسی در تهران با رویکردآنالیز رگرسیون سال 1384

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 ﮐﺎرﺷﻨﺎس ارﺷﺪ ﻋﻠﻮم ﻣﺤﯿﻂ زﯾﺴﺖ داﻧﺸﮕﺎه ﻣﺤﯿﻂ زﯾﺴﺖ و اﻧﺮژی داﻧﺸﮕﺎه آزاد اﺳﻼﻣﯽ واﺣﺪ ﻋﻠﻮم و ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت (ﻣﺴﺌﻮل ﻣﮑﺎﺗﺒﺎت).

2 دﮐﺘﺮی ﻣﺪﯾﺮﯾﺖ اﮐﻮﻟﻮژی ﻣﺤﯿﻂ زﯾﺴﺖ داﻧﺸﮕﺎه وﻟﺰ اﻧﮕﻠﺴﺘﺎن .

چکیده

یکی از مشکلات زندگی در شهرهای بزرگ و صنعتی جهان امروز مسئله آلودگی هوا است . جهت کاهش اثرات ناشی از آلودگی هوا باید پارامترهای موثر در آلودگی و میزان تاثیر آن ها را به خوبی بشناسیم از جمله پارامترهای بسیار مهم در تعیین میزان آلودگی هوا پارامترهای هواشناسی است که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است .
 داده های هواشناسی ازایستگاه های سینوپتیک سازمان هواشناسی وداده های آلاینده ها از ایستگاه های مطالعاتی سازمان حفاظت محیط زیست فراهم شده و چگونگی تغییرات میانگین سالانه این پارامترها، همبستگی، مدل خطی آلاینده های زیست محیطی بر اساس پارامترهای هواشناسی با استفاده از نرم افزار آماری به دست آمده است. متغیرها آلاینده های شاخص کیفیت هوای تهران (NO2,SO2,O3,CO,PM-10) و عناصر هواشناسی دما، رطوبت نسبی، سرعت باد می باشند .
در نتایج حاصل از برآورد 60 معادله به دست آمد که تنهادر40 معادله ارتباط بین آلاینده ها و پارامترهای هواشناسی دیده شد که در آن ها تفاوت هایی در تعداد نمونه، نوع ارتباط و درجه همبستگی وجود دارد . در ایستگاه آزادی معادله ازن در برابر دما با ضریب تعیین کنندگی بیش از 40 % به عنوان  بهترین معادله ایستگاه شناخته شد .در ایستگاه ویلا این همبستگی برای SO2 در مقابل سرعت باد به دست آمد که ضریب تعیین کنندگی آن بیش از  9/24 % می باشد . در مورد ایستگاه پردیسان نیز بهترین معادله برای SO2 در مقابل دما ست  با ضریب تعیین کنندگی بیش از 3/32 % و در مورد ایستگاه تجریش معادله ازن در مقابل دما  با ضریب تعیین کنندگی بیش از 4/22 % بهترین معادله انتخاب شد . با توجه به معنی دار بودن ارتباط بین پارامترهای هواشناسی و آلاینده ها مشخص گردید که پارامترهای هواشناسی می توانند در میزان آلایندگی هوای شهر تهران موثر واقع شوند .

کلیدواژه‌ها


 

 

 

 

 

فصلنامه انسان و محیط زیست، شماره 20، بهار 91

 

بررسی ارتباط بین آلاینده های شاخص کیفیت هوا و پارامترهای هواشناسی در تهران با رویکردآنالیز رگرسیون سال 1384

 

ستاره جوان بخت امیری[1]*

سید هادی خاتمی[2]

 

چکیده

یکی از مشکلات زندگی در شهرهای بزرگ و صنعتی جهان امروز مسئله آلودگی هوا است . جهت کاهش اثرات ناشی از آلودگی هوا باید پارامترهای موثر در آلودگی و میزان تاثیر آن ها را به خوبی بشناسیم از جمله پارامترهای بسیار مهم در تعیین میزان آلودگی هوا پارامترهای هواشناسی است که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است .

 داده های هواشناسی ازایستگاه های سینوپتیک سازمان هواشناسی وداده های آلاینده ها از ایستگاه های مطالعاتی سازمان حفاظت محیط زیست فراهم شده و چگونگی تغییرات میانگین سالانه این پارامترها، همبستگی، مدل خطی آلاینده های زیست محیطی بر اساس پارامترهای هواشناسی با استفاده از نرم افزار آماری به دست آمده است. متغیرها آلاینده های شاخص کیفیت هوای تهران (NO2,SO2,O3,CO,PM-10) و عناصر هواشناسی دما، رطوبت نسبی، سرعت باد می باشند .

در نتایج حاصل از برآورد 60 معادله به دست آمد که تنهادر40 معادله ارتباط بین آلاینده ها و پارامترهای هواشناسی دیده شد که در آن ها تفاوت هایی در تعداد نمونه، نوع ارتباط و درجه همبستگی وجود دارد . در ایستگاه آزادی معادله ازن در برابر دما با ضریب تعیین کنندگی بیش از 40 % به عنوان  بهترین معادله ایستگاه شناخته شد .در ایستگاه ویلا این همبستگی برای SO2 در مقابل سرعت باد به دست آمد که ضریب تعیین کنندگی آن بیش از  9/24 % می باشد . در مورد ایستگاه پردیسان نیز بهترین معادله برای SO2 در مقابل دما ست  با ضریب تعیین کنندگی بیش از 3/32 % و در مورد ایستگاه تجریش معادله ازن در مقابل دما  با ضریب تعیین کنندگی بیش از 4/22 % بهترین معادله انتخاب شد . با توجه به معنی دار بودن ارتباط بین پارامترهای هواشناسی و آلاینده ها مشخص گردید که پارامترهای هواشناسی می توانند در میزان آلایندگی هوای شهر تهران موثر واقع شوند .

 

کلمات کلیدی: آمار، آلاینده های شاخص آلودگی هوا، پارامترهای هواشناسی، شهر تهران.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


مقدمه

 

امروزه آلودگی هوا از جمله معضلات زندگی شهری به ویژه برای ساکنین شهرهای بزرگ می باشد به طــوری که  بی توجهی و عدم اتخاذ را هکارهای مناسب و به موقـع برای جلوگیری و مبارزه با آن خسارات جبران ناپذیری را برای سلامت جوامع شهری در بر خواهد داشت.

امروزه پیامدهای مختلف آلودگی هوا باعث شده است که نظارت و کنترل کیفیت هوا به صورت امری گریزناپذیر در جوامع مطرح شود .

در مسئله آلودگی هوا به طور کلی 3 عامل موثر می باشند که عبارتند از :

  1. منبع آلودگی
  2. جو
  3. دریافت کننده آلودگی

            در مطالعات پخش آلودگی هوا  مطالعه پارامترهای هواشناسی در لایه مرزی جو امری ضروری است . این لایه در واقع تحت تاثیر سطح زمین است و عمده انتقال بین جو و زمین از طریق اختلاط تلاطمی در این لایه صورت می پذیرد عمق این لایه بسته به میزان سرعت باد، شرایط محیطی، میزان سرد و گرم شدن سطح زمین( گرما)، رطوبت و ... متفاوت است  (1) .

بیشتر فعالیت های انسانی و موجودات زنده در لایه مرزی جو اتفاق می افتد برای داشتن محیطی سالم وایجاد کمترین خسارت به محیط زیست باید شناخت بیشتری از فرایندها و پدیده هایی که در لایه مرزی اتفاق می افتد به دست آوریم .بسیار مهم است که از چگونگی پخش و اختلاط تلاطمی آلاینده ها در آن آگاه باشیم تا در شرایط هواشناسی مشابه بهتر بتوانیم وضعیت آلوده محیط را کنترل و پیش بینی کنیم (1) .  

شناخت لایه مرزی علاوه بر این که تاثیر مستقیم بر انسان و موجودات زنده می گذارد، در تمام زمینه ها اعم از پارامتریزه کردن کمیت های هواشناسی، کشاورزی، انر‍ژی، کارهای صنعتی و ساختارسازی نوین شهری و تغییر اقلیم و دگرگونی شرایط آب و هوایی( اثر جزیره حرارتی ) موثر است (1) .

از ویژگی های دیگر این لایه، تغییرات شدید روزانه کمیت های  هواشناسی در آن است و هدف این مقاله نیز بررسی و پژوهش تعیین مدل خطی آلاینده های هوای شهر تهران شامل NO2,SO2,PM10,CO,O3  در ارتباط با پارامترهای هواشناسی از جمله دما، رطوبت نسبی و سرعت باد می باشد .  

قابل ذکر می باشد که در این باره در سال 1379 آقای رضا برهانی مطالعاتی در مورد تاثیر 2 پارامتر هـواشناسی (سرعت باد و دما) در الودگی هوای تهران انجام دادند که نتایج حاصل از این بررسی ها نشان داد که نقش تابش در آلودگی هوای تهران بارزتر از سرعت باد است همچنین خانم طاهره قسامی وضعیت آلوده شهرمان را در سال 1381 با شرایط هواشناسی همــدیدی مقایسه کردند و الگوهـایی بر اساس پیش بینی آلودگی هوا ارایه دادند(1).

            در جدول 1 ایستگاه هــای انتخابی از میـان ایستگاه های پایش آلودگی شهر تهران شامل ایستگاه های  ویلا – آزادی- تجریش و پردیسان می با شند و ایستگاه های منتخب هواشناسی تهران شامل: ژئوفیزیک – مهر آباد – اقدسیه و چیتگر است که موقعیت قرار گیری ایستگاه ها در شهر تهران در نقشه های زیر نشان داده شده است :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 1- نام و تعداد ایستگاه های هواشناسی و اندازه گیری آلودگی هوای شهر تهران

 

نام و شماره ایستگاه های آلودگی

مختصات جغرافیایی

ارتفاع از سطح دریا

سال تاسیس

طول جغرافیایی

عرض جغرافیایی

1

آزادی

´20 ˚51

´42 ˚35

1196

1370

2

ویلا

´25 ˚51

´42 ˚35

1121

1370

3

تجریش

´26 ˚51

´48 ˚35

1127

1370

4

پردیسان

´20 ˚51

´42 ˚35

1377

1377

 

 

نام و شماره ایستگاه های هواشناسی

مختصات جغرافیایی

ارتفاع از سطح دریا

سال تاسیس

طول جغرافیایی

عرض جغرافیایی

1

مهرآباد

´19 ˚51

´41 ˚35

1191

1321

2

ژئوفیزیک

´23 ˚51

´44 ˚35

1423

1342

3

شمال تهران (اقدسیه )

´37 ˚51

´47 ˚35

1548

1367

4

چیتگر

´08 ˚51

´45 ˚35

1215

1375

 

 

 

 


در این جدول ایستگاه های انتخابی پایش آلودگی هوا و ایستگاه های سینوپتیک شهر تهران را که از نظر موقعیت مکانی و منطقه ای در یک محل واقع بودند ارایه شده است :

 

مواد و روش ها

در این پژوهش 4 ایستگاه پایش آلودگی هوای شهر تهران  همراه با 4 ایستگاه هواشناسی که نزدیکترین محل به ایستگاه های پایش هستند انتخاب گردید. جهت تجزیه و تحلیل داده ها از برنامه های نرم افزاری MINITAB استفاده شده است (3) . داده های هواشناسی ایستگاه های سینوپتیک بر اساس ثبت روزانه در سال 1384 و آلودگی هوا از ایستگاه های پایش سازمان حفاظت محیط زیست به صورت روزانه در سال 1384 دریافت شده که میانگین آن ها در تجزیه و تحلیل داده ها مورد استفاده قرار گرفته است. در تجزیه و تحلیل آماری همبستگی بین پارامترهامورد محاسبه قرار گرفته و رابطه همبستگی ارایه گردید (2) . 

 


 

جدول 2- میانگین پارامترهای هواشناسی ±SE در ایستگاهای سینوپتیک مورد مطالعه                     ( n= تعداد نمونه )

سرعت باد ( m/s )

SE)±(Mean

میانگین رطوبت نسبی (٪ )

SE)±(Mean

میانگین دما ( °c )

SE)±(Mean

ایستگاهای سینوپتیک

200/0 ± 373/5

287 = n

00/1 ± 33/40

359 = n

228/19  ± 500/0

n= 365

مهر آباد

3472/2 ±0724/0

n=286

797/0 ± 881/47

361 = n

595/0± 739/16

365n=

شمال تهران

 (اقدسیه)

134/0 ± 271/5

286 = n

901/0 ± 225/40

346 = n

506/0 ± 648/17

364n=

ژئوفیزیک

130/0 ± 217/3

286 = n

890/0 ± 222/37

338= n

511/0 ± 926/16

364n=

چیتگر

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 3- میانگین پارامترهای آلاینده شهری ±SE در ایستگاه های مورد مطالعه             (تعداد نمونهn= )

 

O3( ppm)

Mean ± SE

CO( ppm)

Mean ± SE

PM-10( µg⁄m3)

Mean ± SE

SO2( ppm)

Mean ± SE

NO2 ( ppm)

Mean ± SE

ایستگاه های پایش آلودگی هوا

00103/0 ±03266/0

343 = n

217/0± 503/8

336 = n

00/3  ±86/126

310 = n

0022/0 ± 0481/0

345 = n

00101/0±   06071/0

343 = n

آزادی

00117/0 ± 03783/0

362 = n

130/0± 370/7

355 = n

32/2 ±34/128

329 = n

000405/0 ±  023079/0

360 = n

00147/0  ±  05454/0

361 = n

تجریش

000895/0±  033865/0

362 = n

175/0± 309/7

347 = n

35/1 ±39/71

354 = n

000535/0± 029368/0

362 = n

00111/0 ± 01521/0

360 = n

ویلا

000530/0±  018376/0

343 =n

137/0± 200/7

291 = n

44/2± 00/99

306 = n

000357/0± 011725/0

342 = n

000812/0 ±031948/0

343 = n

 پردیسان


 

 

 


نتایج آزمون ANOVA بین ایستگاه ها بر اساس میانگین سالانه پارامترهای هواشناسی و داده های آلودگی در جدول 4 ارایه شده است. بدیهی است که در ایستگاه مهر آباد و ژئوفیزیک هیچ تفاوتی از نظر پارامترهای هواشناسی دما، رطوبت نسبی، ســرعت باد وجود نــدارد پس ایــن عـوامل نمی توانند دراختلاف آلاینده ها در این ایستگاه ها موثر باشند .

 

 

 

جدول 4-تفاوت و عدم تفاوت بین ایستگاه های هواشناسی شهر تهران

 از نظر دما،رطوبت ، باد بر اساس آزمون ANOVA .

سرعت باد

میانگین رطوبت نسبی

میانگین دما

شماره ایستگاه های سینوپتیک

6/0 p=

9/0 p=

02/0p=

ایستگاه 1-2

000/0  p=

000/0  p=

001/0 p=

ایستگاه 1-3

000/0  p=

02/0 p=

001/0 p=

ایستگاه 1-4

000/0  p=

000/0  p=

2/0 p=

ایستگاه 2-3

000/0  p=

01/0 p=

3/0 p=

ایستگاه 2-4

000/0  p=

000/0  p=

8/0 p=

ایستگاه 3-4

 

جدول 5- تفاوت یا عدم تفاوت بین ایستگاه های آلودگی هوای شهر تهران

از نظر آلاینده ها اساس آزمون ANOVA .

O3

CO

PM-10

SO2

NO2

شماره ایستگاه های آلودگی

3/0 p=

000/0  p=

000/0  p=

000/0  p=

000/0p=

ایستگاه 1-2

001/0 p=

000/0  p=

6/0 p=

000/0  p=

001/0 p=

ایستگاه 1-3

000/0  p=

000/0  p=

000/0  p=

000/0  p=

000/0 p=

ایستگاه 1-4

007/0 p=

7/0 p=

000/0  p=

000/0  p=

000/0 p=

ایستگاه 2-3

000/0  p=

6/0 p=

000/0  p=

000/0  p=

000/0 p=

ایستگاه 2-4

000/0  p=

3/0 p=

000/0  p=

000/0  p=

000/0 p=

ایستگاه 3-4

 

 

 

 

همان طور که در جدول 5 مشاهده می شود ایستگاه آزادی و پردیسان از نظر آلودگی متفاوتند که علت را می توان ناشی از اختلاف معنی دار دما و باد بین این دو ایستگاه جستجو کرد. بعد از تعیین اختلاف یا عدم اختلاف بین ایستگاه ها از طریق رگرسیون میزان همبستگی، نوع وارتباط معنی دار بین پارامترهای هواشناسی و آلاینده های هوای شهر تهران به دست آمد. 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 6- همبستگی بین پارامترهای هواشناسی و آلاینده های هوای شهر تهران

در ایستگاه هواشناسی مهرآباد و ایستگاه آلودگی آزادی .

ایستگاه هواشناسی مهرآباد

ایستگاه آلودگی آزادی

سرعت باد

میانگین رطوبت نسبی

میانگین دما

نوع ارتباط:منفی

269 n =

%6/19 = 2r

P=0

نوع ارتباط:مثبت

338 n =

%8/6 = 2r

P=0

نوع ارتباط:منفی

343 n =

%8/31 = 2r

P=0

NO2

نوع ارتباط: منفی

269 n =

%2/21 = 2r

P=0

ارتباطی وجود ندارد

340 n=

%5/0 = 2r

2/0  p =

نوع ارتباط:منفی

345 n =

%5/4 r2  =

P=0

SO2

ارتباطی وجود ندارد

241 n =

%1 = 2r

1/0 p =

ارتباطی وجود ندارد

305 n =

%7/2= 2r

004/0  p =

ارتباطی وجود ندارد

310 n =

%9/0= 2r

09/0  P=

PM-10

نوع ارتباط:منفی

260 n =

%6/20 = 2r

P=0

نوع ارتباط:مثبت

331 n =

%5/11 = 2r

P=0

نوع ارتباط:منفی

336 n =

% 5/34 = 2r

P=0

CO

ارتباطی وجود ندارد

267 n =

%8/2 = 2r

006/0 p =

نوع ارتباط:منفی

338 n =

% 3/12 = 2r

P=0

نوع ارتباط:مثبت

344 n =

%40 = 2r

P=0

O3

 

 

همان طور که از نتایج آشکار است ارتباط بسیار معنی داری بین میزان O3 و دما در ایستگاه هواشناسی مهرآباد تهران و ایستگاه آلودگی آزادی وجود دارد .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول7- همبستگی بین پارامترهای هواشناسی و آلاینده ها هوای شهر تهران در ایستگاه های

هواشناسی ژئوفیزیک و آلودگی ویلا

ایستگاه هواشناسی ژئوفیزیک

ایستگاه آلودگی ویلا

سرعت باد

میانگین رطوبت نسبی

میانگین دما

 

ارتباطی وجود ندارد

284 n =

            %4/0 = 2r

3/0 P=

 

ارتباطی وجود ندارد

347 n =

            %3/0 = 2r

3/0 P=

 

ارتباطی وجود ندارد

359 n =

            %4/0= 2r

2/0 P=

NO2

نوع ارتباط : منفی

286 n =

%9/24 = 2r

P=0

ارتباطی وجود ندارد

343n=

%5/0 = 2r

1/0 P=

ارتباطی وجود ندارد

361 n =

%6/0 = 2r

1/0 P=

SO2

 

نوع ارتباط:منفی

278 n =

%9/8 = 2r

p = 0

 

ارتباطی ضعیف وجود دارد

336 n =

%2/3 = 2r

001/0 P=

 

نوع ارتباط:مثبت

  353 n =

%3/6 = 2r

P= 0

PM-10

 

ارتباطی وجود ندارد

271 n =

%9/1 = 2r

02/0 P=

 

نوع ارتباط :منفی

329 n =

%5/14 = 2r

P=0

                        

نوع ارتباط:مثبت

  346 n =

%7/23 = 2r

P=0

CO

 

نوع ارتباط :مثبت

286  n =

%1/5 = 2r

p = 0

 

نوع ارتباط :منفی

344 n =

% 5 = 2r

P=0

 

نوع ارتباط :مثبت

361 n =

%2/13 = 2r

P=0

O3

 

 

همان طوری که از نتایج آشکار است ارتباط بسیار معنی داری بین میزان SO2 و سرعت باد در ایستگاه هواشناسی ژئوفیزیک و ایستگاه آلودگی ویلا وجود دارد . 



 

 

 

 

 

جدول 8- همبستگی بین پارامترهای هواشناسی و آلاینده ها هوای شهر تهران در ایستگاه

هواشناسی شمال تهران و ایستگاه آلودگی تجریش وجود دارد.

ایستگاه هواشناسی شمال تهران

ایستگاه آلودگی تجریش

سرعت باد

میانگین رطوبت نسبی

میانگین دما

 

نوع ارتباط : منفی

286 n =

%4/12 = 2r

P=0

 

نوع ارتباط : مثبت

362 n =

%2/11 = 2r

P=0

 

نوع ارتباط : منفی

361 n =

%1/10 = 2r

P=0

NO2

 

نوع ارتباط : منفی

285 n =

% 3/12 = 2r

P=0

 

نوع ارتباط : مثبت

362n=

%8/12 = 2r

p = 0

 

نوع ارتباط : منفی

362 n =

% 5 = 2r

P=0

SO2

 

ارتباطی وجود ندارد

258 n =

%3/0 = 2r

3/0 p =

 

ارتباطی وجود ندارد

325 n =

%4/1 = 2r

03/0 p =

 

ارتباطی وجود ندارد

  330 n =

%6/0 = 2r

1/0 = P

PM-10

 

نوع ارتباط : منفی

281 n =

%5/8 = 2r

P=0

 

نوع ارتباط :مثبت

351 n =

%7/12 = 2r

P=0

                     

نوع ارتباط :منفی

355 n =

%8/6 = 2r

P=0

CO

 

ارتباطی وجود ندارد

286 n =

%3/0 = 2r

3/0 p =

 

نوع ارتباط :منفی

358 n =

%17 = 2r

P=0

 

نوع ارتباط :مثبت

362 n =

%4/22 = 2r

P=0

O3

 


همان طوری که از نتایج آشکار است ارتباط معنی داری بین میزان O3 و دما در ایستگاه هواشناسی شمال تهران و ایستگاه آلودگی تجریش وجود دارد .


 

 

 

 

 

 

 

جدول9- همبستگی بین پارامترهای هواشناسی و آلاینده ها هوای شهر تهران

در ایستگاه هواشناسی چیتگر و ایستگاه آلودگی پردیسان وجود دارد.

ایستگاه هواشناسی چیتگر

ایستگاه آلودگی پردیسان

سرعت باد

میانگین رطوبت نسبی

میانگین دما

 

نوع ارتباط : منفی

286 n =

%3/9 =2r

P=0

 

نوع ارتباط : مثبت

316 n =

%3/7 = 2r

P=0

 

نوع ارتباط : منفی

343 n =

%25 =  2r

P=0

NO2

 

نوع ارتباط : منفی

285 n =

% 2/9 = 2r

P=0

 

نوع ارتباط : مثبت

315n=

            %6/14 = 2r

p = 0

 

نوع ارتباط : منفی

342 n =

%  3/32 = 2r

P=0

SO2

 

ارتباطی وجود ندارد

253 = n

%6/0 =2r

2/0 = P

 

نوع ارتباط:منفی

282 = n

%5/9 = 2r

p = 0

 

نوع ارتباط:مثبت

305 = n

            %6/19 = 2r

0= P

PM-10

 

نوع ارتباط : منفی

234 n =

% 4/15 = 2r

P=0

 

نوع ارتباط :مثبت

270 n =

%4/12 = 2r

P=0

                    

نوع ارتباط :منفی

   290 = n

%18 = 2r

P=0

CO

ارتباطی ضعیف وجود دارد

286 = n

%7/3 = 2r

001/0 = P

ارتباطی وجود ندارد

316 n =

% 5/0 = 2r

1/0 = P

ارتباطی وجود ندارد

342 n =

%4/0 = 2r

2/0 = P

O3



همان طــور که از نتــایج آشکار است ارتبــاط معنی داری بین میزان SO2 و دما در ایستگاه هواشناسی چیتگر و ایستگاه آلودگی پردیسان وجود دارد .

 

یافته ها

زمانی که بیـن دو متغیر همبستگی وجــود دارد، می توان یک متغیر را از طریق متغیر دیگر بر آورد یا پیش بینی کرد ، دقت پیش بینی معادلات به تعداد تکرار متغیرها و شدت همبستگی بین آن ها بستگی دارد و قدرت پیش بینی رابطه توسط ضریب تعیین کنندگی ( 2r ) به دست می آید. در واقع مجذور r2 برای تطابق بیشتر نمونه با توزیع نظری داده هاست که به صورت تصحیح شده می باشد ودر آن تعداد محاسبه نمونه، تعداد متغیرهای مستقل در نظر گرفته شده است پس از تعیین در جه همبستگی بین داده ها، معادلات  آلاینده ها برای هر ایستگاه بر اساس میانگین دما، میانگین رطوبت نسبی و سرعت باد مشخص شد .


 



 

 

 

جدول10- فرمول های معادلات آلاینده هابرحسب دما ، رطوبت و سرعت باد برای

 ایستگاه آلودگی آزادی و ایستگاه سینوپتیک مهرآباد

سرعت باد

میانگین رطوبت نسبی

میانگین دما

آلاینده

 

NO2 = 0.06495 - 0.001838 WS

 

NO2 = 0.05071 + 0.000256 MRh

 

NO2 = 0.08246 -0.001100 MT

 

NO2

 

SO2 = 0.08760 - 0.006404 WS

 

 

 

SO2 = 0.06662 - 0.000939 MT

 

SO2

 

 

 

 

PM-10

 

CO = 10.38 - 0.5123 WS

 

CO = 5.710 + 0.07086 MRh

 

CO = 13.24 - 0.2409 MT

 

CO

 

 

 

O3 = 0.04633 - 0.000349 MRh

 

O3 = 0.007939 + 0.001253 MT

 

O3

 

 

جدول 11- فرمول های معادلات آلاینده هابرحسب دما ، رطوبت و سرعت باد برای

ایستگاه آلودگی ویلا و ایستگاه سینوپتیک ژئوفیزیک

سرعت باد

میانگین رطوبت نسبی

میانگین دما

آلاینده

 

 

 

 

NO2

 

SO2 = 0.04153 - 0.001836 WS

 

 

 

SO2

 

PM-10 = 91.30 - 3.221 WS

 

 

 

PM-10 = 59.87 + 0.6512 MT

 

PM-10

 

 

 

CO = 10.24 - 0.07322 MRh

 

CO = 4.477 + 0.1603 MT

 

CO

 

O3 = 0.02562 + 0.001799 WS

 

O3 = 0.04220 - 0.000224 MRh

 

O3 = 0.02252 + 0.000640 MT

 

O3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 12- فرمول های معادلات آلاینده هابرحسب دما ، رطوبت و سرعت باد برای

ایستگاه آلودگی تجریش و ایستگاه سینوپتیک شمال تهران

سرعت باد

میانگین رطوبت نسبی

میانگین دما

آلاینده

 

NO2 = 0.06947 - 0.008161 WS

 

NO2 = 0.02498 + 0.000617 MRh

 

NO2 = 0.06763 - 0.000778 MT

 

NO2

 

SO2 = 0.02754 - 0.001648 WS

 

SO2 = 0.01434 + 0.000182 MRh

 

SO2 = 0.02561 - 0.000150 MT

 

SO2

 

 

 

 

PM-10

 

CO = 8.649 - 0.5984 WS

 

CO = 4.594 + 0.05792 MRh

 

CO = 8.309 - 0.05585 MT

 

CO

 

 

O3 = 0.06634 - 0.000600 MRh

 

O3 = 0.02233 + 0.000924 MT

 

O3

 

 

جدول 13- فرمول های معادلات آلاینده هابرحسب دما ، رطوبت و سرعت باد برای

 ایستگاه آلودگی پردیسان و ایستگاه سینوپتیک چیتگر

سرعت باد

میانگین رطوبت نسبی

میانگین دما

آلاینده

 

NO2 = 0.03693 - 0.002099 WS

 

NO2 = 0.02302 + 0.000247 MRH

 

NO2 = 0.04491 - 0.000753 MT

 

NO2

 

SO2 = 0.01213 - 0.000629 WS

 

SO2 = 0.006627 + 0.000139 MRH

 

SO2 = 0.01819 - 0.000377 MT

 

SO2

 

 

PM-10 = 127.9 - 0.7697 MRH

PM-10 = 68.24 + 1.829 MT

PM-10

 

CO = 7.977 - 0.3892 WS

 

CO = 5.388 + 0.04757 MRH

 

CO = 8.775 - 0.1002 MT

 

CO

 

 

 

 

O3

 


 


بحث و نتیجه گیری

 

این مطالعه کوششی برای تعیین ساختار فیزیکی معادلات در اثر بر هم کنش جو با آلاینده ها در مورد هوای شهر تهران است. کیفیت محاسبه مدل به طور گسترده به تغییرات پارامترهای جوی وابسته است. بنابراین با مشاهده تغییرات پارامترهای هواشناسی در هر ایستگاه ما توانستیم به معادلات آلودگی متفاوتی برای هر آلاینده با توجه به داده های هواشناسی برسیم. در این تحقیق ارتباط پارامترهای هواشناسی از قبیل دما، رطــوبت نسبی و سرعت باد با مقدار غلظت آلاینده ها بررسی شد و در نهایت ارتباط بین این آلاینده ها و متغیرهای هواشناسی به دست آمد.

            از مهم ترین ویژگی های مدل ها  قابلیت آن ها در سنجش کمی آلاینده هـــا در شرایط جــوی متفاوت است.  بر اساس الگوهای توابع یک متغیره معادلات رگرسیون مدل ها،  فرمول های معتبری برای تخمین روابط خطی بین آلاینده ها و یکی از پارامترهای هواشناسی استخراج شد. نتایج حاصل از انجام این محاسبات نشان می دهد که آلاینــده هــا در ایستگاه های مختلف تنها با یکی از پارامترهای هواشناسی ارتباط معنی داری نشان می دهند هر چند که الگوهای چند متغیره این ارتباط را به صورت تلفیقی نشان  می دهد برای مثال در نتایج به دست آمده در ایستگاه آزادی نشان می دهد که ارتباط معنی داری بین گاز NO2 و CO با هر ســه پارامتر (دما، رطوبت نسبی، سرعت باد) وجود دارد هر چند که گاز SO2 ارتباط خوبی با رطوبت نسبی نشان نداد ولی بین این گاز با دما و سرعت باد ارتباط معنی داری وجود دارد، در مورد O3 نیز این ارتباط با دما و رطوبت نسبی به دست آمد ولی با سرعت باد ارتباطی معنی داری به دست نیامد ذکر این نکته ضروری است که PM-10 در این ایستگاه با هیچکدام از پارامترهای هواشناسی ارتباط معنی داری نشان نداد . همچنین نتایج به دست آمده در ایستگاه آلودگی ویلا نشان می دهد  که تنها گاز O3 با هر سه پارامتر هواشناسی ارتباط داشته که منجر به استخراج فرمول های خطی در این بررسی گردید، CO نیز در این ایستگاه با دماو رطوبت نسبی ، PM-10 با دما و سرعت باد و SO2 فقط با سرعت باد ارتباط نشان دادند گاز NO2 در این ایستگاه با هیچکدام از پارامترهای هواشناسی ارتباط نشان نداد. در ایستگاه تجریش نیز آلاینده های CO,SO2,NO2 این ایستگاه با تمام پارامترهای هواشناسی ارتباط  معنی داری را نشان داده و بین گاز O3 ودما و رطوبت نسبی نیز ارتباط معنی داری وجود دارد هر چند که این ارتباط برای سرعت باد وجود نداشت. PM-10 این ایستگاه با هیچکدام از پارامترهای هواشناسی (دما، رطوبت نسبی و سرعت باد) ارتباطی نشان نداد. در ایستگاه آلودگی پردیسان نیز همانند ایستگاه تجریش ارتباط معنی داری بین CO,SO2,NO2 با تمام پارامترهای هواشناسی دما، رطوبت نسبی و سرعت باد وجود دارد وO3  آن با هیچکدام از پارامترهای هواشناسی دما، رطوبت نسبی و سرعت باد ارتباطی نداشت و    PM-10این ایستگاه با رطوبت نسبی و دما ارتباط معنی داری نشان داد بنابراین می توان گفت NO2  و CO‌ ایستگاه آزادی و O3 ایستگاه ویلا و CO,SO2,NO2 ایستگاه آلودگی تجریش و پردیسان به طور کامل با پارامتر دما، رطوبت نسبی و سـرعت بـاد  ارتبــاط معنی داری را نشان دادند که حاکی از تاثیر این پارامترها در تغییر غلظت آلاینده های مذکور هستند. از میان  60 معادله رگرسیون به دست آمده  40 مورد آن ارتباط بین آلاینده هاو پارامترهای هواشناسی را به صورت منفی و مثبت معنی دار نشان داد. 

قابل ذکر می باشد  تنها با آزمون خطی رگرسیون ما توانستیم به معادلات آلاینده های این پژوهش دست پیدا کنیم، لیکن ممکن است  مدل های رگرسیونی مربعی و مکعبی نتایج را به گونه دیگر توصیف نمایند .

 

پیشنهادها  و ارایه راهکار

            پس بعد از انجــام محاسبات تعیین ارتباط بین آلوده کننده های شاخص هوای شهر تهران و عناصر هواشناسی دما، رطوبت نسبی و سرعت باد هوای شهر تهران و دستیبابی به فرمول های خطی برای این آلاینده ها می توان با  در دست داشتن میزان آلودگی آلاینده ها از طریق کنترل وکاهش تناژ آلاینده ها ی منابع آلوده کننده متحرک، استفاده از مبدل های کاتالیزوری، اصلاح کیفیت سوخت و اصلاح موتورهای احتراقی در جهت کاهش تولید آلودگی در حین احتراق، افزایش سرعت خودرو ها و مراعات اصول شهرسازی و نکات معماری در طراحی شهر ها به منظور عبور سریع خودروها و جلوگیری از ترافیک سنگین، اجرای برنامه های کنترل آلودگی هوا و همچنین پایش زیست محیطی منابع الوده کننده ثابت و تدوین استانداردهای زیست محیطی روز آمد و جامع در زمینه آلودگی هوا ناشی از منابع ثابت، تدوین بانک اطلاعاتی صنایع موجود در شهر مثل کارخانجات، صنایع و مراکزی که با سوخت های فسیلی کار می کنندودر نظر گرفتن محل احداث کارخانه از لحاظ شرایط جوی و جهت باد و یا پستی و بلندی و دیگر عوامل ناشی از آن ، انتقال و تاسیس کارخانه ها یا کارگاههای صنعتی در شهرک های صنعتی اطراف شهر، ایجاد و توسعه کمربندهای سبز و افزایش جنگلکاری به کاهش غلظت آن ها برسیم و وضعیت آلوده شهر تهران را برآورد کنیم زیرا که مشخص نبودن و قابل پیش بینی نبودن عناصر هواشناسی و عدم تخمین عددی این پارامترها کنترل ما را در مهار آلودگی کاهش می دهد .

 

 

 

 

 

 


سپاسگذاری

 

از آقای مهندس پویان حسین زاده برای کمک در انجام محاسبات آماری قدردانی و از سازمان حفاظت محیط زیست، اداره کل محیط زیست استان تهران، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، سازمان هواشناسی کشور به جهت ارایه اطلاعات تشکر می گردد . 

 

منابع

  1. جوانبحت امیری، ستاره، 1385، محاسبه اثر بین آلودگی هوا و عناصر هواشناسی در تهران با رویکرد آنالیز رگرسیون، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران .
  2. خاتمی، سید هادی،1382، آزمون های آماری در علوم زیست محیطی، انتشارات سازمان حفاظت محیط زیست .
  3. علیزاده، جواد ، 1385، کتاب کنترل کیفیت آماری با نرم افزار MINITAB، شرکت ناقوس اندیشه.

 

 


 


 

 



1- کارشناس ارشد علوم محیط زیست دانشگاه محیط زیست و انرژی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات (مسئول مکاتبات).

2-  دکتری مدیریت اکولوژی محیط زیست دانشگاه ولز انگلستان .

  1. جوانبحت امیری، ستاره، 1385، محاسبه اثر بین آلودگی هوا و عناصر هواشناسی در تهران با رویکرد آنالیز رگرسیون، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران .
  2. خاتمی، سید هادی،1382، آزمون های آماری در علوم زیست محیطی، انتشارات سازمان حفاظت محیط زیست .
  3. علیزاده، جواد ، 1385، کتاب کنترل کیفیت آماری با نرم افزار MINITAB، شرکت ناقوس اندیشه.