نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 استادیار دانشکده محیط زیست و انرژی، واحد علوم و تحقیقات تهران.
2 کارشناس ارشد مهندسی محیط زیست ـ گرایش آلودگی هوا، دانشکده محیط زیست و انرژی، واحد علوم و تحقیقات تهران.
چکیده
کلیدواژهها
فصلنامه انسان و محیط زیست، شماره 19، زمستان 90
تعیین میدانی میزان آلاینده های هوا و شاخص PSI در توقفگاه های
اتوبوس های درون شهری تهران
نبی اله منصوری[1]
امیر جمشیدی قاسم آبادی[2]
اثر زیان آور آلودگی هوا بر سلامت انسان بر هیچ کس پوشیده نیست. بیتردید یکی از مهمترین مباحث در محیطزیست، آلودگی هوا میباشد که از عوامل مهم و اساسی در حیات موجودات زنده اعم از انسان، حیوان و نبات است و بدون آن لحظهای زندگی ممکن نیست؛ لذا استفاده از شبکه حمل و نقل شهری خصوصاً اتوبوس از جمله راهکارهای مدیریتی کاهش آلودگی کلانشهر تهران بوده و توقفگاه های اتوبوس های درون شهری از جمله مکان هایی است که از نقطه نظر سنجش تولید آلاینده های اصلی هوا حایز اهمیت می باشد.
این پژوهش از نوع توصیفی مقطعی بوده و هدف آن تعیین میزان آلاینده های گازی و ذرات معلق (PM10) در هوای آزاد توقفگاه های اتوبوس های درون شهری در مناطقی از شرق، غرب و جنوب تهران می باشد، تا با تعیین میزان این آلاینده ها و شاخص استاندارد آلودگی(PSI)، وضعیت کیفی هوای آزاد این مناطق مورد ارزیابی قرار گیرد. با استفاده از آنالایزرهای دیجیتال سنجش آلاینده های گازی (SAAF22M،SAAC32M ، SACO12M، SAO342M)و دستگاه نمونهگیری PM10(Low Sampler Model:BGIPQ100)، نمونه گیری های لازم از تابستان 88 تا بهار 89 صورت پذیرفت.جهت نمونه گیری ذرات معلق در یک دورة 24 ساعته، 6 ایستگاه و به منظور نمونه گیری آلاینده های گازی هوا در هر دورة 8 ساعته (4 نمونه از هر ایستگاه در ساعات 4،5،9و11)، مجموعاً 6 نمونه جهت ذرات معلق و 144 نمونه نیز جهت گازها در هر فصل و نهایتاً 24 نمونه جهت ذرات معلق و 576 نمونه جهت گازها در یکسال اخذ شده است.
نتیجه تحقیق نشان می دهد از نقطه نظر میزان تولید آلاینده های گازی در سایت مناطق انتخابی، میزان آلودگی در هیچ یک از سایت ها فراتر از حد استانداردهای مصوب مشاهده نگردید. در مورد ذرات معلق (PM10)نیز میزان آلودگی در تابستان و پائیز 88 در جنوب تهران به میزانµg/Nm3 9/152 و µg/Nm31/163، فراتر از حد استاندارد بوده است. با استفاده از نتایج این تحقیق می توان در تدبیر راهکارهای مدیریتی مناسب در جهت کنترل و کاهش آلاینده ها با هدف بهبود سیستم بهره گرفت.
کلمات کلیدی: آلودگی هوا، محیط زیست، آلاینده های گازی و ذرات معلق هوا، PSI، اتوبوس های درون شهری، توقفگاه .
بیتردید یکی از مهمترین مباحث در محیطزیست، آلودگی هوا میباشد که از عوامل مهم و اساسی در حیات موجودات زنده اعم از انسان، حیوان و نبات است و بدون آن لحظهای زندگی ممکن نیست. شاید بتوان علل اصلی آلودگی هوا را در احتراق ناقص و نامناسب جستجو کرد که در اثر عدم سوخت رسانی کامل و یا نسبت نامناسب هوا و سوخت پس از احتراق آلاینده هایی نظیر مونواکسید کربن، اکسیدهای گوگرد، اکسیدهــای نیتروژن، ذرات معلق، خاکستر و دوده و هیدروکربن های نسوخته یا تبدیل نشده وارد هوا شده و آلودگی آن را سبب می شوند. تحقیقات بسیاری در زمینه کنترل و سنجش میزان آلاینده های هوا در نقاط مختلف جهان و ایران صورت گرفته است(1). از جمله این تحقیقات می توان به موارد زیر اشاره نمود:
هدف از انجام این پژوهش تعیین میزان آلاینده های گازی و ذرات معلق (PM10) در هوای آزاد پارکینگ اتوبوس های درون شهری در مناطقی از شرق، غرب و جنوب تهران می باشد، تا در نهایت با تعیین میزان متوسط سالانه و تعیین شاخص استاندارد آلودگی (PSI) وضعیت کیفی هوای آزاد این مناطق مورد ارزیابی قرار می گیرد.
مواد و روش ها
این پژوهش از نوع توصیفی مقطعی می باشد. در انجام این تحقیق ابتدا مطالعات مشابه در ایران و سایر کشورها و اطلاعات مربوط به اندازه گیری آلاینده های گازی و ذرات معلق (PM10) بررسی گردیده و توصیه ها و استانداردهای جهانی در این خصوص لحاظ می گردد؛ سپس مناطق و سایت ها، ایستگاه های سنجش آلاینده ها، تعداد ایستگاه ها و موقعیت مکانی آن ها شناسایی و استراتژی سنجش آلاینده های گازی و ذرات معلق (PM10) و برنامة زمانی اندازه گیری ها و دستگاه های مورد نیاز تعیین می گردد. در ادامه با تهیه بانک اطلاعاتی جهت ذخیرة داده ها، تحلیل داده ها و استخراج نتایج و مقایسه نتایج با استانداردهای معتبر بین المللی، راهکارهای مناسب جهت کنترل و کاهش آلاینده و در نهایت تهیه و تدوین گزارش نهایی ارایه می گردد.
در این مطالعه براساس امکانات و اهمیت پارامترهای ذکرشده آلاینده های اصلی هوا نظیر دی اکسید گوگرد(SO2)، دی اکسید نیتروژن(NO2)، مونواکسید کربن(CO)، ازن(O3) و ذرات معلق کوچک تر از 10 میکرون (PM10) جهت اندازهگیری انتخاب و مورد ارزیابی قرار میگیرند.
از آن جایی که زمان اندازه گیری آلاینده های گازی و ذرات معلق در یک دورة یکساله و در چهار فصل (4 مرحله) می باشد، لذا حتی المقدور دو هفته میانی از ماه دوم از هر فصل به عنوان نمایندة آن فصل جهت اندازه گیری ها انتخاب گردید. شروع فعالیت تابستان88 و پایان آن بهار 89 می باشد.
در اندازه گیری ذرات معلق (فازاول از هر مرحله) نیز جهت نمونه گیری، دوره ای 24 ساعته لحاظ گردید.
در اندازه گیری آلاینده های گازی (فاز دوم از هر مرحله) با عنایت به نوع فعالیت، یک دورة 8 ساعته از 4 صبح تا 11صبح انتخاب گردید.
تعداد نمونه بستگی به هدف نمونه برداری، غلظت آلاینده و نحوة انتشار مواد آلاینده دارد. چنانچه انتشار مواد در محیط کار یکنواخت باشد 2 تا 5 نمونه جهت تعیین غلظت آلاینده در محیط کار کافی خواهد بود(9) .
جهت نمونه گیری ذرات معلق در یک دورة 24 ساعته، 6 ایستگاه و به منظور نمونه گیری آلاینده های گازی هوا در هر دورة 8 ساعته (4 نمونه از هر ایستگاه در ساعات 4،5،9و11)، مجموعاً 6 نمونه جهت ذرات معلق و 144 نمونه نیز جهت گازها در هر فصل و نهایتاً 24 نمونه جهت ذرات معلق و 576 نمونه جهت گازها در یکسال اخذ شده است.
ـ سنجش غلظت گازها:
توسط سیستم نمونهبرداری شامل پمپ، باطری و جعبه شیشه ای، نمونهای از هوای محیط در کیسههای مخصوص و مقاوم (Tedlar Bag) جمعآوری شده و سپس توسط دستگاه های آنالایزر، غلظت گازهای مورد نظر در نمونهها اندازهگیری میشود. به علت ماهیت گاز منوکسید کربن برای نمونه برداری، نیاز به باکس شیشهای نمی باشد؛ زیرا بیشتر در نمونه گیری هیدرو کربن هـا از این باکس استفاده می گردد.
آنالایزرهای مورد استفاده به شرح ذیل میباشند:
جدول 1- آنالایزرهای مورد استفاده در سنجش آلاینده های گازی
نام گاز |
نام آنالایزر |
واحد اندازهگیری |
دیاکسیدگوگرد |
SA AF 22M |
ppb |
اکسیدهای نیتروژن |
SA AC 32M |
ppb |
منوکسید کربن |
SA CO 12M |
ppm |
ازن |
SA O3 42M |
ppm |
به منظور سنجش غلظت ذرات معلق موجود در هوای محیط، از دستگاه نمونهگیری هوا
(Low Sampler Model:BGIPQ100) استفاده شده است. این دستگاه هوای محیط را با شدت تقریباً ثابت (20 lit/min) از یک فیلتر عبور میدهد و ذرات معلق موجود در هوا را بر روی آن مینشاند. از تقسیم اختلاف وزن فیلتر در طی نمونهگیری، بر حجم کل هوای عبوری از فیلتر، غلظت ذرات معلق در مدت زمان نمونهگیری تعیین می گردد(10).
یافته های تحقیق:
با توجه به نتایج به دست آمده می توان وضعیت انتشار آلایندههای مختلف در زمان های مورد سنجش را با یکدیگر مقایسه نمود؛ بدین ترتیب می توان زمان انباشت آلایندهها را مورد مطالعه دقیق تر قرارداده و از روی آن اقدامات پیشگیرانه را تعریف نمود و یا نقاط حساس را مورد شناسایی قرارداد. نهایتاً با این چنین تحلیل هایی می توان نقاط تأثیرگذار بر روی آلایندگی محیط را مشخص نموده و در اقدامهای اصلاحی مورد ملاحظه قرار داد. نتایج حاصل از نمونه گیری ها در هر فصل به شرح جداول زیر می باشد:
جدول2- نتایج حاصل از سنجش میزان غلظت آلاینده های گازی و ذرات معلق در هوای آزاد
توقفگاهاتوبوس های درون شهری تهران، تابستان88
منطقه تهران |
CO (PPM) |
SO2 (PPB) |
O3 (PPB) |
NO2 (PPB) |
PM10 (μg∕Nm³) |
شرق |
467/2 |
542/36 |
167/7 |
917/118 |
68 |
جنوب |
66/3 |
518/37 |
444/6 |
689/97 |
1/163 |
غرب |
731/1 |
74/28 |
996/7 |
001/115 |
6/47 |
شمال غرب |
004/1 |
052/27 |
741/8 |
28/142 |
8/57 |
جنوب شرقی |
41/1 |
83/26 |
74/10 |
16/114 |
2/44 |
حد استاندارد |
9 |
140 |
120 |
210 |
150 |
جدول3- نتایج حاصل از سنجش میزان غلظت آلاینده های گازی و ذرات معلق در هوای آزاد
توقفگاهاتوبوس های درون شهری تهران، پائیز88
منطقه تهران |
CO (PPM) |
SO2 (PPB) |
O3 (PPB) |
NO2 (PPB) |
PM10 (μg∕Nm³) |
شرق |
858/6 |
583/39 |
125/11 |
792/154 |
2/27 |
جنوب |
737/2 |
764/33 |
825/12 |
75/90 |
4/88 |
غرب |
611/3 |
713/16 |
92/43 |
333/78 |
7/65 |
شمال غرب |
72/2 |
1/50 |
4/16 |
25/116 |
4/20 |
جنوب شرقی |
98/2 |
35/7 |
95/47 |
05/96 |
4/54 |
حد استاندارد |
9 |
140 |
120 |
210 |
150 |
جدول4- نتایج حاصل از سنجش میزان غلظت آلاینده های گازی و ذرات معلق در هوای آزاد
توقفگاهاتوبوس های درون شهری تهران، زمستان88
منطقه تهران |
CO (PPM) |
SO2 (PPB) |
O3 (PPB) |
NO2 (PPB) |
PM10 (μg∕Nm³) |
شرق |
676/1 |
851/11 |
502/13 |
693/66 |
4/71 |
جنوب |
526/3 |
134/17 |
879/9 |
264/78 |
9/152 |
غرب |
494/1 |
74/17 |
025/13 |
793/101 |
34 |
شمال غرب |
003/3 |
688/20 |
494/12 |
31/106 |
4/37 |
جنوب شرقی |
088/2 |
465/19 |
832/10 |
688/79 |
7/142 |
حد استاندارد |
9 |
140 |
120 |
210 |
150 |
جدول5- نتایج حاصل از سنجش میزان غلظت آلاینده های گازی و ذرات معلق در هوای آزاد
توقفگاهاتوبوس های درون شهری تهران، بهار89
منطقه تهران |
CO (PPM) |
SO2 (PPB) |
O3 (PPB) |
NO2 (PPB) |
PM10 (μg∕Nm³) |
شرق |
571/1 |
917/15 |
13 |
5/49 |
68 |
جنوب |
8/1 |
389/29 |
611/7 |
917/52 |
3/69 |
غرب |
379/1 |
25/9 |
542/21 |
667/46 |
8/40 |
شمال غرب |
885/1 |
55/17 |
55/7 |
8/103 |
68 |
جنوب شرقی |
81/1 |
65/20 |
8/6 |
4/60 |
2/61 |
حد استاندارد |
9 |
140 |
120 |
210 |
150 |
ـ بررسی نتایج حاصله از منظر شاخص استاندارد آلودگی(PSI)
در محاسبه PSI از فرمول زیر استفاده می گردد:
به منظور تسهیل در امر محاسبة شاخص استاندارد آلودگی در هر فصل، با استفاده از نرم افزار EXCEL 2007 و نوشتن فرمول های مربوطه محاسبة این شاخص میسر گردید.
نمودار 1- مقایسه شاخص استاندارد آلودگی (PSI) جهت آلاینده های گازی و ذرات معلق در هوای آزاد
توقفگاهاتوبوس های درون شهری تهران، در تابستان88
نمودار 3- مقایسه شاخص استاندارد آلودگی (PSI) جهت آلاینده های گازی و ذرات معلق در هوای آزاد توقفگاهاتوبوس های درون شهری تهران، در زمستان88
نمودار 4- مقایسه شاخص استاندارد آلودگی (PSI) جهت آلاینده های گازی و ذرات معلق در هوای آزاد
توقفگاهاتوبوس های درون شهری تهران، در بهار 89
تفسیر نتایج
با عنایت به اطلاعات جمع آوری شده از 42 ایستگاه سنجش در هر فصل که در سطح سایت های انتخابی پراکنده بوده است، در مدت زمان یک سال نمونه گیری خلاصة نتایج به شرح جدول 2 تا جدول 5 آورده شده است. در نمودارهای شمارة 1 تا 5 نیز نتایج به دست آمده از منظر شاخص استاندارد آلودگی(PSI) ارائه گردیده است.
با عنایت به نتایج حاصل شده و نیز محاسبة شاخص PSI، از نقطه نظر تولید آلاینده ذرات معلق بالای10 میکرون (PM10) در جنوب تهران، عدد حاصله در فصل تابستان88 فراتر از حد استاندارد بوده است که علت آن عدم وزش باد و سکون هوا و مهمتر از همه افزایش آلاینده های هوا ناشی از کل منابع متحرک در آن منطقه گزارش گردیده است؛ بطوریکه طبق گزارش پایگاه های سنجش شرکت کنترل کیفیت هوا دقیقاً در همان زمان نمونه برداری در سایت ها، میزان این آلاینده در تابستان88 ، µg/Nm3 84/152 بوده است. در خصوص علت افزایش بیش از حد تولید این آلاینده در پائیز88 (µg/Nm31/163) علاوه بر عدم وزش باد مناسب، می توان روشن بودن تعدادی از اتوبوس ها به مدت زمان نسبتاً طولانی در منطقه را علت این امر دانست. خوشبختانه با تدابیر مسئولین محترم و صدور دستورالعمل های مربوطه این مشکل مرتفع گردید؛ به نحوی که در نتایج به دست آمده در زمستان88 و بهار 89 در همان منطقه، میزان تولید این آلاینده به ترتیب به میزان µg/Nm34/88 و µg/Nm3 3/69 تقلیل یافت. در مورد تولید سایر آلاینده ها نیز مشکل خاصی وجود نداشته و میزان تولید آن ها کمتر از حد استاندارد بوده است.
پیشنهادها
منابع
Determination of the fieldamount ofairpollutionand PSI Index in the parkingbusesin Tehran city
Nabi Ullah Mansouri[3]
Amir Jamshidi Ghasem Abadi[4]
Abstract
Introduction:
The destructive effects of air pollution on human health no one is wearing. The transport network management solutions to reduce pollution in metropolitan cities, including Tehran, especially buses and bus stop within the city, including places where the main air pollutants generated from the point of measurement is important.
Methods:
This was a cross-sectional study aims to determine the amount of gaseous pollutants and particulate matter (PM10) in the open air bus stop within the urban areas of East, West and South Tehran is to determine the amount of pollutants and pollution standard index (PSI), air quality in these areas should be assessed. Analyzers using the digital measurement of gaseous pollutants (SAAF22M, SAAC32M, SACO12M, SAO342M) and sampling PM10 (Low Sampler Model: BGIPQ100), the required sample taken from the summer 88 to spring 89. The PM sampling in a 24-hour period, 6 stations to sample the air gaseous pollutants in each 8-hour period (4 samples from each station for 4,5,9 and 11 O’clocks), a total of 6 samples for particulate matter and 144 the sample gases at the end of each season and 24 samples and 576 samples for gases and particles is obtained in one year.
Conclusion:
Research result shows that the rate of gas emissions in selected areas, the amount of pollution in any of the sites was not beyond the approved standards. The particulate matter (PM10) pollution levels in the summer and fall of 88 in southern Tehran 152/9 μg/Nm3 and 163/1 μg/Nm3, beyond the standard level.Using the survey results can be useful in devising management strategies to control and reduce emissions with the aim of improving the system utilized.
Keywords: pollution, environment, gaseous and particulate air pollutants, PSI, city bus, stand
1- استادیار دانشکده محیط زیست و انرژی، واحد علوم و تحقیقات تهران.
2- کارشناس ارشد مهندسی محیط زیست ـ گرایش آلودگی هوا، دانشکده محیط زیست و انرژی، واحد علوم و تحقیقات تهران.
1- Assistant Professor, Department of Environment and Energy, Science and Research Branch Tehran
2- MS in environmental engineering, air pollution trends, Department of Environment and Energy, Science and Research Branch Tehran