نشریه محیط زیست طبیعی

مدل‌سازی فضایی انتشار آلاینده‌های هوا از منابع متحرک در کلان‌شهر کرج

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری محیط زیست، استادیار گروه محیط زیست، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 دانشجوی دکتری مهندسی منابع طبیعی- محیط زیست، آلودگی محیط زیست، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

آلودگی هوا یکی از مهم‌ترین مشکلات در کلانشهرها است. جهت تهیة برنامه جامع کاهش آلودگی هوا و در حقیقت پیشگیری از انتشار آلاینده‌ها بایستی در ابتدا مقدار و اهمیت انتشار آلاینده‌های مهم از منابع مختلف تعیین شود. لذا هدف از این مطالعه، بررسی میزان انتشار آلاینده‌های مهم هوا از منابع متحرک و مدل‌سازی و تعیین توزیع فضایی هر یک از آن­ها در شهر کرج بود. برای این منظور با استفاده از مدل بین­المللی انتشار از وسایل نقلیة (IVE) به تفکیک نوع وسایل نقلیه، ضرایب انتشار آلاینده‌های هوا تعیین شد. در نهایت میزان و توزیع انتشار سالانة آلاینده­های ناشی از تردد وسایل نقلیه در شهر کرج محاسبه و با توجه به شبکة معابر شهر در GIS توزیع فضایی انتشار آلاینده‌ها نقشه سازی شد. نتایج مطالعه نشان داد که میزان حداکثر انتشار سالانة آلاینده‌ها شامل مونوکسیدکربن، اکسیدهای نیتروژن، اکسید­های گوگرد، ترکیبات آلی فرار، ذرات معلق و دی‌اکسیدکربن به ترتیب 84/1688، 61/185، 26/6، 16/31، 54/120 و 04/33737 تن در سال است. نتایج نشان داد که انتشار ذرات معلق و اکسیدهای نیتروژن مرتبط با وسایل نقلیة سنگین و در معابر بزرگراهی و انتشار مونوکسیدکربن و آلاینده‌های آلی فرار مرتبط با وسایل نقلیة سبک و در معابر شریانی هستند. به­علاوه ضریب انتشار اکسیدهای گوگرد برای وسائل نقلیة سنگین بیشتر بوده ولی درکل، میزان منتشر شده از وسائل نقلیة سبک‌تر به دلیل تعداد بیشتر آن­ها نسبت به وسائل نقلیة سنگین بیشتر بود. همچنین بالاترین مقدار انتشار آلاینده‌ها در مناطق 3، 4 و 6 و پایین‌ترین مقدار در مناطق 1، 8 و 9 مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Spatial modelling of air pollutants emission from mobile sources in Karaj metropolis

نویسندگان [English]

  • Mazaher Moeinaddini 1
  • g g 2
  • g g 2

1

2 g

چکیده [English]

Air pollution is one of the most important problems in megacities. To provide comprehensive reduction plan for air pollution and pollutants emission prevention, first it must be estimated the amount and importance of major pollutants emission from various sources. The aims of this study were estimation the air pollutants emission from mobile sources and spatial modelling for each pollutant in Karaj. International vehicle emission model (IVE) was used to obtain air pollutants emission factors based on vehicle type. Finally, the annual pollutants emissions of vehicle fleet were calculated and spatial distribution of pollutants emissions based on traffic data and road networks were mapped in GIS environment. The results showed that the maximum annual emission of air pollutants including carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), volatile organic compounds (VOCs), particulate matters (PM) and carbon dioxide (CO2) were estimated about 1688.84, 185.61, 6.26, 31.16, 120.54 and 33737.04 t y-1, respectively. The highways and the heavy vehicles were the major source for PM and NOx. In addition, the arterial roads and light vehicles were the main source for CO and VOCs. Despite the highest SOx emission factor was for heavy vehicles, the total SOx emission from light vehicles was higher than heavy vehicles because of their numbers. Also, the highest emissions amount of pollutants in municipal districts of Karaj were in 3, 4 and 6 and the lowest amount were in 1, 8 and 9.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mobile Sources
  • Emission Inventory
  • IVE model
  • Karaj
Beelen, R., Hoek, G., Van Den Brandt, P.A., Goldbohm, R.A., Fischer, P., Schouten, L.J., Armstrong B, Brunekreef B., 2008. Long-term exposure to traffic-related air pollution and lung cancer risk. Epidemiology19: 702-710.
Cai, H., Xie, S., 1995. Temporal and spatial variation in recent vehicular emission inventories in China based on dynamic emission factors. Journal of the Air & Waste Management Association 63:310-326.
Chen, C., Huang, C., Jing, Q., Wang, H., Pan, H., Li, L., 2007. On-road emission characteristics of heavy-duty diesel vehicles in Shanghai. Atmospheric Environment 41: 5334-5344.
Che, W.W., Zheng, J.Y., Wang, S.S., Zhong, L.J., Lau, A.I., 2011. Assessment of motor vehicle emission control policies using Model-3/CMAQ model for the Pearl river delta region, China. Atmospheric Environment 45: 1740-1751.
Deputy of strategic planning and control. Outpot of census of population and housing, Statistical center of Iran; 2011 (in Persian).
Fu, X., Wang, S., Zhao, B., Xing, J., Cheng, Z., Liu, H., Hao, J., 2013. Emission inventory of primary pollutants and chemical speciation in 2010 for the Yangtze river delta region, China. Atmospheric Environment 70: 39-50.
Goyal, P., Mishra, D., Kumar, A., 2013. Vehicular emission inventory of criteria pollutants in Delhi. Springer Plus 2 (216):1-11.
Iqbal, A., Allan, A., Zito, R., 2016. Meso-scale on-road vehicle emission inventory approach: a study on Dhaka City of Bangladesh supporting the ‘cause-effect’ analysis of the transport system. Environmental Monitoring and Assessment 188(3), 1-21.
Mabahwi, N.A.B., Leh, O.L.H., Omar, D., 2014. Human health and wellbeing: human health effect of air pollution. Procedia Soc. Behav. Sci 153: 221–229.
Municipality of Karaj. Outpot of comprehensive studies plan of transportation and traffic of Karaj city; 2014 (in Persian).
O’Leary, B.F., Lemke, L.D., 2014. Modeling spatiotemporal variability of intra-urban air pollutants in Detroit: a pragmatic approach. Atmospheric Environment 94:417-427.
Pant, P., Harrison, R.M., 2013. Estimation of the contribution of road traffic emissions to particulate matter concentrations from field measurements: a review. Atmospheric Environment 77, 78-97.
Pattinson, W., Longley, I, Kingham, S., 2014. Using mobile monitoring to visualise diurnal variation of traffic pollutants across two near-highway neighbourhoods. Atmospheric Environment. 94, 782-792.
Pinto, J.P., Lefohn, A.S., Shadwick, D.S., 2004. Spatial variability of PM2.5 in urban areas in the United States. Journal of the Air & Waste Management Association 54: 440-449.
Qie, P., Tian, H., Zhu, C., Liu, K., Gao, J., Zhou, J., 2014. An elaborate high resolution emission inventory of primary air pollutants for the Central Plain Urban Agglomeration of China. Atmospheric Environment 86:93-101.
Rakowska, A., Chun Wong, K., Townsend, T., Chan, K.L., Westerdahl, D., Ng, S., Močnikd, G., Drinovec, L., Ning, Z., 2014. Impact of traffic volume and composition on the air quality and pedestrian exposure in urban street canyon. Atmospheric Environment 98, 260-270.
Rosenlund, M., Forastiere, F., Porta, D., De Sario, M., Badaloni, C., Perucci, C.A., 2009. Traffic-related air pollution in relation to respiratory symptoms, allergic sensitisation and lung function in schoolchildren. Thorax 64: 573-580.
Shabazi, H, Babaei, M, Afshin, H, Hosseini, V. Emission inventory of Tehran pollutants for 2013. 2nd ed; mobile sources, Report produced by air quality control Co. of Tehran municipality, Report No. QM/94/04/03/(U)//02- 2015.
Shahbazi, H, Taghvaee, S, Hosseini, V, Afshin H., 2016. A GIS based emission inventory development for Tehran. Urban Climate, 17:216-229.
Streets, D.G., Bond, T.C., Carmichael, G.R., Fernandes, S.D., Fu, Q., He, D., Klimont, Z., Nelson, S.M., Tsai, N.Y., Wang, M.Q. and Woo, J.H., 2003. An inventory of gaseous and primary aerosol emissions in Asia in the year 2000. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 108(D21).
Su, S.S., Li, B.G., Cui, S.Y., Tao, S., 2011. Sulfur dioxide emissions from combustion in China: from 1990 to 2007. Environmental Science & Technology 45: 8403-8410.
Tang, X., Zhang, Y., Yi, H., Ma, J., Pu, L., 2012. Development a detailed inventory framework for estimating major pollutants emissions inventory for Yunnan Province, China. Atmospheric Environment 57, 116-125.
Wai, W., Tam, S., Wong, T.W., Wong, A.H.S., 2015. Association between air pollution and daily mortality and hospital admission due to Ischaemic heart diseases in Hong Kong. Atmos. Environ 120:360-368.  
Wang, H., Chen, C., Huang, C., Fu, L., 2008. On road vehicle emission inventory and its uncertainty analysis for Shanghai, Chine. Science of the Total Environment 398: 60-67.
Wang, H., Fu, L., 2010. Developing a High-Resolution Vehicular Emission Inventory by Integrating an Emission Model and a Traffic Model: Part 2—A Case Study in Beijing. The Journal of the Air & Waste Management Association 60:1471-1475.
WHO, 2012. IARC: Diesel Engines Exhaust Carcinogenic. International Agency for Research on Cancer, World Health Organization press release. Report number: 213.
Zhang, Q., Xu, J., Wang, G., Tian, W., Jiang, H., 2008. Vehicle emission inventories projection based on dynamic emission factors: a case study of Hangzhou, China. Atmospheric Environment 42: 4989-5002.
نشریه محیط زیست طبیعی
دوره 70، شماره 4
دی 1396
صفحه 935-947