نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• جلیل بادام فیروز ¹
• علیرضا رحمتی ²
• نوشین دانش‌پژوه ³
• رویا موسی زاده ¹
• رضا میرزایی ⁴

¹ گروه علمی اقتصاد محیط زیست، پژوهشکده محیط زیست و توسعه پایدار، سازمان حفاظت محیط زیست، تهران، ایران

² گروه علمی ارزیابی و مخاطرات محیط زیستی، پژوهشکده محیط زیست و توسعه پایدار، سازمان حفاظت محیط زیست، تهران، ایران

³ گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

⁴ گروه نظارت و پایش، بخش محیط زیست انسانی ، اداره کل حفاظت محیط زیست استان مرکزی، اراک، ایران

چکیده

سابقه و هدف: اراک یکی از هشت کلان شهرآلوده ایران به ­حساب می‌آید که آلودگی آن به­ طور عمده تحت تأثیر فعالیت صنایع مختلف مستقر در شهر یا حومه آن می‌باشد. با استفاده از مدل‏سازی آلودگی هوا می‏ توان اثر انتشار ذرات معلق و گازهای ناشی از فعالیت‏ های صنایع مختلف را بر محیط زیست منطقه برآورد نمود. این تحقیق سعی در بررسی تأثیر صنایع موجود و در دست احداث شهر اراک بر کیفیت هوای این شهر با استفاده از مدل ADMS به ­عنوان مدل پرکاربرد و مورد وثوق سازمان حفاظت محیط زیست دارد.
مواد و روش‌ها: با توجه به اینکه در شهر اراک منابع کانونی از منابع اصلی آلودگی هوا می‌باشند، برای مدل‏سازی آلودگی هوای این شهر از مدل ADMS-5.2 استفاده و 17 صنعت بزرگ (شامل 98 دودکش) واقع در محدوده شهر به­ عنوان نقاط آلاینده در نظر گرفته شدند. افزون بر اطلاعات انتشار، اطلاعات هندسی دودکش شامل ارتفاع و قطر دهانه آن و درجه حرارت هوای خروجی نیز وارد مدل شد. به ­منظور صحت­ سنجی نتایج به­ دست آمده از مدل­سازی، نتایج اندازه‌گیری­ های ایستگاه‌های محیطی با مقادیر برآورد شده از مدل­سازی با استفاده از ضریب همبستگی خطی پیرسون مورد مقایسه قرار گرفت.
نتایج و بحث: نتایج به ­دست آمده گویای آن بود که غلظت گازهایCO، SO₂ و NO₂ در همه ایستگاه ­ها در حد مجاز استاندارد سازمان حفاظت محیط زیست است. پراکنش ذرات معلق (خطوط هم مقدار) در شهر اراک به سمت غرب و جنوب غربی تا شعاع 3 کیلومتری در جهت باد غالب و نیمه غالب و در محدوده شازند به سمت غرب تا شعاع 1 کیلومتری در جهت باد غالب و به سمت جنوب غرب تا 5 کیلومتری در جهت باد نیمه غالب صورت گرفته است. سپس به غلظت زمینه منطقه یعنی 1/19 میکروگرم رسیده است. تجمع خطوط هم مقدار گاز SO2 در کانون آلودگی شازند تا شعاع 7 کیلومتری در جهت غرب و تا شعاع 10 کیلومتری در جهت جنوب غرب مشاهده می‌شود. تجمع خطوط هم مقدار گاز NO2 مشابه گاز SO2 می‌باشد. شعاع تأثیر گاز CO از اراک به سمت شازند کشیده شده است. تجمع خطوط هم مقدار گاز CO در اراک تا شعاع 5 کیلومتری در جهت غرب و و جنوب غرب صورت گرفته است. تجمع خطوط هم مقدار گاز H2S در شازند تا شعاع 5 کیلومتری در جهت غرب و جنوب شرق و غربی می‌باشد. به­ طور کلی بخشی از اختلاف بین نتایج نمونه‏برداری و مدل‏سازی نشان‌دهنده وجود منابع آلاینده­ای است که در مدل دیده نشده و خارج از منابع آلاینده کارخانه‌ها است. در بیشتر ایستگاه‌ها نتایج مدل‏سازی و اندازه‌گیری گاز SO₂ اختلاف زیادی نداشت و ضریب همبستگی داده­ ها بالاست که بیانگر دقت محاسبات و نقش پررنگ صنایع در نظر گرفته شده بر غلظت این آلاینده گازی است. همچنین، در بیشتر ایستگاه‌ها نتایج اندازه‌گیری‌محیطی گاز NO₂ نسبت به مدل‏سازی کمتر بود که نشان می‌داد صنایع، سهم بیشتری در انتشار این گاز در آن نقاط داشته است. احتمالا به ­دلیل در نظر گرفتن صنایع در دست احداث، انتشار این آلاینده بیشتر از مقدار موجود تخمین زده شده است. غلظت اندازه‌گیری ‌محیطی گاز CO در همه ایستگاه‌ها بیشتر از نتایج مدل‏سازی است. صنایع، سهم کمی در بار آلودگی این آلاینده دارند و در منطقه ­های شهری غلظت گاز مونوکسیدکربن به منابع متحرک و بار ترافیکی وابسته است.
نتیجه‌گیری: در مجموع، منحنی میزان‌های آلایندگی شهر نشان داد که کانون آلایندگی در جنوب شرقی اراک و در مجموعه پالایشگاه، پتروشیمی و نیروگاه حرارتی قرار گرفته است. با توجه به اورلی کانتور پراکنش گاز و ذرات، تعدادی از نقاط که در تمام کانتورها در نزدیکترین فاصله به کانون آلودگی بوده است، به ­عنوان نقاط حساس و دو نقطه به­ عنوان ایستگاه شاهد و 4 نقطه نیز به ­عنوان ایستگاه‌های در معرض آلودگی در هر دوره پیشنهاد شد.

کلیدواژه‌ها

• پایش
• اراک
• مدلسازی
• کیفیت هوا

20.1001.1.17351324.1401.20.1.2.1

عنوان مقاله [English]

Investigating the impact of existing and under construction industries on the air quality of Arak City using ADMS model

نویسندگان [English]

• Jalil Badamfirooz ¹
• Alireza Rahmati ²
• Nooshin Daneshpajooh ³
• Roya Mousazadeh ¹
• Reza Mirzaei ⁴

¹ Research Group of Environmental Economics, Research Center for Environment and Sustainable Development (RCESD), Department of Environment, Tehran, Iran

² Research Group of Environmental Assessment and Risk, Research Center for Environment and Sustainable Development (RCESD), Department of Environment, Tehran, IranResearch Center for Environment and Sustainable Development (RCESD), Tehran, Iran

³ Department of Environmental Engineering, Faculty of Civil Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran

⁴ Monitoring Group , Human Environment Sector , Department of Environment, Markazi Province, Arak, Iran

چکیده [English]

Introduction: Arak is one of the eight most polluted cities in Iran, whose pollution is mainly due to the activities of various industries located in the city or its suburbs. Using air pollution modeling it would be possible to estimate the effect of emissions of suspended particles and gases from the activities of various industries on the local environment. This study is an attempt to investigate the impact of existing and under construction industries in Arak on the air quality of the city using the ADMS model as a widely used and trusted model of the Department of Environment (DoE).
Material and methods: Because the main sources of air pollution in Arak are of focal type, in modeling air pollution, 17 large industries (including 98 chimneys) located in the city were considered as pollution points. In addition to the emission data, the geometrical data of the chimneys including the height and diameter of their opening and the temperature of the exhaust air were also included in the model. To validate the model outputs, the measurement values of the environmental stations were compared with the values estimated by the modeling using Pearson linear correlation coefficient.
Results and discussion: The results showed that the concentration of CO, SO₂, and NO₂ in all stations was within the permissible level announced by the DoE. The dispersion of suspended particles (contour lines) in the city was to the west and southwest and up to a radius of 3 km in the prevailing and semi-prevailing wind direction. This for Shazand was to the west up to a radius of 1 km in the prevailing wind direction and to the southwest up to 5 km in the direction of semi- prevailing wind until reaching the background concentration of 19.1 μg. Accumulation of SO₂ contour lines in Shazand pollution center was observed up to a radius of 7 km in the west direction and up to a radius of 10 km in the southwest direction. The accumulation of NO₂ contour lines was the same as NO₂. The radius of impact of CO gas was extended from Arak to Shazand. Accumulation of CO contour lines in Arak was up to a radius of 5 km in the direction of west and southwest. The accumulation of H₂S contour lines in Shazand was up to a radius of 5 km towards the directions of west, southeast, and southwest. In general, the difference between the sampling and modeling results indicated the pollution sources that were not observed in the model and were beyond those emitted from the factories. In most stations, the modeled and directly monitored SO₂ concentrations were not much different and the correlation coefficient of the data was high, indicating the accuracy of the calculations and the prominent role of industries in the emission of this gaseous pollutant. Also, in most stations, the results of environmental measurement of NO₂ were less than the modeled values, revealing that the industries had a greater share in the emission of this gas. The overestimate of this emission may probably be due to the inclusion of the under construction industries in the model. The environmental concentration of CO in all stations was higher than the modeled values. Industries have a small share in the pollution load of this pollutant while in urban areas, the concentration of CO depends on the mobile sources and traffic load.
Conclusion: In general, the pollution levels of the city showed that the center of pollution was in the southeast of Arak and in the complex of the refinery, petrochemical company, and thermal power plant. According to the overlaid contours of emissions, a number of points (14 points) that were closest to the pollution centers were proposed as critical stations, two points as control stations, and 4 points as the stations exposed to pollution in each period.

کلیدواژه‌ها [English]

• monitoring
• Arak
• modeling
• air quality