آموزشی استانداردهای کیفیت هوا و شبکه ایستگاه‌های پایش

[Ramina.p]

استانداردهای کیفیت هوا و شبکه ایستگاههای پایش (Monitoring) در تهران
مرکز هماهنگی اطلاع رسانی آلودگی هوا یا مرکز مهار در تهران با هدف سنجش ، پیش بینی و اطلاع رسانی آلودگی هوا از نیمه دوم سال 79 آغاز به کار نموده است. این مرکز با همکاری سازمان هواشناسی کشور ، سازمان حفاظت محیط زیست ایران ، شرکت کنترل کیفیت هوا (شهرداری تهران) و وزارت بهداشت ، درمان و آموزش پزشکی تشکیل شده است. با توجه به اینکه کیفیت هوا سرانجام به دو عامل منابع انتشار و وضعیت جوی بستگی دارد، اطلاعات اخذ شده از ایستگاهها به استناد گزارش های وضعیت جوی ، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و به صورت گزارش ها و اخبار مختلف در اختیار ارگان های دولتی ذیربط و رسانه های عمومی قرار می گیرد.

 

[Ramina.p]

اطلاعات مربوط به آلودگی هوا مربوط به ایستگاههای شرکت کنترل کیفیت هوا و سازمان حفاظت محیط زیست می باشد. اطلاعات مربوط به وضعیت های آب و هوایی مربوط به سازمان هواشناسی کشور است. وظیفه وزارت بهداشت نیز تشخیص ناسالم بودن کیفیت هوا برای سلامت عمومی و توصیه های بهداشتی برای شهروندان می باشد.
آلاینده های اصلی: موسسه حفاظت محیط زیست امریکا (EPA) شش آلاینده اصلی را به عنوان معیار انتخاب کرده و آنها را به دو دسته اولیه و ثانویه تقسیم بندی کرده است.

آلاینده هاب اولیه شامل منواکسید کربن ، دی اکسید نیتروژن ، دی اکسید گوگرد ، ذرات معلق با قطر کمتر از 10 میکرومتر و سرب و آلاینده ثانویه ازن می باشد.

 

[Ramina.p]

جدول (4) استاندارد آلاینده ها را نسان می دهد. این استانداردها به گونه ای وضع می شوند که باعث حفاظت بهداشت عمومی (ساختمان ها ، مزارع و حیوانات علاوه بر انسان ها) می گردند. در شرایطی که بخواهیم مشخص کنبم کدام یک از آلاینده ها دارای اثر نامطلوب نسبلی بیشتری است از شاخص استاندارد آلاینده (Pollutant Standard Index) استفاده می کنیم. مطابق این شاخص وضعیت آلودگی هوا به پنج دسته تقسیم شده که در جدول (5) آمده است. 100 حد مجاز می باشد. مقادیر این شاخص با استفاده از روش درون یابی خطی یا غیر خطی و مقادیر متناظر با جدول 6 بدست آمده است

 

[Ramina.p]

جدول زیر مقادیر (PSI) متناظر با وضعیت کیفیت هوا
حدود PSIوضعیت هوا
49-0پاک
99-50مجاز
199-100ناسالم
299-200بسیار ناسالم
300خطرناک

 

[Ramina.p]

پارمترهای اندازه گیری شده در ایستگاههای پایش
- دما بر حسب سانتی گراد
- رطوبت نسبی (درصد)
- سرعت باد (مایل بر ساعت)
- جهت باد (درجه)
- تابش خورشید (کیو وات بر متر مربع")
- منواکسید کگربن (ppm)
- هیدروکربن ها (ppm)
- دی اکسید نیتروژن (ppb)
- اکسید نیتریک (ppb)
- اکسید نیتروژن (ppb)
- اکسیدهای نیتروژن (ppb)
- دی اکسید گوگرد (ppb)
- ازن (ppb)
- ذرات معلق (PM10)

 

[Ramina.p]

روش تعیین PSI: برای تعیین وضعیت کلی هوا از شاخص ماکزیمم استفاده می شود یعنی بالاترین SPI بین چند لایه.
ایستگاههای پایش واقع در تهران عبارتند از:
1- ویلا
2- بازار
3- فاطمی
4- اقدسیه (موبایل)
5- پارک پردیسان
6- آزادی
7- فرهنگسرای بهمن
8- قلهک
9-سرخه حصار
10- تجریش

 

[Ramina.p]

مدل های پیش بینی آلاینده های جوی
مدل های کیفیت هوا (Air Quallity Models) آینده انتشارات آلاینده ها را شبیه سازی می کنند. این مدل ها فرآیندهای انتقال (Transportation) و پراکنش (Dispersion) آلاینده ها را در جو تعیین می کنند. در مدل های مختلفغ روش های گوناگونی برای نمایش یا پارامترسازی فرآیندهای مختلف نظیر انتقال ، پراکنش ، پخش ، نهشت تر و خشک و تبدیلات شیمیایی وجود دارد.
در مقیاس نزدیک یک منبع (مانند یک دودکش) شرایط تلاطم محلی و پلوم گرمایی بر فرآیند پراکنش حاکم می شود.
در مقیاس شهری آمیختگی تلاطمی و واکنش های شیمیایی مهمترین فرآیندها هستند. در مقیاس های میانی (Meso scale) واکنش های شیمیایی و انتقال ناشی از باد فاکتورهای کنترل آلودگی هستند.
در مقیاس قاره ای انتقال ناشی از باد ونهشت ها بزرگترین فرآیندها هستند.
از این مدل ها ، مدل پراکنش گوسی آسان ترین مدل از نظر پارامترسازی فاکتورهای هواشناسی به حساب می آید. به دلیل پیچیدگی مسئله آلودگی هوا ، مدل های جامعی طراحی شده است. این مدل ها شامل مدل های آلودگی هوا و مدل های پیش بینی وضع هوا هستند، به این ترتیب که خروجی مدل های عددی پیش بینی وضع هوا ورودی مدل های کیفیت هوا به حساب می آید. موفقیت این مدل های جامع به ارزیابی درست پارامترهای هواشناسی در سه بعد (مدل های پیش بینی وضع هوا) بر می گردد. مثلا پارامرهای هواشناسی در جهت قائم برای اندازه گیری بسیار مشکل هستند.مثلا در سال 1995 ، Lyons مدل هواشناسی میان مقیاس پیشیابی یا RAMS را همراه با مدل لاگرانژی پراکنش ذرات در منطقه ساحلی بکار برد.

 

[Ramina.p]

مدل گوسی: مدل گوسی به سه بخش منبع نقطه ای ، منبع خطی و منبع سطحی تقسیم می شود. ساده ترین آن وقتی که منبع تولید آلاینده به صورت یک نقطه (یک دودکش) در نظر گرفته شود. منبع خطی مانند وسایط نقلیه در یک برگراه و منبع سطحی مانند تعداد زیادی از منابع نقطه ای (شکل 13). این شکل سطح مقطع یک بلوم دود را نشان می دهد. Zجهت قائم ، X فاصله از منبع می باشد. این مدل فرض می کند که غلظت آلاینده ها به صورت توزیع نرمال هم در جهت افق و هم در جهت قائم است. اگر انتشارات از یکی منبع مجازی با ارتفاع H خارج شوند، در طول خط مرکزی (خط چین) پخش می شوند. فرضیات مدل به شرح زیر است.
میزان انتشار از منبع ثابت است (آلاینده ؟)
سرعت باد با زمان و ارتفاع ثابت است.
آلاینده پایستار است یعنی توسط واکنش شیمیایی و نهشت از بین نمی رود و یا زمانیکه با سطح زمین برخورد می کند جذب و یا منعکس نمی شود.
زمین های اطراف منبع تقریبا هموار و دارای مرز نیستند.
سیستم مختصات سه بعدی در شکل (14) نمایش داده شده است. از آنجائیکه دریافت کننده ها مردم و اکوسیستم ها هستند بنابراین Z=0 فرض می کنیم.
معادله مدل به این صورت است:
فرمول
C(x,y):غلظت در سطح زمین دو نقطه (x,y) بر حسب μg/m3
X: فاصله در جهت Downwind بر حسب m
Y: فاصله افقی از خط مرکزی بلوم بر حسب m
Q: میزان انتشار آلاینده برحسب μg/s
H: ارتفاع موثر دودکش ، (H=h+dh) ، ارتفاع واقعی دودکش و dh همان صعود بلوم است.
U: میانگین سرعت باد در ارتفاع موثر دودکش برحسب m/s
σ y: ضریب پخش افقی (انحراف معیار) برحسب m
σ x: ضریب پخش قائم (انحراف معیار) برحسب m

 

[Ramina.p]

ضریب پخش σ y و σ x انحرزاف معیارهای افقی و قائم توزیع گوسی هستند یعنی 68 درصد از ناحیه زیر منحنی گوسیب با مقدار ±1σ اطراف مقدار میانگین قرار گرفته است. مقادیر کوچکتر ضرایب به این معنی هستند که منحنی گوسی باریکتر و بلندتر و نقادیر بزرگتر نشان دهنده حالت عکس هستند. اگر در جهت باد سوی جریان از منبع دور شویم، ضرایب بزرگتر خواهند شد. این ضرایب پخش نه فقط تابع فاصله (در جهت بادسو) از منبع هستند بلکه بستگی به پایداری جوی نیز دارند. مشخص ترین و همومی ترین روش تعیین ضرایب پخش توسط منحنی پستویل- گیفورد داده شده است