تحلیل زمانی- مکانی شاخص کیفیت هوای شهر تهران در دورة ده‏ ساله

نوع مقاله : مقاله کامل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مدیریت محیطی، دانشکدة جغرافیا و برنامه‏ ریزی دانشگاه اصفهان

2 استاد، دانشکدة جغرافیا و برنامه‏ ریزی، دانشگاه اصفهان

3 استاد، دپارتمان جغرافیا و مؤسسة ایکتا، دانشگاه اتوناما بارسلونا

چکیده

آلودگی هوا، با توجه به پیامدهای زیان‏بار آن، به یکی از ملموس ‏ترین معضلات زیست‏‏ محیطی تهران تبدیل شده ‏است و بررسی و مطالعه بر روی آلودگی هوای تهران به‏ عنوان مسئلة بسیار مهم در پژوهش‏ های مختلف مدنظر قرار گرفته است. اندازه ‏گیری آلودگی هوا با استفاده از شاخص کیفیت هوا و توسط ایستگاه‏ های سنجش کیفیت هوا انجام می‏ گیرد. هدف از این پژوهش بررسی تغییرات زمانی- مکانی آلودگی هوا در دو ماه آذر و دی در طی ده سال (1389-1398) با استفاده از میانگین داده‏های شاخص کیفیت هوا در سطح شهر تهران است. بدین منظور، داده‏ های کیفیت هوا از 21 ایستگاه کنترل کیفیت هوای شهر تهران استخراج و میانگین داده‏ های کیفیت هوا در دو ماه موردنظر محاسبه شد و نقشه‏ های درون‏یابی به روش IDW در محیط نرم‏افزار ArcGIS ترسیم شد. سپس، درصد وسعت پهنه‏ های آلودگی هوا در سطح شهر تهران محاسبه شد و نقشه‏ ها روی هم انداخته شد و تجزیه و تحلیل گردید. نتایج حاصل از پژوهش نشان می‏دهد در ماه ‏های آذر و دی، طی سال ‏های 1389 تا 1398، بیشترین وسعت شهر تهران به ‏ترتیب در پهنه‏های نسبتاً سالم (54 درصد)، ناسالم برای گروه ‏های حساس (23 درصد)، سالم (20 درصد) و پاک (5/1 درصد)، و ناسالم (5/0 درصد) قرار دارد. به عبارتی، کمتر از 2 درصد وسعت شهر تهران در پهنة پاک قرار گرفته است و حتی در برخی از سال‏ها در شهر تهران هوای پاک در این دو ماه وجود نداشته است. از نظر زمانی، سال 1389، با دارابودن بیش از 70درصد پهنة ناسالم برای گروه‏های حساس، جزو آلوده‏ترین و سال 1393 جز پاک ‏ترین سال‏ های مورد بررسی محسوب می ‏شود. همچنین، ایستگاه صنعتی شریف و شاداباد بدون داشتن پهنة پاک و با داشتن AQI 75 به بالا جزو آلوده‏ترین ایستگاه‏ها در همة سال‏ها بوده‏اند. بنابراین، مسئلة آلودگی هوای شهر تهران، علاوه بر بُعد مکانی (قرارگرفتن وسعت وسیعی از شهر در پهنة ناسالم)، مسئله‏ای زمانی (آلودگی زیاد در دورة زمانی طولانی‏مدت) نیز هست. در پایان دلایل مؤثر بر توزیع زمانی- مکانی اعم از طبیعی و انسانی (حمل و نقل و صنعت) بررسی و در مقیاس ‏های ایستگاهی یا کلی تحلیل شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Temporal-spatial analysis of air quality index in Tehran during the period of 10 years

نویسندگان [English]

  • Faezeh Afarideh 1
  • Mohammad Hossein Ramasht 2
  • P. Graham Mortyn 3
1 PhD student in Environmental Management, Faculty of Geography and Planning, University of Isfahan
2 Professor, Faculty of Geography and Planning, University of Isfahan
3 Professor, ICTA and Department of Geography, University of Autonoma ، Barcelona
چکیده [English]

. Air pollution is measured using the air quality index and by air quality measuring stations. The purpose of this study is to investigate the temporal-spatial changes of air pollution in December and January and during ten years from 1389 to 1398 using the average data of air quality index in Tehran. For this purpose, first air quality data were extracted from 21 air quality control stations in Tehran and then the average air quality data in the two months were calculated and IDW interpolation maps were drawn for both months during the ten years studied. In the drawn interpolation maps, the trend of temporal-spatial changes of air pollution during ten years can be observed, then the percentage of air pollution zones in the city of Tehran for both months during the study period have been calculated. Finally, the maps of December and January of the ten years studied were put together separately and analyzed. Thus, spatial and temporal analysis of air quality was performed in December and January for 10 years. The results show that during December and January of 1389 to 1398, the largest area of Tehran, respectively, in the areas, Relatively healthy (54%), unhealthy for sensitive (23%), healthy (20%) and clean (1.5%) and unhealthy (0.5%) groups. In other words, less than 2% of the city of Tehran is located in a clean area, and even in some years in Tehran, there has been no clean air in these two months. In terms of time, December 2010, January 1991 and January 1995 with more than 70% of unhealthy zones for sensitive groups were among the most infected years. Also, Sharif and Shadabad industrial stations without having a clean zone and with AQI 75 and above have been among the most polluted stations in the ten years studied. Therefore, the problem of air pollution in Tehran, in addition to the spatial dimension (being located in a large area of the city in an unhealthy area), is also a matter of time (high pollution in a long period of time).

Introduction



Tehran is one of the 8 most polluted cities in the world and although it has only 1.2% of the total area of the country, but 20% of the total population, 40% of industry and 85% of all professionals live and work in it (Ahmadi Moghadam, Mahmoudi. 1390). The importance and necessity of research stems from the fact that the political center of the country with a population of tens of millions of people today has more than 200 days of air pollution (Seidaei et al., 1998). In this study, temporal and spatial changes of air quality index by IDW interpolation method in December and January and during 10 years from 1389 to 1398 are investigated. According to the intensity of this index during these ten years, first two months, December and January, were selected as the most polluted months in this year, and then to continue the work of air quality data, 21 air pollution measuring stations of Tehran Municipality were calculated and produced inside The search took place.



Methodology

According to the purpose of this study, which is to study the temporal-spatial changes of the average air quality index in Tehran during the ten-year period from 2010 to 2017, the following steps were performed. Air quality data were extracted from 21 air quality control stations affiliated to Tehran Municipality that are scattered throughout Tehran. Then, the average of each month of December and January in each year was calculated. Then, IDW interpolation maps were drawn. Then, from the maps drawn in each year, the percentage of the area of air pollution in the city of Tehran was calculated. Finally, to identify changes and air pollution zones during this ten-year period, ten-year maps were stacked separately and analyzed each month, thus spatial and temporal analysis of air quality in two months. December and January were studied during 10 years.



Discussion



According to the calculations made during December of the ten years under study, on average, about 3% of the city of Tehran was in the area of clean air. Most of Tehran is located in a relatively healthy area, which during the study period, an average of 58% of Tehran is located in this area. The next area of air pollution in Tehran is a healthy area with an average of 22%, the highest area of this area with an average of 75% is in 1390. Unhealthy zones for sensitive groups with an AQI value above 100, cover an average of 18% of the area of Tehran. In just one year, an unhealthy area with an AQI value above 150 can be seen in Tehran, which in 2010 with an average of 0.5% of the city area.

The results of the table and maps show that in January of the ten years under study, on average, only 2% of the area of Tehran was in the clean air zone, and the healthy area, on average, included only 20.5% of the area of Tehran. Becomes. Most of the city of Tehran is located in a relatively healthy area, which during the ten years under study, this amount is 52.5 on average. The unhealthy zone, with about 27% of the city, is in second place.

. In the drawn maps, the trend of pollution changes during December can be seen. According to these maps, the highest range of air pollution was recorded in December 2010 and the lowest in December 1990. In the drawn maps related to January, the highest air pollution zone is related to January 2016 and the lowest pollution zone is related to January 2010.

The results of the two-month maps of the temporal and spatial analysis of the air quality index are very similar, and there is not much difference between December and January in terms of spatio-temporal distribution of air pollution. The only slight difference is in some stations, such as the Sharif University of Technology station, where more pollution was recorded in December than in January.



Conclusion and Suggestions

The results of the research show that during the months of December and January of 1389 to 1398, the largest area of Tehran in the areas of relatively healthy (54%), unhealthy for sensitive groups (23%), healthy (20%), respectively. ) Are clean (1.5%) and unhealthy (0.5%). In other words, less than 2% of the city of Tehran is located in a clean area, and even in some years in Tehran, there has been no clean air in these two months. In terms of time, December 2010, January 1991 and January 1995 with more than 70% of unhealthy zones for sensitive groups were among the most infected years. Also, Sharif and Shadabad industrial stations without having a clean zone and with AQI 75 and above have been among the most polluted stations in the ten years studied. Therefore, the problem of air pollution in Tehran, in addition to the spatial dimension (being located in a large area of the city in an unhealthy area), is also a matter of time (high pollution in a long period of time).





.

کلیدواژه‌ها [English]

  • air pollution
  • spatial-spatial analysis
  • air quality index
  • Tehran
احمدی مقدم، مهدی و محمودی، پرویز (1392). تحلیل داده‏های آلودگی هوای تهران در دهة اخیر، مجلة سلامت و محیط (فصل‏نامة علمی- پژوهشی انجمن علمی بهداشت محیط ایران)، دورة ششم، شمارة اول، صص 33-44.
اسماعیل‏نژاد، مرتضی؛ اسکندری ثانی، محمد و بارزمان، سپیده (1394). ارزیابی و پهنه‏بندی آلودگی هوای کلان‏شهر تبریز، فصل‏نامة برنامه‏ریزی منطقه‏ای، سال پنجم، شمارة 19.
پورعزت، علی‏اصغر؛ صالحی شهرابی، نرگس و عظیمی، محدثه (1391). چالش‏های مدیریت بحران آلودگی هوای کلان‏شهر تهران، اولین کنفرانس مدیریت آلودگی هوا و صدا، دانشگاه صنعتی شریف.
جمشیدی، سمیرا؛ محمدزاده، محمد و غفرانی، مهرنوش (1395). مکان‏یابی و تحلیل آلودگی و منابع آلاینده‏های هوا در کلان‏شهر اصفهان با استفاده از سیستم اطلاعات مکانی (GIS)، مؤسسة آموزش عالی دانشپژوهان پیشرو اصفهان، دورة 7.
رنجبر، محسن و باهک، بتول (1397). تغییرات زمانی- مکانی آلاینده‏های هوا با استفاده از GIS (مورد مطالعه: نیمة شمالی شهر تهران)، جغرافیا، سال هفدهم، شمارة 60.
زیاری، کرامت‏اله؛ واحدیان بیگی، لیلا و پرنون، زیبا (1391). تحلیلی بر بحران زیست‏محیطی و توزیع مکانی فضای سبز شهر تهران، فصل‏نامة مطالعات و پژوهش‏های شهری و منطقه‏ای، سال چهارم، شمارة چهاردهم.
سازمان راهداری و حمل و نقل جاده‏ای (1395). داده‏های تردد شماری جاده‏های استان تهران و البرز، تهران.
سازمان فناوری اطلاعات و ارتباطات شهرداری تهران (از سال 1389 تا سال 1398 ). سال‏نامة آماری شهر تهران، تهران.
سینگری، مریم و بدری بنام، نسیبه (1391). امکان‏سنجی بهره‏گیری از سامانه‏های بام سبز در میان مناطق مختلف شهرداری تبریز، مجموعه‏مقالات همایش جریان و آلودگی هوا، دانشگاه تهران.
شرکت تحقیقاتی نظارت و کنترل کیفیت هوا (2010 - 2020). گزارش سالانه کیفیت هوای تهران.
شفیع‏پور، م. (1387). مهندسی آلودگی هوا، مؤسسة نشر شهر غلی ایران.
شهبازی، ابراهیم (1391). مطالعة توزیع آلودگی‏های شهری با استفاده از روش‏های درون‏یابی، مطالعة موردی: شهر تبریز، پایان‏نامة کارشناسی ارشد اقلیم‏شناسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهر.
صاحبی، سعیده و همکاران (1392). بررسی کیفیت هوای شهری با درون‏یابی آلاینده‏ها در محیط GIS با روش‏های درون‏یابی، مطالعة موردی شهر تبریز، شانزدهمین همایش ملی بهداشت محیط ایران، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی- درمانی تبریز.
صفوی سیدیحیی, علیجانی بهلول(1385) بررسی عوامل جغرافیایی در آلودگی هوای تهران. مجله پژوهش های جغرافیایی, دوره  38 , شماره  58 ; صفحه 99-112.
صفوی، نوید و همکاران (1393). پهنه‏بندی فصلی و مکانی شاخص کیفیت هوا و آلاینده‏های هوای محیطی شهر تبریز به کمک نرم‏افزار GIS و بررسی مشکلات اجرایی موجود، مجلة سلامت و بهداشت، سال هفتم، شمارة دوم، صص 158-177.
صیدایی، سیداسکندر؛ حسینی، سیده سمیه و یزدان‏بخش، بنت‏الهدی (1397). ارزیابی پایداری زیست‏محیطی شهر اصفهان با تأکید بر آلودگی هوا، جغرافیا و برنامه‏ریزی محیطی، شمارة 1.
عطایی، هوشمند و سادات‏ هاشمی‏نسب (1390). شناسایی و تجزیه و تحلیل الگوهای تراز میانی جو مؤثر در آلودگی هوا، با به‏کارگیری داده‏های شاخص استاندارد آلودگی هوا (PSI)، مطالعة موردی شهر اصفهان، مجلة پژوهش و برنامه‏ریزی شهری، سال دوم، شمارة 4، صص 97-113.
علیجانی، بهلول و صفوی، سیدیحیی (1385). بررسی عوامل جغرافیایی در آلودگی هوای تهران، پژوهش‏های جغرافیایی، صص 37-58.
عیسی‏لو، علی‏اصغر؛ شاهمرادی، بهزاد؛ بهرامی، سیروان؛ آقامیری، معصومه سادات و محمدیان مصمم، حسن (1390). آسیب‏پذیری فضایی و بحران آلودگی هوا در کلان‏شهر تهران، سومین کنفرانس ملی عمران شهری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سنندج.
گلباز، س.؛ فرزادکیا، م. و کرمانی، م. (1387). تعیین کیفیت هوای تهران با تأکید بر شاخص کیفیت هوا (AQI)، مجلة بهداشت شغلی ایران، دورة 6، شمارة 4، صص 59-65.
محبوب‏فر، محمدرضا؛ رامشت، محمدحسین؛ یزدان‏پناه، حجت‏الله و اذانی، مهری (1396). بررسی روند تغییرات شاخص کیفیت هوا در راستای مدیریت بحران آلودگی هوای شهر اصفهان، فصل‏نامة مدیریت شهری، شمارة 50، صص 323-336.
میرموسوی، سیدحسین (1390). کاربرد روش‏های زمین‏آمار در برآورد و توزیع مکانی بارش بر اساس روش‏های  درون‏یابی، مطالعة موردی استان کرمان، نشریة جغرافیا و برنامه‏ریزی، سال 16، شمارة 38.
 
Ahmadi Moghadam, Mehdi and Mahmoudi, Parviz (2013). Analysis of Tehran air pollution data in the last decade. Journal of Health and Environment, Quarterly Journal of Iranian Environmental Health Scientific Association. Vol. 6, No. 1, pp. 33-44. in Persian.
Alijani, Behlool and Safavi, Seyed Yahya (2006). Study of geographical factors in air pollution in Tehran, Geographical Research, PP. 37-58. in Persian.
Amarsaikhan, D.; Battsengel, V.; Nergui, B.; Ganzorig1, M. and Bolor, G. (2014). A Study on Air Pollution in Ulaanbaatar City, Mongolia, Journal of Geoscience and Environment Protection, Vol. 2, PP. 123-128.
Annual Tehran Air Quality Report. (2010-2020), Monitoring and Air Quality Control Research Co., in Persian.
Atai, Hooshmand and Sadat Hashemi Nasab (2011). Identification and analysis of effective atmospheric level patterns of air pollution, using standard air pollution index (PSI) data, a case study of Isfahan. Journal of Urban Research and Planning, Second Year, No. 4, Marvdasht. PP. 97-113. in Persian.
Bityukova, V. and Kasimov, N. (2012). Atmospheric pollution of Russia’s cities: Assessment of emissions and immissions based on statistical data, The Journal of Geofizika, Vol. 29, PP. 53- 67.
Dehghani, R.; Takhtfiroozeh, SM.; Hosseindoost, GH.; Mossayebi, M. and Arabfard, M. (2014). Investigation the Air Quality of Kashan during 2012 Based on the Air Quality Index. Armaghane – danesh, Yasuj University of Medical Sciences Journal, 19(4): 314-324. in Persian.
Fargkou, Maria Christina (2009). Evaluation of Urban sustainability through a metabolic perspective, PH.D. Thesis, Environmental Sciences, Universitat Autonoma de Barcelona.
Fathtabar, S.; Alesheikh, A.A.; Rangzan, K. and Chinipardaz, R. (2011). Zoning of airpollutants using of statistical models and GIS techniques, case study: Tehran, 5th conference of Environment engineering.
Golbaz, S. and Farzadkia, M. (2010). Kermani M. Determination of Tehran air quality with emphasis on air quality index (AQI); 2008-2009. Iran Occunational Health, 6(4): 59-65. in Persian.
Golbaz, S.; Farzadkia, M. and Kermani, M. )2010 .(Determination of Tehran air quality with emphasis on air quality index (AQI); 2008-2009. Iran Occunational Health. 6(4): 59-65. in Persian.
Hossen, MA. and Hoque, A. (2016). Variation of Ambient Air Quality Scenario in Chittagong City, A Case Study of Air Pollution.
IsaLu, Ali Asghar; Shahmoradi, Behzad; Bahrami, Sirvan; Aghamiri, Masoumeh Sadat and Mohammadian Motasem, Hassan (2011). Spatial Vulnerability and Air Pollution Crisis in Tehran. Third National Conference on Urban Development, Islamic Azad University, Sanandaj Branch. in Persian
Ismail Nejad, Morteza; Eskandari Thani, Mohammad and Barzaman, Sepideh ( 2015). Evaluation and zoning of air pollution in Tabriz metropolis. Regional Planning Quarterly, Fifth Year, Issue 19, in Persian.
Jamshidi, Samira; Mohammadzadeh, Mohammad and Ghofrani, Mehrnoosh )2016(. Location and analysis of pollution and air pollutant sources in Isfahan metropolis using spatial information system (GIS). Isfahan Institute of Leading Scholars Higher Education. Vol. 7. in Persian.
Kermani, M.; Bahrami Asl, F.; Aghaei, M.; Arfaeinia, H.; Karimzadeh, S. and Shahsavani, A. (2014). Compartive Investigation of Air Quality Index (AQI) For Six Industrial Cities Of Iran. The Journal of Urmia University of Medical Sciences, 25(9): 810-818. in Persian.
Mahboob Far, Mohammad Reza; Ramesht, Mohammad Hussein; Yazdan Panah, Hojjatullah and Azani, Mehri (2017). Study of the trend of changes in air quality index in order to manage the air pollution crisis in Isfahan. Urban Management Quarterly, No. 50, Spring, 323-336. in Persian.
Mir Mousavi, Seyed Hossein (2012). Application of geostatistical methods in estimating and spatial distribution of precipitation based on interpolation methods, a case study of Kerman province. Journal of Geography and Planning, Year 16, No. 38, in Persian.
Naddafi, K.; Hassanvand, MS.; Yunesian, M.; Momeniha, F.; Nabizadeh, R.; Faridi S. et al. (2012). Health impact assessment of air pollution in megacity of Tehran, Iran. Iranian J Environ Health Sci Eng, 9: 28.
Purezzat, Ali Asghar; Salehi Shahrabi, Narges and Azimi, Mohadeseh (2012). Challenges of air pollution crisis management in Tehran metropolis. The first conference on air and noise pollution management, Sharif University of Technology. in Persian.
Ranjbar, Mohsen and Bahak, Batool (2020). Temporal and spatial changes of air pollutants using GIS (Case study: northern half of Tehran). Geography, Seventeenth year, No. 60, in Persian.
Rendon, A.; Juan, F. and Palaclo, C. (2014). Temperature Inversion Breakup with Impacts on Air Quality in Urban Valleys Influenced by Topographic Shading, Journal of Applied Meteorology and Climatology, Vol. 54, P. 302
Rfaeinia, H.; Kermani, M.; Aghaei, M.; Bahrami Asl, F. and Karimzadeh, S. (2014). Comparative Investigation of Health Quality of Air Tehran, Isfahan and Shiraz Metropolises in 2011- 2012. 1(4): 37-44.
Roads and Transportation Organization (2016). Traffic data of Tehran and Alborz provinces. Tehran.
Safavid, Navid et al. (2014). Seasonal and spatial zoning of air quality index and environmental air pollutants in Tabriz with the help of GIS software and review of existing operational problems. Journal of Health. Seventh Year, Second Issue, PP. 158-177. in Persian.
Sahebi, Saeedeh et al. (2013). Study of urban air quality by introducing pollutants in GIS environment with interpolation methods, a case study of Tabriz. 16th National Conference on Environmental Health of Iran, Tabriz University of Medical Sciences and Health Services. in Persian.
Seydayi, Seyed Eskandar; Hosseini, Seyedeh Somayeh and Yazdanbakhsh, Bint Al-Huda (2019). Evaluation of environmental sustainability in Isfahan with emphasis on air pollution. Geography and environmental planning. No. 1. in Persian.
Shad, Roozbeh, .; Ashoori, H and Afshari, N. (2007). Evaluation Of Optimum Methods For Predicting Pollution Concentration In Gis Environment, Faculty of Geodesy and Geomatics Eng. K.N.Toosi University of Technology.
Shafipour, M. )2008(. Air Pollution Engineering, First edition of Gholli Publishing Institute of Iran. 6(4): 59-65. in Persian.
Shahbazi, Ebrahim (2012). Study of urban pollution distribution using interpolation methods, case study: Tabriz. Master Thesis in Climatology, Islamic Azad University, Ahar Branch. in Persian.
Singari, Maryam and Badri, Nasibeh (2012). Feasibility study of using green roof systems among different areas of Tabriz Municipality. Proceedings of the Conference on Air Flow and Pollution, University of Tehran. in Persian.
Tehran Municipality Information and Communication Technology Organization (from 2010 to 2020). Statistical Yearbook of Tehran. Tehran. In Persian.
Verma, MK.; Patel, A.; Sahariah, BP. and Choudhari, JK. (2016). Computation of Air Quality Index for Major Cities of Chhattisgarh State. Environmental Claims Journal, 28(3): 195-205.
Xing, Y. and et al. (2009). A Framework Model for Assessing Sustainability Impacts of Urban Development, Accounting Forum, Vol. 33, PP. 209-224.
Ziari, Keramatollah; Vahedian Beigi, Leila and Ziba Pernon (2012). An Analysis of the Environmental Crisis and Spatial Distribution of Green Space in Tehran. Quarterly Journal of Urban and Regional Studies and Research, Fourth Year, No. 14, in Persian.
 
 
 
 
 
 
دوره 53، شماره 4
این شماره با همکاری و مشارکت «انجمن ایرانی ژئومورفولوژی» منتشر شده است، بدینوسیله از مشارکت این انجمن در «داوری مقالات» ، «معرفی داوران» و «دبیران تخصصی » و «شرکت در جلسات و نشست های مرتبط» تشکر می گردد.
بهمن 1400
صفحه 447-463
  • تاریخ دریافت: 31 اردیبهشت 1400
  • تاریخ بازنگری: 23 شهریور 1400
  • تاریخ پذیرش: 10 آبان 1400
  • تاریخ اولین انتشار: 07 آذر 1400