• عنوان

    منشأيابي و سهم‌بندي ذرات معلق هواي شهر اصفهان با استفاده از مدل هاي CMB و PMF

  • نويسنده اصلي

    ابراهيمي، زهره

  • محل تحصيل
    اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
  • رشته تحصيلي
    منابع طبيعي
  • مقطع تحصيلي
    دكتري
  • چكيده
    آلودگي هوا يكي از چالش¬هاي مهم محيط¬زيستي در نقاط مختلف دنيا به¬ويژه شهرهاي پرجمعيت و صنعتي است. اين موضوع علاوه بر اثرات منفي بر سلامت انسان و موجودات زنده، تبعات اقتصادي و اجتماعي را نيز به¬دنبال دارد. در دهه¬هاي اخير با افزايش جمعيت كشور و گسترش فعاليت¬هاي صنعتي به¬خصوص در كلان¬شهرهايي مانند اصفهان معضل آلودگي هوا به¬عنوان يك مشكل جدي محيط¬زيستي مطرح شده است. در بين آلاينده¬هاي موثر بر كيفيت هواي شهر اصفهان، ذرات معلق به¬ويژه ذرات معلق با قطر آئروديناميكي كوچكتر از 5/2 و 10 ميكرون (PM2.5 و PM10) مهم¬ترين عامل محسوب مي¬شوند. به¬منظور كنترل و مديريت اين آلاينده¬ها و تدوين و اجراي برنامه¬هاي كاهش آلودگي هوا، شناسايي منابع توليدكننده و سهم آن¬ها در انتشار، امري ضروري است. اين پژوهش به¬منظور بررسي وضعيت غلظت ذرات معلق و تركيبات همراه آن¬ها در شهر اصفهان در نقاط و زمان¬هاي مختلف و نيز منشأيابي و سهم¬بندي آن¬ها با استفاده از تركيبات شاخص و مدل¬هاي پذيرنده اجرا شد. نمونه¬برداري 24 ساعته از ذرات معلقPM2.5 هواي شهر اصفهان در 50 نقطه مختلف و در چهار فصل (پاييز و زمستان 1396 و بهار و تابستان 1397) با دستگاه نمونه¬بردار هوا با حجم بالا انجام شد. علاوه بر اين، از ذرات معلق PM10 و كل ذرات معلق (TSP) نيز در 5 نقطه نمونه¬برداري به¬عمل آمد و روند تغييرات آن¬ها در فصول گرم و سرد سال بررسي شد. براي تعيين غلظت انواع ذرات معلق از روش وزن¬سنجي ذرات جمع¬آوري شده بر روي فيلتر¬هاي كوارتزي استفاده شد. همچنين تجزيه تركيبات موجود در ذرات معلق شامل اندازه¬گيري فلزات (20 عنصر) با استفاده از دستگاه ICP-MS، تركيبات PAHs (30 تركيب) با استفاده از دستگاه GC-MS، يون¬هاي نيترات، سولفات، آمونيوم، كلر و فلوئور با استفاده از دستگاه IC و كربن آلي و معدني به روش سوزاندن در كوره و وزن¬سنجي انجام شد. منشأيابي ذرات معلق و تركيبات همراه آن¬ها با استفاده از نسبت¬هاي تشخيصي تركيبات PAHs صورت گرفت. براي سهم¬بندي ذرات معلق از مدل¬هاي موازنه¬ شيميايي جرم (CMB) و عامل¬يابي ماتريس مثبت (PMF) به¬عنوان مدل¬هاي پذيرنده كه به¬طور وسيع براي منشأيابي و سهم¬بندي آلاينده¬هاي هوا مورد استفاده قرار مي¬گيرند، استفاده شد. نتايج حاصل از مقايسه¬ غلظت ذرات معلق PM2.5 ، PM10 و TSP با استاندارد سازمان بهداشت جهاني (WHO) و همچنين استاندارد سازمان محيط¬زيست آمريكا (EPA) نشان داد كه در بسياري از روزهاي نمونه¬برداري، غلظت اين ذرات بيشتر از حدود مجاز بوده است. استفاده از نسبت¬هاي تشخيصي براي منشأيابي تركيبات PAHs، منشأ پايروژنيك را براي آن¬ها مورد تأييد قرار داد. همچنين به¬كارگيري نسبت¬هاي تشخيصي براي كربن آلي و عنصري، منشأ اصلي ورود آن¬ها به جو را احتراق سوخت¬هاي فسيلي تشخيص داد. نتايج حاصل از مدل PMF، بر روي تركيبات PAHs در فصول مختلف سال، 6 فاكتور اصلي شامل احتراق بنزين % 33-23، احتراق گازوييل % 24-20، احتراق گاز طبيعي % 23-9، صنايع %13-8، منابع غيراحتراقي % 23-3 و ساير منابع % 15-2 را شناسايي نمود؛ كه از اين بين وسايل نقليه بيشترين سهم را به خود اختصاص داد. نتايج حاصل از به¬كارگيري مدل PMF، بر روي ذرات معلق PM2.5 در فصول گرم و سرد سال 10 فاكتور اصلي شامل حمل¬ونقل % 53-33، صنايع آجر و سيمان % 14-5، احتراق گاز طبيعي % 12-7، آلاينده¬هاي ثانويه % 13-11، ريخته¬گري و ذوب فلزات % 9-4، احتراق سوخت¬هاي سنگين % 5- 1>، پالايشگاه و پتروشيمي % 4- 1>، گردوغبار طبيعي و جاده¬اي % 10-4، منابع غيراحتراقي % 1- 1> و ساير منابع % 8-7 را شناسايي نمود. نتايج حاصل از سهم¬بندي ذرات معلق PM2.5 با استفاده از مدل CMB بر روي منابع آلاينده¬ عمده نشان داد كه به¬طوركلي سهم بخش حمل¬ونقل در فصول مختلف سال بين % 57-35، احتراق گاز طبيعي بين % 21-12، بخش صنايع ريخته¬گري و ذوب فلزات بين % 15-8، آلاينده¬هاي ثانويه بين % 9-2، گردوغبار طبيعي و جاده¬اي بين % 24-16، كارخانه سيمان و كوره¬هاي آجرپزي بين % 7-4 و سهم ساير منابع هم بين % 5-2 متغير بود. به¬طوركلي حمل¬ونقل، فعاليت¬هاي صنعتي و مصرف گاز طبيعي (مجموع بخش خانگي و تجاري و بخش صنعت) مهم¬ترين منابع ذرات معلق PM2.5 ارزيابي شدند. اين نتايج مشخص مي-كند كه علاوه بر حمل¬ونقل و فعاليت¬هاي صنعتي، احتراق گاز طبيعي به¬عنوان اصلي¬ترين منابع آلاينده شهر بايد مورد برنامه¬ريزي و مديريت قرار گيرند.
  • شماره ركورد
    212555
  • گرايش رشته تحصيلي
    محيط زيست (آلودگي محيط زيست)
  • دانشكده
    مهندسي منابع طبيعي
  • دانشگاه
    دانشگاه صنعتي اصفهان
  • استاد مشاور
    حسين مرادي، ين كريستينسن
  • استاد داور
    فرهاد نژاد كوركي، حسين شريعتمداري، محمد نعمتي ورنوسفادراني
  • استاد راهنما
    محسن سليماني، نوراله ميرغفاري