تجزیه و تحلیل روند و عوامل موثر بر کیفیت هوای مناطق شهری: مطالعه موردی کلان شهر اصفهان

گسترش سریع و بدون کنترل سطح شهرها، افزایش ترافیک، بنگاه های صنعتی و سوخت های کم کیفیت و همچنین پارامترهای مورفولوژی شهری و شرایط اقلیمی از جمله عوامل موثر بر آلودگی هوا در مناطق شهری محسوب می شوند. در ایران، کلان شهر اصفهان که سومین منطقه بزرگ شهری در سطح کشور است، با توسعه گسترده بنگاه های صنعتی، افزایش جمعیت و رشد سطح شهرها، آلودگی هوا افزایش یافته است. لذا به منظور یافتن عوامل تاثیرگذار بر روند تغییرات کیفیت هوا، تحلیل روند و ارزیابی رابطه بین پارامترهای کاربری اراضی، توسعه صنعتی و وضعیت ترافیک با شاخص های آلودگی هوا مورد بررسی قرار گرفت.

به منظور ارزیابی روند با استفاده از داده های اندازه گیری شده دوره ای و روش های همبستگی و رگرسیون ساده غلظت هفت آلاینده هوا شامل PM2.5 ، PM10 ، CO ، SO2 ، NO ، NO2 وNOx به عنوان متغیرهای وابسته و پارامترهای هواشناسی، نوع کاربری اراضی، توسعه صنایع و وسایل نقلیه به عنوان متغیرهای مستقل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. همچنین در روش محاسباتی از نرم افزار SPSS برای آزمایش توزیع نرمال مجموعه داده ها شامل غلظت آلاینده های هوا و هواشناسی از سال 1387 تا 1394، در 10 ایستگاه سنجش آلودگی هوا و 3 ایستگاه هواشناسی در کلان شهر اصفهان استفاده شد.

نتایج مطالعه نشان می دهد که میانگین سالانه غلظتPM (PM10 / PM2.5) ، NO و CO کاهش و میانگین سالانه غلظت SO2، NO2 و NOX افزایش می یابد. علاوه بر این، میانگین سالانه بارش، دما و سرعت باد افزایش یافته در حالی که روند رطوبت نسبی در منطقه مورد مطالعه به طور قابل توجهی تغییر نمی کند. همچنین مشخص شد که روند وسعت مراکز اقامتی، آموزشی، تجاری، خدمات عمومی، کاربری حمل و نقلی و تعداد واحدهای صنعتی و وسایل نقلیه به طور قابل توجهی افزایش یافته است. اما میزان اراضی کشاورزی، فضای سبز و مناطق صنعتی به طور قابل توجهی در منطقه مورد مطالعه کاهش یافته است. نتایج تحلیل رگرسیون گام به گام نشان می دهد که تغییر کاربری اراضی کشاورزی به مناطق مسکونی و افزایش سرعت باد می تواند به عنوان دلایل روند کاهشیNO ، CO و ذرات معلق در منطقه مورد مطالعه باشد. علاوه بر این، روند افزایش میزان حمل و نقل، می تواند مهمترین دلیل افزایش غلظت NO2 باشد. از طرف دیگر، با توجه به روند افزایشی انتشار گازهای NOX و همبستگی منفی معنی دار با وسعت فضای سبز و همبستگی مثبت با وسعت حمل و نقل و مناطق صنعتی و نتیجه مدل رگرسیون گام به گام می توان به این نتیجه رسید که کاهش سطح فضای سبز و افزایش وسعت 99.5 درصدی مناطق با کاربری حمل و نقل باعث افزایش غلظت NOX در منطقه مورد مطالعه می شود. علاوه بر این، وسعت مراکز خدمات شهری باعث افزایش غلظت SO2 می شود و بین غلظت PM2.5 و SO2 نیز رابطه منفی وجود دارد (با افزایش غلظتSO2، غلظت PM2.5 افزایش می یابد).

نکته قابل توجه این است که ارتباط بین شاخص های کیفیت هوا به عنوان متغیرهای وابسته با متغیرهای مستقل مورد بررسی در مناطق شهری پیچیده است و مشخص نیست که کدام عامل یا پارامتر خاص مهمترین سناریوی آلودگی هوا در یک بافت شهری است. بنابراین هنور نیاز به انجام پژوهش های دقیق تری وجود دارد.