مطالعه علمی آلودگی هوای تهران

کلان شهر تهران در جدول رده بندی شهرهای بزرگ جهان، از نظر آلودگی هوا در رده بالایی قرار گرفته و این امتیاز منفی، دلایل عمده ای دارد که یکی از آنها موقعیت جغرافیایی و اقلیمی تهران است. در فصل های پاییز و زمستان (روزهایی که اکنون در آن بسر می بریم) آلودگی هوای تهران به بالاترین میزان خود می رسد،‌ زیرا در بیشتر روزهای این فصول پدیده ای موسوم به اینورژن » Inversion « یا وارونگی دما سراسر شهر را که در گودالی شبیه به یک کاسه بزرگ قرار دارد،‌ می پوشاند و آلودگی هوا را تشدید می کند. در این گزارش، آلودگی هوای تهران به اختصار از دیدگاه علمی بررسی شده که به اتفاق می خوانیم.از آنجا که در این بحث شناخت موقعیت جغرافیایی تهران حائز اهمیت است، ابتدا موقعیت اقلیمی این شهر به اختصار شرح داده می شود. تهران بزرگ با مساحت۷۰۷ کیلومتر مربع در موقعیت۵۱/۱۰ درجه طول جغرافیایی و۳۸/۴۱ درجه عرض جغرافیایی و در ارتفاع حدودیک هزار و۲۰۰ متر از سطح دریا قرار گرفته است. قله دماوند با ارتفاع پنج هزار و۶۲۸ متر از شمال و قله توچال با ارتفاع۳ هزار و۹۳۳ متر ارتفاع در شمال غربی آن قرار دارد. کوههای جنوب و جنوب شرقی آن در حدود۲ هزار متر ارتفاع دارند. ارتفاع مرکز تهران حدود یک هزار و۲۰۰ متر و ناحیه شمیرانات حدود یک هزار و۶۰۰ متر از سطح دریا است.تحقیقات به عمل آمده گویای آن است که جنوب تهران نسبت به مرکز آن مرتفع تر است و این ارتفاع با دور شدن به سمت جنوب افزایش می یابد. شرق و غرب تهران نیز نسبت به مرکز آن مرتفعتر است و با توجه به این موارد شهر تهران را می توان به صورت کاسه ای نامنظم مجسم کرد، که از نظر جغرافیایی و اقلیمی مکان مناسبی برای یک شهر گسترده و بزرگ نبوده است.علاوه بر این، عامل مهمی که در پراکندگی آلاینده های هوا بسیار موثر است مسئله وارونگی دماست که براساس آمار تقریباً دو سوم از روزهای سال وارونگی دما اتفاق می افتد و ارتفاع آن در حدود۲۵۰ تا۴۰۰ متر از سطح زمین است. وارونگی دما موجب تجمع مواد آلاینده در نزدیکی سطح زمین و تشدید آلودگی هوای تهران می شود.
وضعیت وزش باد در شهر تهران
حرکت بادها و سرعت آنها متاثر از وجود اصطکاک در سطح زمین است. وجود پستی و بلندی ها و ارتفاع ساختمان ها همگی عواملی هستند که درجریان، سرعت باد و حرکت هوا تاثیر می گذارند. محاسبه پراکندگی و میزان غلظت مواد آلوده در اتمسفر نه تنها بستگی به سرعت باد دارد، بلکه بستگی به جهت آن نیز خواهد داشت. طبق اطلاعات جمع آوری شده سازمان هواشناسی وضعیت بادهای تهران در یک دوره ده ساله به شرح زیر است:
سرعت باد: بادهای ضعیف (بین یک تا شش گروه) صبح ها،۸۳ درصد و بعدازظهرها۵۰ درصد و هنگام غروب۶۵ درصد بادها را تشکیل می دهند.
بادهای شدیدتر تا۱۰ گره، حدوداً۹۳ درصد تمامی بادها را تشکیل می دهند. در داخل شهر بر اثر وجود ساختمان ها و دیگر موانع تغییراتی به وجود می آید. بادهای تهران غالباً ضعیف بوده و هوای این شهر در بیشتر روزهای سال، آرام است.
سمت باد: می توان گفت۷۰ درصد بادهای شهر تهران ضعیف هستند (بین۱ تا۶ گره) و جهت مشخصی ندارند. وزش باد در شهر تهران به طور عمده از سمت غرب است. با توجه به آن که اغلب بادهای تهران ضعیف بوده و جهت مشخصی ندارند تاثیر چندان زیادی در کاهش آلودگی هوا ندارند.
پدیده اینورژن یا وارونگی دما
مهمترین وخطرناکترین فاکتور جوی در آلودگی هوای یک ناحیه، پدیده »اینورژن« یا وارونگی دماست. زیرا درحالت عادی که در جه حرارت جوی مجاور زمین برحسب ارتفاع کاهش می یابد، وجود حرارت بیشتر و هوای سبکتر در ارتفاع پایین و حرارت کمتر و هوای سنگین تر در طبقات بالا باعث می شود که هوای سبک از طبقات پایین به طرف بالا صعود کرده، عوامل آلوده کننده را با خود به طبقات فوقانی ببرد. به این طریق عوامل آلوده کننده در فضا پراکنده شده و یک تهویه طبیعی انجام می پذیرد. ولی وقوع پدیده وارونگی دما باعث پایداری هوا شده و موجب می شود توده هوا همراه با تمام ناخالصی ها و عوامل آلوده کننده آن در زیر سطح وارونگی دما محبوس شود. در چنین شرایطی میزان اکسیژن هوا به علت مصرف تدریجی آن کاهش و میزان آلوده کننده های هوا به علت تولید تدریجی آنها افزایش می یابد. به این ترتیب هوای منطقه به شدت آلوده می شود.
این وضعیت تا زمانی که وارونگی دما محو نشود، ادامه می یابد و اگر مدت وقوع آن با ارتفاع کم، طولانی شد و با بالا رفتن میزان رطوبت نسبی هوا، به حد اشباع برسد، پدیده خطرناکی با نام »ابر مسموم« پدیدار خواهد شد. دید در مجاورت زمین، وجود کوه ها و جبهه (هوا) اتفاق می افتد.
آثار وارونگی دما بر آلودگی هوای تهران
به طور کلی پدیده وارونگی دما موجب تراکم هوای آلوده در محدوده معینی می شود و هر قدر ارتفاع وارونگی دما کوتاهتر باشد و مدت آن بیشتر به طول بیانجامد بدیهی است که میزان خطرات آن فزونی می یابد.
براساس تحقیقات به عمل آمده،‌ تهران بیش از دو سوم روزهای سال با پدیده وارونگی جوی مواجه است و این حالت بیشتر در پاییز و زمستان روی می دهد.
طبق آماری که در طول۵ سال از ایستگاه مهرآباد گرفته شده است،‌ بیشترین میزان ارتفاع وارونگی دما در فصل پاییز۴۱۹ متر، در فصل زمستان۴۰۴ متر، در بهار۳۵۴ متر و در تابستان۳۸۴ متر بوده است. همچنین میانگین مدت زمان وارونگی دما۲۳۹ روز بوده است که در بهار۵۷ روز، در تابستان۶۱/۲ روز، در پاییز۵۸ روز و در زمستان۶۱/۲ روز بوده است.در حالت وارونگی دما، هوا، حالت سکون و آرام به خود گرفته و جریان هوا در آن به وقوع نمی پیوندد.
ترکیبات گوگردی مانند دی اکسید گوگرد، ترکیبات اَزُته مانند منو و دی اکسید ازت، ترکیبات کربن مانند مونو و دی اکسید کربن، هیدروکربورها، مواد معلق، سرب، گاز کربنیک، اکسیدهای فتوشیمیایی، مواد رادیواکتیو، بو و صدا از جمله آلاینده های مهم هوا هستند. آلاینده های اصلی هوا که برای آنها استاندارد وجود دارد و اندازه گیری می شوند عبارتند از: مونواکسیدکربن (CO) ، اکسیدهای ازت (Nox) ، تمامی هیدروکربن ها (THC) یا ترکیبات آلی فرار (VOC) ، اکسیدهای گوگرد (SOX و به طور عمدهSo۲ )، تمامی ذرات معلق (TSP) ، سرب (Pb) و اُزُن (O۳) .
انتشار آلاینده ها از منابع متحرک و ثابت
براساس مطالعات به عمل آمده، درحال حاضر سالانه۷۰ تن ذرات معلق، گوگرد،۲ تن سرب،۳ هزار و۵۶۰ تن منواکسیدکربن، یک هزار و۲۶۰ تن ترکیبات آلی فرار غیرمتان،۲۸۵ تن اکسیدهای گوگرد و۴۵۲ تن اکسیدهای ازت در هوای تهران منتشر می شود که با توجه به وضعیت اقلیمی و جغرافیایی تهران و پدیده وارونگی، آلودگی های یاد شده مدت زیادی در سطح زمین و فضای تنفسی انسانها باقی می ماند.در میان منابع گوناگون انتشار، خودروها عامل انتشار۷۵ درصد از ذرات معلق (مهمترین آلاینده های هوای تهران)،۹۵ درصد منواکسید کربن و۶۰ درصد اکسیدهای ازت هستند. درحالی که صنایع۷۵ درصد از ترکیبات آلی،۵۵ درصد از دی اکسید گوگرد و۴۶ درصد از گازهای گلخانه ای را منتشر می سازند.
منبع: مرکز مطالعات و برنامه ریزی شهر تهران