آلودگی هوا در خوشه‌های صنعتی

آلودگی هوا یک نگرانی جدی است، به ویژه در کشورهای در حال توسعه، و تأثیر آن بر آب و هوا، سلامت جسمی و کیفیت کلی زندگی را نمی توان نادیده گرفت. آلودگی هوا یک مسئله زیست محیطی چند وجهی است که توسط عوامل مختلف شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی ایجاد می شود و ترکیب طبیعی جو را مختل می کند. به دلیل رشد سریع شهرنشینی، صنعتی شدن و سوزاندن سوخت های فسیلی، آلودگی هوا به عنوان یک نگرانی عمده زیست محیطی، به ویژه در کشورهای در حال توسعه، مطرح شده است. آلودگی هوا نه تنها بر محیط طبیعی و اکوسیستم ها تأثیر می گذارد، بلکه تأثیر مستقیمی بر سلامت جسمی و کیفیت زندگی شهروندان دارد که منجر به افزایش نرخ بیماری و مرگ و میر می شود. حل این مشکل نیازمند نظارت مستمر، تحلیل، برنامه ریزی و اقدام فوری است. رایج ترین آلاینده های هوا در تروپوسفر عبارتند از ازن، اکسیدهای نیتروژن، فرمالدئید، مونوکسید کربن، دی اکسید کربن، دی اکسید گوگرد و ذرات معلق که تهدیدات مختلفی برای سلامت انسان ایجاد می کنند. قرار گرفتن در معرض آلاینده های فوق با افزایش خطر اختلالات تنفسی، قلبی عروقی و بینایی، سرطان و چندین میلیون مرگ زودرس سالانه در سراسر جهان همراه است. کیفیت پایین هوا یک عامل محیطی اصلی است که به عوارض و مرگ و میر زودرس کمک می کند. این آلاینده‌ها علاوه بر تأثیرشان بر سلامت انسان، تأثیرات نامطلوبی بر بهره‌وری گیاهان، اکوسیستم‌ها و تنوع زیستی نیز دارند.

آلودگی هوا پدیده ای پیچیده است که هم از منابع انسانی و هم از منابع طبیعی ناشی می شود. فعالیت های انسانی، از جمله استفاده از سیستم های حمل و نقل موتوری، گرمایش منازل مسکونی و فرآیندهای صنعتی، عوامل مهمی در آلودگی هوا هستند. در میان این منابع، فعالیت‌های صنعتی بیشترین مصرف انرژی را بر عهده دارند و نقش عمده ای در تولید و انتشار آلاینده های هوا دارند. از سوی دیگر، علل طبیعی مانند فوران های آتشفشانی، انتشار ترکیبات آلی فرار و گرد و غبار ناشی از باد نیز می توانند در آلودگی هوا نقش داشته باشند. با این حال، فعالیت‌های انسانی عامل اصلی آلودگی هوا باقی مانده است.  شکل زیر سهم فعالیت های مختلف انسانی را در آلودگی هوا نشان می دهد.

آلودگی هوا را می توان با روش های مختلفی کنترل کرد. فناوری‌های پایش کیفیت هوای زمینی(GB) قادر به تخمین دقیق غلظت آلاینده‌های مختلف هستند. با این حال، تعداد محدود ایستگاه ها، توزیع گسسته آنها، پراکندگی نامنظم و هزینه بالا، استفاده از این فناوری را به ویژه برای نظارت بر مناطق نسبتاً بزرگ چالش برانگیز می کند. در مقایسه، فن‌آوری‌های سنجش از راه دور(RS)مزایای متعددی را در حوزه نظارت بر آلودگی هوا ارائه می‌دهند. به ویژه، پوشش فضایی گسترده ای را ارائه می دهد و می تواند به طور موثر داده‌هایی را در مورد غلظت و توزیع آلاینده های هوا در یک منطقه بزرگ جمع آوری کند و درک جامعی از کیفیت هوا ارائه دهد. علاوه بر این، این فناوری ابزار قدرتمندی برای تجزیه و تحلیل دقیق آلودگی هوا در طول زمان است.  علاوه بر این، سنجش از دور می‌تواند جایگزین مقرون‌به‌صرفه‌تری برای اندازه‌گیری‌های زمینی به دلیل نیازهای کمتر به منابع و زیرساخت‌ها باشد. داده‌های RS را می‌توان با سایر داده‌های زیست‌محیطی، مانند کاربری زمین و پوشش گیاهی، ادغام کرد تا درک گسترده‌ای از روابط بین آلودگی هوا و محیط‌زیست ارائه دهد. RS همچنین می‌تواند شناسایی مناطق با سطوح آلودگی بالا را تسهیل کند و امکان مداخلات متمرکز و برنامه‌ریزی محیطی بهینه را فراهم کند. علیرغم مطالعات قبلی در مورد پویایی آلودگی هوا، دامنه و روش شناسی آنها محدودیت‌هایی را نشان داده است. این امر بر ضرورت انجام تحقیقات جامع تر که به طور خاص بر ماهیت گسترده آلودگی هوا تمرکز دارد، تأکید می کند. علاوه بر این، توجه ناکافی به سادگی مدل‌های به کار رفته و روش شناسی کلی شده است. برای رفع این شکاف های پژوهشی، این مطالعه با هدف ارائه یک تحلیل دقیق از الگوهای مکانی- زمانی آلودگی هوا در استان تهران، به ویژه با تمرکز بر نقش شهرهای مختلف صنعتی به عنوان منابع اصلی انتشار در این مطالعه، شش آلاینده اصلی هوا، یعنی فرمالدئید، مونوکسید کربن، دی اکسید نیتروژن، دی اکسید گوگرد، و ازن تروپوسفر، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند.