تحلیل فضایی کیفیت هوا و آلاینده های محیطی هوای کلانشهر تهران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آب و هواشناسی، دانشکده جغرافیای دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشیار گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیای دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 استاد گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیای دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

کیفیت هوای کلانشهر تهران به‌واسطه‌ی انتشار آلاینده‌ها از وسایل نقلیه، صنایع و فعالیت‌های شهری در وضعیت نامطلوبی قرار دارد. در این پژوهش، داده‌های ۲۰ ایستگاه سنجش آلودگی هوا طی یک دوره ده‌ساله (۱۳۹۳ تا ۱۴۰۲) همراه با لایه‌های مکانی شامل کاربری اراضی، تراکم جمعیت، بافت فرسوده و شبکه راه‌های اصلی مورد استفاده قرار گرفت. میانگین سالانه پنج آلاینده اصلی (PM₂.₅، PM₁₀، CO، NO₂  و SO₂) محاسبه و الگوهای مکانی آن‌ها با روش درونیابی وزنی عکس فاصله (IDW) در محیط GIS ترسیم شد. نتایج نشان داد که آلاینده‌ی PM₂.₅ بیشترین سهم در افت کیفیت هوا را داشته و در ایستگاه‌های مناطق جنوبی و جنوب‌غربی مانند منطقه ۱۹ و شادآباد، میانگین‌های سالانه بالاتر از ۱۰۰ میکروگرم بر مترمکعب ثبت شده است که بسیار بیش از حدود استاندارد سازمان جهانی بهداشت است. به‌طور میانگین، بیش از ۶۵ درصد روزهای سال در ایستگاه‌های مختلف در شرایط «ناسالم برای گروه‌های حساس» یا بدتر قرار داشته‌اند. بالاترین مقدار شاخص کیفیت هوا در ایستگاه شریف (میانگین سالانه ۱۰۱.۳) و پایین‌ترین مقدار در ایستگاه اقدسیه (۷۰.۹) مشاهده شد. نتایج نشان می‌دهد که نواحی مرکزی و صنعتی تهران بیشترین ریسک آلودگی را دارند و ترکیب تراکم جمعیت، ترافیک سنگین و بافت‌های فرسوده نقش تعیین‌کننده‌ای در شکل‌گیری این الگو داشته است. بر این اساس، کاهش آلودگی نیازمند مدیریت همزمان منابع متحرک، صنایع و بهبود ساختار کالبدی شهر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Spatial Analysis of Air Quality and Environmental Pollutants in Tehran Metropolis

نویسندگان [English]

  • Abazar Esmaeili Mahmoudabadi 1
  • Aliakbar Shamsipour 2
  • Hosein Mohammadi 3
1 PhD student at climatology, Physical Geography Department, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Associate Professor, Physical Geography Department, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Professor, Physical Geography Department, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

The air quality in many Iranian metropolises, particularly those with high population density, is far from satisfactory. industries, and construction and commercial activities over the past few decades. In this study, both ground-based monitoring data and spatial layers were utilised. Data analysis revealed that the spatial distribution pattern of the Air Quality Index (AQI) is influenced by both human and natural factors, exhibiting a complex and multi-layered structure. Areas with high population density, proximity to main traffic corridors, and the presence of deteriorated urban fabrics experienced the highest pollutant concentrations, indicating a strong link between the urban form and the severity of air pollution. Furthermore the location of industrial and commercial land uses, along with high volumes of private vehicles and freight traffic, played a significant role in exacerbating pollution. Spatial analysis of pollutants showed that PM2.5 had the greatest impact on air quality, with concentrations exceeding standards in most monitoring stations, particularly in densely populated and deteriorated urban areas. PM10 exhibited a similar pattern but with a wider dispersion, reflecting the influence of both local sources and natural and anthropogenic dust activities. CO and NO₂ were mainly associated with traffic and vehicle density, showing the highest concentrations along main transportation routes and in densely populated areas. SO₂ was primarily concentrated in industrial zones and around fuel and energy facilities, highlighting the role of industrial activities and fossil fuel consumption in air pollution. The AQI indicated that most stations frequently experienced unhealthy periods for sensitive groups and occasionally unhealthy conditions for the general population. The spatial variations of the AQI were consistent with the spatial distribution of pollutants, with central and industrial areas facing the highest risks. These findings suggest that a combination of urban sources, traffic, and industrial activities contributes to the complex pattern of air pollution in Tehran.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Air pollution
  • Urban pollutants
  • Spatial analysis
  • Air Quality Index (AQI)
  • Tehran metropolis
  1. انصاری، مریم؛ احمدی، محمود و گودرزی، غلامرضا. (1401). تحلیل فضایی کیفیت هوای شهر تهران با تأکید بر ذرات معلق (PM10 و PM2.5). مخاطرات محیط طبیعی، 11(32)، 109-128. doi: 10.22111/jneh.2021.37338.1759

    اسمعیلی‌محمودآبادی، اباذر؛ شمسی پور، علی اکبر و محمدی، حسین. (1404). شناسایی و تحلیل روند زمانی - مکانی امواج گرمایی در شهر تهران. مدیریت مخاطرات محیطی، 12(1), 65-80. doi: 10.22059/jhsci.2025.389996.865

    آفریده، فایزه؛ رامشت، محمد حسین و مورتین، گراهام. (1400). تحلیل زمانی- مکانی شاخص کیفیت هوای شهر تهران در دورة ده‏ ساله. پژوهش های جغرافیای طبیعی 53(4), 447-463.  doi:10.22059/jphgr.2021.324223.1007620

    بازگیر، سعید، قدیری معصوم، مجتبی، شمسی پور، علی اکبر و سیدی سرنجیانه، شیوا (1394). تحلیل رابطۀ آلودگی هوای تهران با ترافیک و شرایط جو برای کاهش مخاطرات. مدیریت مخاطرات محیطی 2(1)، 35-49. doi:10.22059/jhsci.2015.53920

    بازگیر، سعید؛ فیروزی، زهرا؛ شمسی‌پور، علی اکبر و مقبل، معصومه.(1398). تحلیل فضایی شرایط محیطی کشاورزی شهری در کلان‌شهر تهران(مطالعۀ موردی: منطقۀ 5). پژوهش‌های جغرافیای برنامه‌ریزی شهری، 7(1), 111-125.  doi: 10.22059/jurbangeo.2019.262056.939

    رنجبر، محسن و باهک، بتول. (1398). تغییرات زمانی و مکانی آلاینده های هوا با استفاده از GIS (مورد مطالعه: نیمه شمالی شهر تهران. جغرافیا، 17(60 )، 72-85.. https://sid.ir/paper/374509/fa

    زیاری، کرامت‌اله، واحدیان‌بیکی، لیلا و پرنون، زیبا.(1391). تحلیلی بر بحران زیست محیطی و توزیع مکانی فضای سبز شهر تهران. مطالعات و پژوهش‌های شهری و منطقه‌ای (توقف انتشار) 4(14)، 101-114.

    سلیمانی، فریبا، و ملک حسینی، عباس. (1400). پهنه بندی کیفیت هوای مناطق 22 گانه شهر تهران با استفاده از GIS و روش های زمین آمار. آمایش محیط، 14(52)، 19-44.  Doi:20.1001.1.2676783.1400.14.52.2.6

    شمسی پور، علی اکبر، اشرفی، الهام، علیخواه اصل، مرضیه و اشرفی، خسرو.(1394). مدل‌سازی الگوی پراکنش ذرات معلق در منطقۀ جنوب تهران (مطالعۀ موردی: کارخانۀ سیمان تهران) با مدل AERMOD . محیط شناسی، 4(41)، 799-814. doi:10.22059/jes.2016.57134

    عیسی‌لو، علی‌اصغر و شاهمرادی، بهزاد و بهرامی، سیروان و آقامیری، معصومه سادات. (1390). آسیب‌پذیری فضایی و بحران آلودگی هوا در کلان شهر تهران، سومین همایش ملی عمران شهری، سنندج، https://civilica.com/doc/130030

    کریمی منش، احسان و پهلوان، الهه، 1398، مطالعه روند آلودگی هوای شهر تهران طی سالهای 1386 الی 1397 و ارتباط آن با توسعه پایدار، دومین همایش ملی سرمایه اجتماعی و توسعه پایدار، قم،https://civilica.com/doc/974475

    کورکی نژاد، محمدحسن، شمسی‌پور، علی‌کبر و حبیبی، کیومرث. (1402).دستورالعمل‌های برنامه‌ریزی با نقشه‌های اقلیم شهری مطالعه موردی: شهر تهران. پژوهش‌های جغرافیای برنامه‌ریزی شهری، 3(11)، 1-20.  doi: 10.22059/jurbangeo.2023.351363.1759

    کهراری، پریسا؛ خالدی، شهریار؛ کیخسروی، قاسم و علوی، سید جلیل. (1404). بررسی اثرات آلاینده‌‌های جوی معیار و پارامترهای هواشناسی بر تغییر غلظت کربن سیاه در تهران و تبریز. مخاطرات محیط طبیعی. 14(43)، 35-58.  doi: 10.22111/jneh.2024.47935.2028

    گنجی، مسعود و آبروش، اکبر. (1397). یک مقیاس بهینه برای مقایسه‌ آلودگی هوای شرق و غرب تهران. فصلنامه علوم محیطی، 2(16)، 101-110.

    مهدیان ماهفروزی، مجتبی؛ شمسی پور، علی اکبر و عزیزی، قاسم.(1394). اثرات گسترش فضای سبز بر الگوی جزیرۀ گرمایی شهری (مطالعۀ موردی: بوستان ولایت). پژوهش‌های جغرافیای برنامه‌ریزی شهری، 3(1)، 85-99.  doi: 10.22059/jurbangeo.2015.54441.

    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.

    1. V. Schneidemesser, P.S. Monks, J.D. Allan, L. Bruhwiler, P. Forster, D. Fowler, A. Lauer, W.T. Morgan, P. Paasonen, M. Righi, K. Sindelarova, M.A. Sutton, Chem. Rev. 115(10), 3856–3897 (2015).

    G.P. Bala, R.M. Rajnoveanu, E. Tudorache, R. Motisan, C. Oancea, Environ. Sci. Pollut. Res. 28, 19615–19628 (2021).

    Garg, S., Thakur, D., Singh, R., Rajor, A., & Dhir, A. (2019). Seasonal and spatial variation of particulate aerosols and carbonaceous species in PM2. 5 in the periphery of Chandigarh, India. MAPAN34(2), 217-224.

    Heidarinejad, Z., Kavosi, A., Mousapour, H., Daryabor, M. R., Radfard, M., & Abdolshahi, A. (2018). Data on the evaluation of AQI for different seasons in Kerman, Iran, 2015. Data in brief20, 1917.

    Hossein, M.A., Hoque, A. (2018) Variation of Ambient Air Quality Scenario in Chittagong City: A Case Study of Air Pollution, Journal of Civil, Construction and Environmental Engineering, 3(1): 10-16. DOI: 10.11648/j.jccee.20180301.13

    1. Bodor, R. Szep, Z. Bodor, Toxicol. Rep. 9, 556–562 (2022).

    Kumar P, Hama S, Nogueira T, Abbass RA, Brand VS, Andrade MF, Asfaw A, Aziz KH, Cao SJ, El-Gendy A, Islam S, Jeba F, Khare M, Mamuya SH, Martinez J, Meng MR, Morawska L, Muula AS, Shiva Nagendra SM, Ngowi AV, Omer K, Olaya Y, Osano P, Salam A. In-car particulate matter exposure across ten global cities. Sci Total Environ. 2021 Jan 1;750:141395. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.141395.

    Monoson A, Schott E, Ard K, Kilburg-Basnyat B, Tighe RM, Pannu S, Gowdy KM. 2023. Air Pollution and respiratory infections: the past, present, and future. Toxicol Sci. 192(1):3–14. doi:10.1093/toxsci/kfad003.

    Nasir, R., Meng, H., Ahmad, S. R., Waseem, L. A., Naqvi, S. A. A., Shahid, M., ... & Tariq, A. (2024). Towards sustainable transportation: A case study analysis of climate-responsive strategies in a developing nation. Case Studies in Thermal Engineering55, 104117.

    ourworldindata.org(2017).

    Qi G, Che J, Wang Z. (2023. Differential effects of urbanization on air pollution: Evidence from six Air pollutants in mainland China. Ecol Indic. 146(2):109924. doi:10.1016/j.ecolind.2023.109924.

    Saxena, V. (2025). Water quality, air pollution, and climate change: investigating the environmental impacts of industrialization and urbanization. Water, Air, & Soil Pollution236(2), 73.

    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.

    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.

    Waheed, F., Ehsan, N., Nasir, R., Khan, W. A., Khokhar, M. F., Shahzad, L., ... & Uz Zaman, Q. (2025). Geo-spatial distribution of air pollutants in urban areas and its potential health risk analysis solutions. Urban Climate61, 102380.

    Wang Y, Yao L, Xu Y, Sun S, Li T. 2021. Potential heterogeneity in the relationship between Urbanization and air pollution from the perspective of urban agglomeration. J Clean Prod. 298:126822. doi:10.1016/j.jclepro.2021.126822.

    Wang, M., Kim, R. Y., Kohonen-Corish, M. R., Chen, H., Donovan, C., & Oliver, B. G. (2025). Particulate matter air pollution as a cause of lung cancer: epidemiological and experimental evidence. British Journal of Cancer, 1-11.

    Wen, X., Zhang, P., & Liu, D. (2018). Spatiotemporal variations and influencing factors analysis of PM2. 5 concentrations in Jilin Province, Northeast China. Chinese Geographical Science28(5), 810-822. https://doi.org/10.1007/s11769-018-0992-0.

    WHO, Billions of people still breathe unhealthy air: new WHO data, https://www.who. Int/news/item/04-04-2022-billions-of-people-still-breathe-unhealthy-air-new-who-data (2022).

    WHO. (2021), Pesticide residues in food - 2019: toxicological evaluations (Extra), Extra Joint Meeting of the FAO Panel of Experts on Pesticide Residues in Food and the Environment and the WHO Core Assessment Group on Pesticide Residues, Gatineau, Canada, 7–17 May 2019.

    1. Gu, D.K. Henze, M.O. Nawaz, H. Cao, U.J. Wagner, GeoHealth 7, e2022GH000767 (2023).

    Zareba, M., Weglinska, E., & Danek, T. (2024). Air pollution seasons in urban moderate climate areas through big data analytics. Scientific Reports14(1), 3058.


مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 13 آبان 1404
  • تاریخ دریافت: 27 مرداد 1404
  • تاریخ بازنگری: 19 مهر 1404
  • تاریخ پذیرش: 13 آبان 1404
  • تاریخ اولین انتشار: 13 آبان 1404
  • تاریخ انتشار: 13 آبان 1404