عنوان پایان‌نامه
تاثیر منابع آلاینده هوا بر خوردگی آثار سنگی محوطه باستانی پاسارگاد
- رشته تحصیلی
- مهندسی محیط زیست -آلودگی هوا
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1306;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69092
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- یاور برخورداری
- استاد راهنما
- خسرو اشرفی
- چکیده
- آلایندههای هوا یکی از عوامل فرسایش آثار باستانی ساخته‌شده از سنگ است. بر اساس بررسی‌های انجام‌شده طی بیش از 20 سال اندازه‌گیری مقادیر فرسایش سطحی سنگ‌های آهکی، نتایج حاکی از تاثیر قابل توجه دی‌اکسید سولفور و ذرات معلق کوچک‌تر از 10 میکرون در فرسایش سطحی این گونه سنگ‌ها بوده‌است. فرآیند فرسایش سطحی بر اثر شکل‌گیری واکنش‌های شیمیایی میان آلایندههای مذکور با بافت‌های مستعد واکنش در سنگ رخ می‌دهد. با فرسایش برخی بافت‌ها، امکان فرسایش ناشی از عوامل مکانیکی (توسط بادها و همچنین سیکل‌های انجماد-ذوب آب) را افزایش می‌دهد. در محدوده بالادست بادهای مجموعه باستانی پاسارگاد، منابع آلاینده قابل توجهی از جمله شهر مرودشت، پتروشیمی شیراز، انواع واحدهای صنعتی و بخشی از محور اصفهان-شیراز قرار گرفته‌است که در نتیجه آن مقادیری از آلایندههای مبنا کیفیت هوای این مجموعه را تحت تاثیر قرار می‌دهد. هدف از پژوهش حاضر، تخمین اثرات فرسایشی آلایندههای هوا در محدوده‌ای به وسعت 2500 کیلومتر مربع است که مجموعه باستانی پاسارگاد را در بر می‌گیرد. برای این منظور، در مرحله نخست مدلWRF با انجام آزمون حساسیت سنجی و در نظر گرفتن 11 پیکره‌بندی، بهینه‌سازی شده و با شرایط جاری انطباق بهینه پیدا می‌نماید. انجام این بخش تلاشی در جهت بهبود شناخت از رفتار جو به عنوان بستر انتشار آلایندههای هوا بوده است. در مرحله دوم با استفاده از ضرایب انتشار ارائه‌شده توسط سازمان محیط زیست اتحادیه اروپا و سازمان حفاطت از محیط زیست ایالات متحده مقدار انتشار آلاینده‌ها در محدوده مورد مطالعه برای سه گروه اصلی منابع انتشار شامل صنعت (شامل 12 نوع واحد صنعتی تولید محصولات گوناگون)، ترافیک (شامل پنج تیپ وسایط نقلیه و فرسایش لاستیک و سطح جاده) و مسکونی (شامل فعالیت‌های گرمایش، تامین آب گرم و پخت و پز) تخمین زده‌شداست. ضرایب انتشار نخست جهت تطابق هرچه بیش‌تر با شرایط بومی ایران تصحیح گردیده و سپس مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در مرحله سوم با استفاده از مدل AERMOD به شبیه‌سازی پراکنش آلاینده‌ها در محدوده مورد مطالعه اقدام گردید. نتایج حاصله نشان‌دهنده‌ی آن است که بخش صنعت نزدیک به 80% از PM10 و بخش صنعت به همراه ترافیک قریب به 80% از SO2 کل را انتشار می‌دهند. غلظت آلایندههای مورد مطالعه (SO2و PM10) انتشاریافته از منابعی که در نظر گرفته‌شده‌اند، با تخمین‌هایی که در تعیین ضرایب انتشار صورت گرفته‌است، بر اساس نتایجی که مدل AERMOD ارائه می‌کند µg/m3 077/0 برای PM10 و µg/m3 0098/0 برای SO2 است. با وارد نمودن مقادیر غلظت در روابط تخمین اثرات فرسایشی، میزان فرسایش برای مدت یک‌سال تقریبا معادل µm01/4 است. اما باید توجه داشت که مقادیر ناچیز فرسایش، با گذر زمان اثرات قابل توجهی در پی خواهند داشت که با ثابت در نظر گرفتن شرایط در یک بازه 10 ساله این مقدار به µm53/36 خواهد رسید.
- Abstract
- Abstract: Air pollutants are of main factors that lead to surface recession of ancient stone monuments and buildings. A series of vast studies conducted under UNECE ICP Materials over more than 20 years showed that PM10, SO2, NO2 and acid rain take major part in surface recession of limestone monuments which locate in open areas. The process of recession is based on ongoing occurrence of chemical reaction between aforementioned air pollutants and chemically active minerals existing on the surface of stone. Under the chemical recession, the stone surface becomes vulnerable to further damages in the form of wind erosion and freeze-thaw cycles weathering. There are many air pollution sources existing on the upstream area of prevailing wind blown toward Pasargadae, including city of Marvdasht, Shiraz Petrochemical Complex, numerous industrial workshops and parts of Shiraz-Isfahan expressway, which adversely affect the air quality in Pasargadae. This research concentrates on the estimation of the surface recession of stone monuments located on Archaeological Site of Pasargadae. To this end, the research is conducted in three main stages. In the first stage, a semi-broad sensitivity analysis was run on the Weather Research and Forecasting (WRF) model, testing 11 different physics configurations, to optimize the configuration for use in the study. The optimized configuration was then used to achieve hourly data of atmospheric parameters to make use of them for dispersion modeling. The second stage was allocated to drawing up the emission inventory based on the data available for the area of study. Three major sources of air pollution were taken into account, including main industrial sources (12 major industries), road traffic sources (five types of vehicles in addition to tire and road surface recession for 90 km of Shiraz-Isfahan expressway) and residential sources (space heating, water heating and cooking). The emissions were estimated using the modified values of emission rates provided by US EPA and EMEP for each source. In the last stage AERMOD was used to simulate the dispersion of air pollutants. The results show that the industrial sources contribute near 80% of PM10 and industrial sources beside on-road sources contribute about 80% of SO2 emitted to the atmosphere in the studies area. The annually-averaged concentrations of studied pollutants, with regard to the estimations made for emission rates and based on AERMOD model outputs are 0.077µg/m3 and 0.0098µg/m3 for PM10 and SO2 respectively. Using the above values in the equation of recession of limestone, suggested by UNECE ICP Materials, the surface recession rate is estimated 4.01µm over one year. It’s worth to notice that the effects of such seemingly negligible concentration and recession values over long periods of time could be noticeable enough to damage stone monuments of Pasargadae dramatically. For instance, provided assuming the annual concentration constant and equal to values of the studied year, the surface recession by general estimate grows up to 36.53µm for 10 years. The effect of NO2 must be added to current study results via further researches.
