عنوان پایان‌نامه
بررسی تأثیر انتشار آلاینده های هوای کارخانه ذوب آهن اصفهان روی مناطق اطراف با استفاده از مدل سازی پراکنش انتشار آلودگی
- رشته تحصیلی
- مهندسی محیط زیست -آلودگی هوا
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1050;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 60378
- تاریخ دفاع
- ۲۴ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- حسین توکلی
- استاد راهنما
- خسرو اشرفی
- چکیده
- با افزایش جمعیت و گسترش محدودههای شهری، فاصله میان مناطق مسکونی و صنایع مستقر در حومه شهرها کاهش یافته است. آلایندههای هوا عمدتا توسط سه منبع اصلی صنایع، وسایل نقلیه موتوری و مناطق مسکونی و تجاری تولید می‌شود. توسعه بیش از حد صنایع در اصفهان زمینه‌ساز جذب جمعیت و پیامدهایی بوده که به تبع آن آلودگی محیط زیست را به همراه داشته و باعث قطبی شدن اصفهان در بخش صنعت شده است. هدف اصلی در این تحقیق تعیین تأثیر میزان انتشار آلایندههای هوای کارخانه ذوب آهن اصفهان بر مناطق اطراف میباشد. آلایندهها شامل آلایندههای اصلی ذرات معلق، منواکسیدکربن (CO)، دی‌اکسید گوگرد (SO2)، اکسیدهای نیتروژن (NOX)و آلاینده خطرناک ویژه آرسنیک (AS) می‌باشند. لذا با جمع‌آوری داده‌های لازم شامل داده‌های هواشناسی، توپوگرافی و انتشار از خروجی‌های دودکش کارخانه، مدل سازی پخش و پراکنش آلایندههای مورد نظر به کمک مدل AERMOD انجام شده است. در ادامه پژوهش، با اعمال ضرایب انتشار برای کلیه منابع آلاینده موجود در منطقه شامل صنایع فولاد مبارکه و ذوب‌آهن اصفهان، سیمان و شهرک‌های صنعتی و نیز وسایل نقلیه سهم کارخانه ذوب‌آهن اصفهان به کمک مدل گیرنده CMB8.2 تعیین می‌گردد. برحسب نتایج حاصل از مدل، از ذرات معلق در هوای مناطق اطراف نمونه‌برداری شده تا مدل AERMOD اجرا شده مطابق با روش‌های مرسوم ارزیابی و صحت سنجی شود. سپس برای ایجاد یک نگاه کلی از وضعیت صنایع فولاد در آلودگی محیط زیست و ارزیابی ریسک سرطانی و غیرسرطانی جهت درک کمی اثر آن بروی سلامت انسان‌ها یک آلاینده به‌عنوان نمونه انتخاب شده و مورد بررسی قرار گرفت. آرسنیک جهت بررسی دقیق‌تر انتخاب گردید. علت انتخاب آرسنیک سمیت بالا، نوآوری موضوع در تحقیقات گذشته و اثبات وجود آن در خروجی دودکش صنایع فلزی است. نتایج مدل AERMOD نشان‌دهنده غلظت آلایندههای منواکسیدکربن، دی‌اکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن در اکثر مناطق در حد استاندارد هوای پاک میباشد. لیکن غلظت ذرات معلق در برخی نقاط کمی بالاتر از حد مجاز سالیانه است. همچنین نتایج مدل AERMOD با فرض مسطح بودن زمین به هیچ وجه قابل قبول نمی‌باشد. مدل CMB8.2 سهم ذوب‌آهن، فولاد مبارکه، سیمان، شهرک صنعتی و وسایل نقلیه را به ترتیب برابر با %27، %13، %41، %12 و %7 پیش‌بینی می‌کند. نتایج سنجش ذرات معلق محیطی و مدل CMB8.2 گویای دقت بالای مدل AERMOD اجرا شده در این مطالعه است. در ادامه، نتایج اندازه‌گیری آرسنیک در هوا، آب، خاک، برنج و گوشت مرغ به‌طور میانگین برابر با ng/m3 9/11،ppb 9/1، mg/kg 15/5، ppm 1/0 و ppm 1/0 گزارش می‌شود. همچنین نتایج ارزیابی ریسک حاکی از احتمال 95 درصدی ابتلای 11 نفر از ساکنین به سرطان و نیز احتمال ابتلای به بیماری‌های غیرسرطانی با نرخ 35/1 برابر نرمال در طول عمر 70 ساله ساکنین میباشد که در این بین نقش آلودگی هوا پررنگ‌تر است.
- Abstract
- The increase of population in cities and the vicinity to industrial complexes has led to air pollution. This paper presents a spatial dispersion modeling of particulates, CO, NOX and SO2 pollution near a steel plant in South-West of Isfahan, Iran. It also investigates health risk effects of Arsenic on the population. AERMOD model predictions are computed using the emission inventory of the year 2010 due to Isfahan steel complex for Zarin-Shahr region in South-west of Isfahan, Iran. In addition, a CMB8.2 receptor model was also implemented to quantify the share of the steel plant in the pollution of region among other sources. Simulated values of TSP were further compared with those obtained during an 8-hr continuous measurement at 11 receptors. Sampling points were chosen based on AERMOD modeling results. Then, it has conducted an extensive program for evaluation the performance of dispersion modeling system of AERMOD. The statistical foundation was established as a result of two workshops conducted jointly by EPA. Finally, determining the concentration of arsenic in air, soil, water, rice and meat, a cancer risk assessment of arsenic has been implemented. The results of AERMOD show that most areas of Zarin-shahr experienced low concentrations of CO, NOX and SO2 over the period 2009 and 2010, but high concentrations of PM in some regions. The CMB8.2 receptor model quantify the share of Isfahan steel plant, Mobarake steel complex, Sepahan cement factory, industrial region and vehicles in the pollution of region as 27, 13, 41, 12 and 7 percents. The performance evaluation of the model and Q- Q plots of pollutant concentrations indicates that the model predictions show normal variations for the peak concentrations which are of more use for industrial complexes. In addition, the arsenic mean concentration of 11.9ng.m-3 for air, 1.9ppb for water, 0.1ppm for meat, 5.15mg.kg-1 for soil and 0.1ppm for rice were reported. The value of total carcinogenic risk was 117×10-6, while Hazard Index value was found 1.34, which is greater than one. Inhalation, ingestion and dermal entry risk attributes about 66%, 33% and less than 0.01% of total risk, and exposure to air, water, food and soil attributes about 66%, 18%, 15% and 0.05% of total risk in the overall region, respectively.
