ارزیابی پایداری زیست‌محیطی شهر اصفهان با تأکید بر آلودگی هوا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکده جغرافیا، دانشگاه اصفهان

2 دکتری توریسم دانشگاه فدرال کازان ،روسیه،بورسیه دانشگاه اصفهان

3 دانشجوی دکتری جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری، دانشگاه اصفهان

چکیده

ارزیابی پایداری زیست‌محیطی، یکی از مهم‌ترین ابزارها در فرایند برنامه‌ریزی توسعة پایدار است و بنابراین توجه به آن در سیاست‌گذاری‌ها و برنامه‌ریزی‌ها برای دستیابی به یک برنامه‌ریزی مناسب همگام با متغیرهای محیط طبیعی، امری اجتناب‌ناپذیر است. یکی از مؤلفه‌های اصلی پایداری زیست‌محیطی، شاخص آلودگی هواست. شهر اصفهان با توجه به افزایش روزافزون جمعیت، مصرف انرژی و ایجاد آلودگی ناشی از سیستم حمل‌ونقل، افزایش تعداد وسایل نقلیه و گسترش فعالیت‌های معدنی و صنعتی در زمرة شهرهایی است که مسائل زیست‌محیطی به‌ویژه آلودگی هوا در آن اهمیتی دوچندان دارد؛ به همین دلیل هدف از پژوهش حاضر، ارزیابی پایداری زیست‌محیطی شهر اصفهان با تأکید بر آلودگی هواست. با توجه به داده‌ها، نوع پژوهش کاربردی است و داده‌ها به‌ روش کتابخانه‌ای گرد‌آوری شده‌اند. برای نمایش داده‌ها، نرم‌افزارهای Excel و MATLAB به کار رفت. در این پژوهش 5 شاخص اصلی آلودگی هوا طی سال‌های 1390-1386 بررسی شدند که عبارت‌اند از: میانگین گاز مونوکسیدکربن CO، میانگین گاز دی‌اکسید گوگرد SO2، میانگین گاز ازت NO2، میانگین گاز ازون O3 و میانگین ذرات معلق زیر 10 میکرون. برای ارزیابی میزان پایداری از مدل FPPSI استفاده شد. نتایج پژوهش حاکی است شرایط زیست‌محیطی شهر اصفهان از نظر آلودگی هوا در سال‌های 1390-1386 به سمت ناپایداری سوق پیدا کرده است؛ به گونه‌ای که سال 1390 بیشترین میزان آلودگی را دارد؛ همچنین میزان گاز دی‌اکسید گوگرد و منوکسیدکربن بیش از سایر آلاینده‌ها در ناپایداری زیست‌محیطی شهر اصفهان تأثیر داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Environmental Sustainability of Isfahan with an ‎Emphasis on Air Pollution

نویسندگان [English]

  • Seyed Skandar Seydaei 1
  • sayedeh somayeh hosseini 2
  • Bent alhoda Yazdanbaks 3
چکیده [English]

Assessment of environmental sustainability as an important tool in sustainable development planning process and therefore paying attention to it is inevitable in policies and programs to achieve a proper planning that is consistent with the natural environment variables. One of the main factors of environmental sustainability is air pollution. Due to the increasing population, energy consumption, pollution caused by transport systems, and the increasing number of vehicles, industrial, and mining activities, Isfahan has double importance in environmental issues, particularly air pollution. So, the aim of the present study is to evaluate the environmental sustainability of Isfahan with an emphasis on air pollution. According to the research data, the research type is applied research and data collection was the library one. To display and analyze the data, Excel and MATLAB software was used. In this study, five main indicators of air pollution including: the average of carbon monoxide, the average of sulfur dioxide, the average Nitrogen gas, the average of ozone, and the average of particulate matter under 10 microns were studied during the years 1386 to 1390. The FPPSI model was used to assess sustainability. The results indicate that the environmental condition in terms of air pollution in the years 1386 to 1390 has led to instability so that the year 1390 has the highest rate of pollution. Based on the results of the investigation, sulfur dioxide and carbon monoxide had an impact on environmental instability of Isfahan more than any other pollutants.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Environmental Sustainability
  • Air Pollution
  • FPPSI Method
  • Isfahan City.‎

مقدمه

امروزه «توسعة پایدار» در دنیا واژه‌ای شناخته‌شده است و در سطوح برنامه‌ریزی استفاده می‌شود. از دهة 1980 به بعد توسعة پایدار، مفهوم اصلی و بنیادی در راهبرد حفاظت جهانی سازمان ملل و در گزارش برانت‌لند قرار گرفت (WCED, 1987: 43) و مفهوم توسعة پایدار با این درک مطرح شد که تداوم بدون محدودیت رشد اقتصادی آثار نامطلوب زیست‌محیطی در پی خواهد داشت و الگوهای رشد اقتصادی تا آن زمان را به چالش کشاند (Barbour, 1993: 258). در سال 1987 کمیسیون برانت‌لند توسعة پایدار را رفع نیازهای کنونی بشر بدون تهدیدکردن نسل‌های آینده برای برآورده‌ساختن نیازهایشان تعریف کرد (Tanguay et al, 2010: 407)؛ بدین ترتیب به دنبال گزارش برانت‌لند، توسعة پایدار سفر طولانی‌اش را به‌ سوی تبدیل‌شدن به الگوی توسعه در دورة جدید آغاز کرد (WCED, 1987: 5). در سال 1992 کنفرانس محیط زیست و توسعة سازمان ملل متحد در ریودوژانیرو توسعة پایدار را یکی از اهداف جهانی ذکر کرد. در مدت کوتاهی تعاریف گوناگونی از توسعة پایدار مطرح و مبانی نظری آن تکمیل شد (Kraus, 1996: 12-13).

در حال حاضر توسعة پایدار بر ضرورت تعادل اجتماعی و اکولوژیکی تأکید دارد؛ از سوی دیگر این امر برای مدیریت منابع طبیعی و اکوسیستم و مراقبت از آنها به‌منزلة شرایط پایة انسان‌ها ضرورت دارد (University of Dortmund, 2001: 16). پایداری زیست‌محیطی بیان‌کنندة اقدامات مادی و غیرمادی است که اطلاعاتی کلیدی از آثار محیط زیست، رعایت مقررات، روابط ذی‌نفعان و سیستم‌های سازمانی فراهم می‌آورد و نشان‌دهندة تعاریفی از اثربخشی و بهره‌وری اقدامات صورت‌گرفته در محیط زیست است (Henri & Journeault, 2008: 166). بدون شک فعالیت‌های بشر طی دهه‌های گذشته آثار محیط زیستی منفی فراوانی به دنبال داشته و کمبود اطلاعات و آگاهی جامعه از فعالیت‌های پیرامون خود، سبب تشدید این آثار منفی شده است (صالحی و مرادی، 1390: 37). در کلان‌شهرهای کشورهای در حال توسعه به‌ویژه در آسیا، به دلیل مقیاس وسیع و سرعت شهرنشینی، مشکلات زیست‌محیطی بسیار بیشتر است (Vafa-Arani et al, 2014: 21)؛ بنابراین با توجه به افزایش روزافزون آثار محیط زیستی نیازمند ابزاری هستیم که این آثار را اندازه‌گیری کند (صالحی و مرادی، 1390: 37). شاخص‌های پایداری در فرایند اندازه‌گیری پایداری نقشی کلیدی دارند؛ زیرا شاخص‌ها، ابزارهایی هستند که عموماً حالتی خاص از توسعة اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی را در یک منطقه به‌ صورت کمّی و کیفی ارائه می‌دهند و برای تجزیه‌وتحلیل عملکرد و پیش‌بینی عملکرد موضوعی در آینده استفاده می‌شوند. شاخص به توصیف داده‌ها به شکل ساده کمک می‌کند و به این ترتیب برای تصمیم‌گیری‌ها از آنها استفاده می‌شود (Rorarius J, 2007: 13).

شهرها به دلیل تراکم جمعیت و فشردگی فعالیت‌های اقتصادی و اجتماعی، مهم‌ترین مراکز مصرف منابع و تولیدکنندة مواد زائد و آلودگی به شمار می‌روند (Xing et al, 2009: 209). افزایش 35 درصدی غلظت گاز دی‌اکسیدکربن نسبت به 150 سال پیش در سال 2005، تأییدی بر این مسئله است (IEA, 2008: 19). گاز دی‌اکسیدکربن حدود
60 درصد از کل گازهای گلخانه‌ای را به خود اختصاص می‌دهد و 81 درصد از کل گازهای گلخانه‌ای از مصرف سوخت‌های فسیلی به دست می‌آید. سوخت‌های فسیلی از یک سو مهم‌ترین منابع انرژی شهرها و از سوی دیگر، اصلی‌ترین منبع آلودگی آنها هستند. ایران در سال 1990 فقط 1.1 درصد از کل آلودگی هوای دنیا را داشت. سهم ایران در سال 2006 به 105 درصد افزایش یافت (IEA, 2008: 20). با شهرنشینی و صنعتی‌شدن جهانی، مشکلات مربوط به آلودگی هوا اثر منفی فزاینده‌ای بر سلامت انسان‌ها و محیط زیست داشته است (Guangjin et al, 2014: 266)؛ به طوری که آلودگی هوا، مسئله‌ای مهم در بهداشت عمومی جهانی است (Jing et al, 2014: 467). یکی از آلاینده‌های گازی جوّ، دی‌اکسید گوگرد، علت تشکیل باران اسیدی و بسیاری دیگر از خطرات زیست‌محیطی و بهداشتی نامطلوب است (Xue-Dan et al, 2014: 277). این گاز سمی و تحریک‌کننده است و بر غشاهای مخاطی و سیستم تنفسی تأثیر می‌گذارد (Leandro et al, 2014: 467).

یکی دیگر از آلاینده‌های گازی جوّ، ازون تروپوسفر است که حدود 10 درصد از کل ازون جوّ را تشکیل می‌دهد و آثار مخرب متعددی بر محیط زیست دارد؛ از آثار مخرب آن اختلال در رشد و میزان تولید گیاهان، ایجاد اختلالات تنفسی ازجمله کاهش ظرفیت شش‌ها، ناراحتی و تورم گلو، سرفه و ناراحتی‌های قلبی، آثار آن بر زیست‌بوم‌ها و همچنین تأثیر در گرمایش کرة زمین به علت اثر گلخانه‌ای است (Lutgens, 2000: 49). منبع تولید ازون تروپوسفری که به ازون بد موسوم است، شهرهای بزرگ، سوخت‌های فسیلی و آلاینده‌های صنعتی است (Fahey, 2002: 8).

حجم ذرات معلق موجود در جوّ، یکی دیگر از مهم‌ترین شاخص‌های آلودگی هوا محسوب می‌شود. هواویزها تأثیر زیادی بر آب‌وهوا و محیط زندگی بشر دارند؛ به‌ویژه هواویزهای تروپوسفری که با عنوان ذرات معلق شناخته می‌شوند، تأثیر سوئی بر سلامتی بشر می‌گذارند (Wang, 2010: 35). بسیاری از پژوهش‌های اپیدمیولوژی نشان دادند قرارداشتن در معرض ذرات معلق موجب مرگ‌ومیرهای زودرس، سرطان ریه، سرطان خون، برونشیت، آسم و بسیاری دیگر از بیماری‌های تنفسی خواهد شد (Asgari, 1998: 54; Yunesian, 2002: 20; Pearson, 2000: 175; Gauderman, 2004: 1058)؛ همچنین قرارگرفتن در معرض آلودگی هوا با میزان امید به زندگی و مرگ‌ومیر ارتباطی تنگاتنگ دارد؛ ازجمله علت مرگ‌ومیر قلبی‌عروقی و تنفسی است. به‌تازگی نیز آن را با نتایج نامطلوب مانند زایمان زودرس و وزن کم هنگام تولد مرتبط می‌دانند (Mark et al, 2014: 9). براساس گزارش بانک جهانی، خسارت سالیانۀ آلودگی هوا در ایران، 1810 میلیون دلار معادل 14420 میلیارد ریال است که 1.6 درصد از تولید ناخالص داخلی را به خود اختصاص می‌دهد. شاخص‌های عملکرد زیست‌محیطی در سال 2006 میلادی، ایران را از نظر شاخص آلودگی هوا با کسب نمرة 1.31 در میان 133 کشور جهان در رتبۀ 117 جای داده است. (ورامش و همکاران، 1387: 72)

 

پیشینة پژوهش

در زمینة پایداری زیست‌محیطی مقالات مختلفی نگاشته شده است که از مهم‌ترین آنهاست:

حسین‌زاده و همکاران (1390) در مقالة «ارزیابی پایداری زیست‌محیطی در نواحی شهری با استفاده از فن تصمیم‌گیری چندمعیارة تخصیص خطی (مطالعة موردی: شهر بندر ترکمن)» در قالب 26 شاخص زیست‌محیطی، پایداری زیست‌محیطی بندر ترکمن را ارزیابی و اولویت‌بندی کرده‌اند. نتایج پژوهش نشان می‌دهد از بین نواحی پنج‌گانة بندر ترکمن، ناحیة 5 در اولویت نخست و نواحی 1، 4، 3 و 2 در اولویت‌های بعدی از نظر پایداری زیست‌محیطی قرار دارند.

عباسی و اردلانی (۱۳۹۴) در مقالة «معرفی روش‌ها و معیارهای ارزیابی پایداری زیست‌محیطی در روند توسعه»، پس از معرفی روش‌ها و معیارهای ارزیابی پایداری زیست‌محیطی، انواع شاخص‌های تحلیل محیط زیست شهری را مقایسه کرده‌اند.

حسینی و همکاران (1388) در مقالة «پایداری زیست‌محیطی در فضاهای باز شهری: ارزیابی کیفی محلات مسکونی در تبریز» پس از معرفی پایداری زیست‌محیطی در فضاهای باز شهری با پنج معیار اصلی و شاخص‌های فرعی آنها بر مبنای طراحی شهری پایدار (تحرک، انرژی، شکل فضایی، محیط زیست، طراحی و توسعه)، سه محلة مسکونی در تبریز را ارزیابی کرده‌اند.

فیروزی و همکاران (1396) در مقالة «ارزیابی شاخص‌های پایداری زیست‌محیطی با تأکید بر آلودگی هوا و آلاینده‌های صنعتی، (مطالعة موردی: کلان‌شهر اهواز)» مشخص می‌کنند شهر اهواز، براساس شاخص آلودگی هوا در شرایط زیست‌محیطی ناپایداری قرار دارد؛ به طوری که منطقة 1 با ضریب اثر 0.326، بیشترین ارزش وزنی و منطقة 2 با وزن 0.033، کمترین میزان آلودگی را نسبت به سایر مناطق دارد؛ همچنین زیرشاخص طوفان‌های گردوغبار هم به صورت کلی بر مناطق شهر اهواز تأثیر می‌گذارد. ارزیابی حاصل از آلودگی صنعتی نیز نشان می‌دهد منطقة 8 شهری بیشترین میزان آلودگی را با ضریب اثر 0.331 و منطقة 1 کمترین میزان آلودگی صنعتی را با ضریب اثر 0.024 در بین مناطق شهری دارد.

لطفی و همکاران (۱۳۹۴) در مقالة «ارزیابی و رتبه‌بندی عوامل مؤثر بر پایداری محیط زیست شهرهای شمال ایران (مطالعة موردی: شهر ساری)» با استفاده از رویکرد ترکیبی از تکنیک‌های FAHP و FVIKOR شاخص‌های زیست‌محیطی را بررسی و اولویت‌بندی کرده‌اند. نتایج پژوهش نشان می‌دهد مناطق 1 و 3 از نظر پایداری محیط زیست در وضعیت بهتری قرار گرفته‌اند.

عنابستانی و خسروبیگی برچلویی (1391) در مقالة «سنجش و ارزیابی پایداری زیست‌محیطی در مناطق روستایی با استفاده از تکنیک تصمیم‌گیری چندمعیارة پرومتی (ROMETHEE) (مطالعة موردی: روستاهای شهرستان کمیجان)» با استفاده از روش تصمیم‌گیری چندمعیاره و فرایند تحلیل سلسله‌مراتبی فازی شاخص‌های زیست‌محیطی را اولویت‌بندی و سپس با کمک تکنیک پرومتی، روستاهای شهرستان کمیجان را رتبه‌بندی کرده‌اند.

حسینی و همکاران (1396) در مقالة «ارزیابی پایداری زیست‌محیطی شهر اهواز با تأکید بر آلودگی هوا (با استفاده از روش FPPSI)»، پنج آلایندۀ اصلی هوا شامل میانگین غلظت گازهای مونوکسیدکربن (CO)، دی‌اکسید گوگرد (SO2)، دی‌اکسید نیتروژن (NO2)، ازون (O3) و میانگین غلظت ذرات معلق زیر 10 میکرون (PM10) را طی سال‌های 1391 - 1388 بررسی کرده‌اند. برای ارزیابی میزان پایداری، مدل چندضلعی جایگشت کامل شاخص‌های مصنوعی (FPPSI) به کار گرفته شده است. نتایج این پژوهش حاکی است شرایط زیست‌محیطی شهر اهواز در سال‌های 1391 - 1388 از نظر شاخص آلودگی به‌ویژه غلظت ذرات معلق زیر 10 میکرون به سمت ناپایداری سوق پیدا کرده است.

حسین‌آبادی و بریم‌نژاد (1392) در مقالة «تعیین پایداری زیست‌محیطی با استفاده از منطق فازی» سه عامل کیفیت آب، خاک و هوا را در نظر گرفته‌اند. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد وقتی سطح کیفیت خاک ضعیف، سطح کیفیت آب متوسط و هوا متعادل باشد، آنگاه سطح پایداری محیط زیست متوسط خواهد بود.

 

روش‌‌شناسی پژوهش

با توجه به داده‌ها، نوع پژوهش کاربردی است و داده‌ها به روش کتابخانه‌ای گرد‌آوری شده‌اند. برای نمایش داده‌ها، نرم‌افزارهای Excel و MATLAB به کار رفته‌اند. در این پژوهش، 5 شاخص اصلی آلودگی هوا طی سال‌های 1390 -1386 بررسی شده‌اند که عبارت‌اند از: میانگین گاز مونوکسیدکربن CO، میانگین گاز دی‌اکسید گوگرد SO2، میانگین گاز ازت NO2، میانگین گاز ازون O3 و میانگین ذرات معلق زیر 10 میکرون.


جدول 1. شاخص‌های آلودگی بررسی‌شده

شاخص

واحد

استاندارد

1386

1387

1388

1389

1390

میانگین گاز مونوکسیدکربن CO

Ppm

9

12.8

1/13

7/9

8/8

3/9

میانگین گاز دی‌اکسید گوگرد SO2

Ppm

03/0

012/0

0115/0

1/0

137/0

13/0

میانگین گاز ازت NO2

Ppm

053/0

049/0

053/0

52/0

048/0

05/0

میانگین گاز ازون O3

Ppm

08/0

036/0

041/0

048/0

037/0

06/0

میانگین ذرات معلق زیر 10 میکرون

Ppm

260

134/8

3/160

5/193

160

5/186

منبع: سالنامة آماری استان اصفهان و طرح پایة آمایش استان اصفهان

 

 

شرح مدل استفاده‌شده در پژوهش

چگونگی ارزیابی پایداری، پرسشی است که با بررسی روش‌ها، چهارچوب‌ها و معرف‌های مناسب پاسخ داده می‌شود (تیموری و همکاران، 1391: 23). برای ارزیابی میزان پایداری، مدل FPPSI به کار رفت. مدل FPPSI مخففFull Permutation Polygon Synthetic Indicator به معنای چندضلعی جایگشت کامل شاخص‌های مصنوعی است. این مدل، مدلی جدید در ارزیابی توسعة پایدار است که تاکنون در ایران استفاده نشده است. این مدل با توجه به درنظرگرفتن مقادیر حد زیاد، حد کم و استاندارد داده‌ها، از توان بسیار زیادی در ارزیابی و تحلیل وضع موجود توسعة پایدار برخوردار است. در روش FPPSI، یک چندضلعی nطرفه به نمایندگی از حداکثر ارزش نظری هریک از شاخص‌های n با شعاعی در هر رأس (یعنی فاصله از مرکز چندضلعی) ایجاد می‌شود که با محدودة فوقانی مقدار استاندارد برای هر شاخص تعریف می‌شود؛ بنابراین یک
n ضلعی (n−1)!/2 طرفه وجود دارد.

شاخص مصنوعی از طریق میانگین نسبت مساحت هر چندضلعی nطرفه به مساحت چندضلعی تعریف‌شده با استفاده از مقدار استاندارد 1 برای هر شاخص تعریف شده است.

روند استانداردسازی به شرح زیر توضیح داده می‌شود:

 

که در آن f (x) با شرایط زیر روبه‌رو می‌شود:

 

 

 

U، l و T به ترتیب بیشترین حد و کمترین حد و آستانه را برای پارامتر X نمایش می‌دهند؛ بنابراین:

 

 

 

سپس معادله با رابطة زیر استاندارد می‌شود:

 

 

چندضلعی nطرفة منظم بیرونی با n شاخص تشکیل می‌شود؛ به طوری که n رأس sn=1را نمایش می‌دهد. نقاط مرکزی si=-1و شعاع از هر رأس به نقطة مرکزی نشان‌دهندة ارزش شاخص استاندارد مربوطه است.

چندضلعی درونی که بین چندضلعی بیرونی و مرکز چندضلعی قرار می‌گیرد، نشان‌دهندة مقدار آستانة شاخص‌هاست؛ جایی که si=0 است. داخل چندضلعی درونی مقادیر شاخص‌های استاندارد کمتر از آستانة خود و منفی هستند؛ خارج از چندضلعی درونی مقادیر بیشتر از ارزش آستانه و مثبت هستند (شکل 1).

 

شکل 1. چندضلعی جایگشت کامل شاخص‌های مصنوعی

 

 

 

تعداد مثلث تشکیل‌شده با خطوط بین نقطة مرکزی و شاخص‌های n (رئوس) از طریق زیر محاسبه می‌شود:

 

مساحت چندضلعی به‌ صورت زیر محاسبه می‌شود:

 

در آن Si نشان‌دهندة شاخص i و Si + 1 نشان‌دهندة فاصله از نقطة پایانی شاخص i به نقطة مرکزی است. فاصلة استاندارد [-1,+1] باشد.

تعداد n×(n−1)!/2 = n!/2 مثلث وجود دارد که از تعداد شاخص‌های (n−1)!/2 تشکیل شده است. مجموع مساحت آنها عبارت است از:

 

کل مساحت چندضلعی منظم بیرونی (با طول ضلع برابر با دو واحد) از طریق زیر محاسبه می‌شود:

0.5 × 4 × n ×

درنهایت مقدار FPPSI با محاسبة نسبت زیر به دست می‌آید:

 

در آنs ، ارزش شاخص مصنوعی است که نشان‌دهندة مجموع مقادیر همة شاخص‌ها در یک سطح پایین‌تر در سلسله‌مراتب است و برای محاسبة سطح بالاتر بلافصل در سلسله‌مراتب استاندارد می‌شود (Feng et al, 2009: 138-139).

 

معرفی محدودة پژوهش

شهر اصفهان با مساحت 482 کیلومتر مربع و با جمعیت 1،796،192 پس از تهران و مشهد، سومین شهر بزرگ ایران است. شهر اصفهان بر روی دشتی نسبتاً صاف با شیبی حدود ۲ درصد و به طرف شمال شرقی بنا شده است. توسعة شهر طی قرون متمادی به سمت جنوب غربی بوده است؛ زیرا در این منطقه آب فراوان‌تر و آلودگی نیز کمتر است. (آمارنامة شهر اصفهان، 1391)

 

 

شکل 2. موقعیت شهر اصفهان در استان


یافته‌های پژوهش

در این پژوهش از بیشترین و کمترین حد و استاندارد شاخص‌های آلودگی هوا استفاده شد. در روش FPPSI میزان بیشتر از حد استاندارد نشان‌دهندة آلودگی کمتر و میزان کمتر از حد استاندارد نشان‌دهندة آلودگی بیشتر است؛ به بیان دیگر میزان آلودگی هرچه به سمت 1- باشد، نشانة آلودگی بیشتر و هرچه به سمت 1+ باشد، نشانة آلودگی کمتر است.

براساس شکل (3)، نتایج سال 1386 نشان می‌دهد شاخص یک (میانگین گاز CO) از میزان استاندارد کمتر است و نسبت به سایر شاخص‌های آلودگی در سال مدنظر با مقدار 0.2278-، تأثیر بیشتری در ناپایداری و آلودگی هوای شهر اصفهان داشته است؛ پس از آن به ترتیب گاز ازت با مقدار 0.0449، گاز ازون با مقدار 0.2205 و میزان ذرات معلق با مقدار 0.3979، بیشترین تأثیر را در آلودگی هوای شهر اصفهان داشته‌اند. میزان گاز SO2 نسبت به سایر آلاینده‌ها با مقدار 0.4380 کمترین تأثیر را در آلودگی شهر اصفهان داشته است.

 

شکل 3. وضعیت شاخص‌های آلودگی شهر اصفهان در سال 1386

براساس شکل (4)، در سال 1387، منوکسیدکربن (شاخص یک) با میزان 0.2432-، از حد استاندارد کمتر است و پس از آن عنصر ازت با میانگین برابر با 0 قرار دارد که به ترتیب نسبت به سایر شاخص‌های آلودگی تأثیر بیشتری در ناپایداری و آلودگی هوای شهر اصفهان داشته است. گاز دی‌اکسید گوگرد (شاخص 2) با میانگین 0.4552، کمترین تأثیر را در آلودگی شهر اصفهان در سال مدنظر داشته است و ذرات معلق با میانگین 0.3067 و عنصر ازون با میانگین 0.2245 به ترتیب پس از دی‌اکسید گوگرد، کمترین تأثیر را در آلودگی شهر اصفهان داشته‌اند.

 

شکل 4. وضعیت شاخص‌های آلودگی شهر اصفهان در سال 1387

 

براساس شکل (5)، در سال 1388 به ترتیب گازهای دی‌اکسید گوگرد (شاخص 2) با میانگین 0.5714- و منوکسیدکربن (شاخص یک) با میانگین 0.0472- کمتر از حد استاندارد هستند و بیشترین تأثیر را در آلودگی شهر اصفهان در سال مدنظر داشته‌اند و گاز ازت (شاخص 3) با میانگین 0.0110 هرچند نسبت به سال 1387 در وضعیت بهتری قرار دارد، اما سومین آلایندة هوای شهر اصفهان پس از دی‌اکسید گوگرد و منوکسیدکربن به شمار می‌رود. میانگین گاز ازون (شاخص 4) 0.2286 و میزان ذرات معلق (شاخص 5) 0.1965، به ترتیب کمترین میزان آلودگی را نسبت به 5 شاخص یادشده در این سال به خود اختصاص داده‌اند.

 

شکل 5. وضعیت شاخص‌های آلودگی شهر اصفهان در سال 1388

 

براساس شکل (6)، در سال 1389، گاز دی‌اکسید گوگرد (شاخص 2) با میزان میانگین 0.6827-، بیشترین تأثیر را در ناپایداری و آلودگی هوای شهر اصفهان داشته است و وضعیتی کمتر از حد استاندارد دارد؛ پس از آن به ترتیب گازهای منوکسیدکربن با میانگین 0.0140 و ازت با میانگین 0.0566 قرار دارند و ذرات معلق با میانگین 0.3078 و گاز ازون با میانگین 0.2214، به ترتیب کمترین تأثیر را در آلودگی هوا و پیرو آن ناپایداری شهر اصفهان داشته‌اند.

 

شکل 6. وضعیت شاخص‌های آلودگی شهر اصفهان در سال 1389

برمبنای شکل (7)، در سال 1390، میزان گاز دی‌اکسید گوگرد (شاخص 2) با میانگین 0.6656-، گاز ازون (شاخص 4) با میانگین 0.2857- و منوکسیدکربن (شاخص 1) با میانگین 0.0206-، به ترتیب بیشترین تأثیر را در آلودگی و ناپایداری شهر اصفهان داشته‌اند؛ در این میان میانگین گاز ازون نسبت به سال‌های پیش از 1390 وضعیت ناپایدارتری دارد. گاز ازت با میانگین 0.0334 و ذرات معلق با میانگین 0.2190 به ترتیب پس از منوکسیدکربن قرار دارند.

 

شکل 7. وضعیت شاخص‌های آلودگی شهر اصفهان در سال 1390

 

براساس شکل (8) و جدول (2)، میزان گاز منوکسیدکربن در همة سال‌ها به استثنای سال 1389 از حد استاندارد کمتر بوده است؛ به بیان دیگر این عنصر در خلال سال‌های مدنظر (1390-1386)، یکی از عوامل اصلی آلودگی شهر اصفهان به‌ویژه در سال‌های 1386 و 1387 است و نقش مهمی در ناپایداری این شهر از لحاظ مؤلفه‌های زیست‌محیطی (آلودگی هوا) ایفا کرده است. بیشترین میزان گاز منوکسیدکربن در سال 1387 با میانگین 0.2432- و کمترین میزان آن با میانگین 0.0140 در سال 1389 است.

میزان گاز دی‌اکسید گوگرد در سال‌های 1388، 1389 و 1390 با میانگین منفی، اصلی‌ترین عامل آلودگی هوای شهر اصفهان طی سال‌های مدنظر به‌ویژه در سال 1389 بوده است که بیشترین تأثیر را در ناپایداری زیست‌محیطی شهر اصفهان از منظر آلودگی هوا داشته است. کمترین میزان گاز دی‌اکسید گوگرد در سال 1386 با میانگین 0.4380 بوده است.

میزان میانگین گاز ازت در سال 1387 برابر با حد استاندارد و در سایر سال‌ها با میزان میانگین مثبت بهتر از حد استاندارد بوده است؛ به بیان دیگر بهترین وضعیت شهر اصفهان از نظر آلایندة ازت مربوط به سال 1389 و بدترین وضعیت مربوط به سال 1387 است.

سال 1390 با میزان گاز ازون 0.2857 –، آلوده‌ترین سال از نظر این عامل بوده است؛ به بیان دیگر میزان گاز ازون طی سال‌های مطالعه‌شده به جز سال 1390، تغییرات زیادی را نشان نمی‌دهد.

میزان ذرات معلق طی سال‌های 1386، 1387 و 1389 تغییرات محسوسی را نشان نمی‌دهد و بدترین وضعیت شهر اصفهان از نظر عامل مدنظر به ترتیب مربوط به سال‌های 1388 و 1390 است.

 

شکل 8. وضعیت شاخص‌های آلودگی شهر اصفهان در سال‌های1390-1386


جدول 2. میزان FPPSI شاخص‌های آلودگی شهر اصفهان در سال‌های1390-1386

شهر اصفهان

1386

1387

1388

1389

1390

میانگین گاز CO

-0.2278

-0.2432

-0.0472

0.0140

-0.0206

میانگین گاز SO2

0.4380

0.4552

-0.5714

-0.6827

-0.6656

میانگین گاز ازت NO2

0.0449

0.0000

0.0110

0.0566

0.0334

میانگین گاز ازون O3

0.2205

0.2245

0.2286

0.2214

-0.2857

میانگین ذرات معلق زیر 10 میکرون

0.3979

0.3067

0.1965

0.3078

0.2190

 

 

درنهایت با استفاده از میانگین مقدار FPPSI آلاینده‌ها در هر سال، مقدار FPPSI کل به دست آمد. با توجه به مقادیر به‌دست‌آمده، پایدارترین وضعیت زیست‌محیطی براساس آلودگی هوا در سال 1386 بوده است. ناپایدارترین وضعیت نیز در سال 1390 بوده است. بنا بر شکل (9)، وضعیت پایداری زیست‌محیطی شهر اصفهان براساس آلودگی هوا طی سال‌های 1390-1386 سیر نزولی داشته است و افزایش ناپایداری و آلودگی را نشان می‌دهد.

 

 

 

 

شکل 9. میزان FPPSI آلودگی شهر اصفهان در سال‌های1390-1386

 


نتیجه‌گیری

پدیدة آلودگی هوا، یکی از رهاوردهای توسعة صنعتی است که با افزایش جمعیت، گسترش شهرنشینی و مصرف بیشتر سوخت‌های فسیلی بر شدت آن روزبه‌روز افزوده می‌شود. افزایش جمعیت شهرها باعث افزایش مشکلات شهرنشینی بی‌شماری شده است. شهرها در معرض انواع آلودگی‌های هوا، خاک، آب و صوتی قرار گرفته‌اند و بر نظام‌های پشتیبان حیات بیش از ظرفیت و کشش آنها فشار وارد آورده‌اند. یکی از مهم‌ترین عوامل ناپایداری زیست‌محیطی در شهرها، آلودگی هوای ناشی از مصرف انرژی‌های سوختی و افزایش آلاینده‌هاست. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده از میانگین مقدار FPPSI آلاینده‌ها طی سال‌های 1390-1386 (جدول 2 و شکل 8)، شرایط زیست‌محیطی شهر اصفهان از نظر آلودگی هوا به سمت ناپایداری سوق پیدا کرده است؛ به گونه‌ای که سال 1390 شاهد بیشترین میزان آلودگی در شهر اصفهان هستیم. در این سال گازهای CO (0.0206-)، SO2 (0.6656-) و O3 (0.2857-)، بیشترین آلاینده‌های این شهر را با مقادیر منفی و کمتر از حد استاندارد تشکیل می‌دهند. براساس نتایج پژوهش، میزان گاز دی‌اکسید گوگرد و منوکسیدکربن بیش از سایر آلاینده‌ها در ناپایداری زیست‌محیطی شهر اصفهان تأثیر داشته‌ است. طی سال‌های 1387 و 1386، میانگین گاز CO از میزان استاندارد کمتر بوده و نسبت به سایر شاخص‌های آلودگی با مقادیر FPPSI 0.2278- و 0.2432-، تأثیر بیشتری در ناپایداری و آلودگی هوای شهر اصفهان داشته است؛ این در حالی است که در سال‌های 1388، 1389 و 1390 گاز دی‌اکسید گوگرد (SO2) با میانگین 0.5714-، 0.6827- و 0.6656-، بیشترین تأثیر را در ناپایداری و آلودگی هوای شهر اصفهان داشته است و وضعیتی کمتر از حد استاندارد دارد.

استانداری اصفهان، (1390). دفتر آمار و اطلاعات، سالنامة آماری استان اصفهان، اصفهان.

استانداری اصفهان، (1389). دفتر برنامه‌ریزی و بودجه، طرح پایة آمایش استان اصفهان.

تیموری، ایرج، فرهودی، رحمت‌الله، رهنمایی، محمدتقی و قرخلو، مهدی، (1391). ارزیابی پایداری اجتماعی با استفاده از منطق فازی (مطالعة موردی: شهر تهران)، انجمن جغرافیای ایران، دورة 10، شمارة 35، 39-19.

حسین‌آبادی، حسین و بریم‌نژاد، ولی، (1392). تعیین پایداری زیست‌محیطی با استفاده از منطق فازی، محیط زیست، دورة 00، شمارة 57، 14-5.

حسین‌زاده، سید رضا، خسروی‌بیگی، رضا، ایستگلدی، مصطفی و شمس‌الدینی، رضا، (1390). ارزیابی پایداری زیست‌محیطی در نواحی شهری با استفاده از فن تصمیم‌گیری چندمعیاره تخصیص خطی (مطالعة موردی: شهر بندر ترکمن)، چشم‌انداز جغرافیایی (مطالعات انسانی)، دورة 6، شمارة 16، 51 - 31.

حسینی، سید باقر، رضازاده، راضیه، باقری، محمد، عظمتی، حمیدرضا و قنبران، عبدالحمید، (1388). پایداری زیست‌محیطی در فضاهای باز شهری: ارزیابی کیفی محلات مسکونی در تبریز، علوم و تکنولوژی محیط زیست، دورة 11، شمارة 4، 184-173.

حسینی، سیده سمیه، نادرخانی، زلیخا و یزدان‌بخش، بنت‌الهدی، (1396). ارزیابی پایداری زیست‌محیطی شهر اهواز با تأکید بر آلودگی هوا (با استفاده از روش FPPSI)، نشریة محیط زیست طبیعی، دورة 70، شمارة 2، 317-309.

شهرداری اصفهان، (1391). آمارنامة شهر اصفهان.

صالحی، جواد و مرادی، حسین، (1390). منطق فازی و کاربرد آن در ارزیابی اثرهای محیط زیستی، محیط زیست و توسعه، دورة 2، شمارة 3،
44- 37.

عباسی، داوود و اردلانی، پرستو، (۱۳۹۴). معرفی روش‌ها و معیارهای ارزیابی پایداری زیست‌محیطی در روند توسعه، دومین کنفرانس ملی جغرافیا و زمین‌شناسی، تهران، مؤسسة اطلاع‌رسانی نارکیش.

عنابستانی، علی‌اکبر و خسروبیگی برچلویی، رضا، (1391). سنجش و ارزیابی پایداری زیست‌محیطی در مناطق روستایی با استفاده از تکنیک تصمیم‌گیری چندمعیارة پرومتی (PROMETHEE) (مطالعة موردی: روستاهای شهرستان کمیجان)، آمایش جغرافیایی فضا، دورة 2، شمارة 3، 72-51.

فیروزی، محمدعلی، محمدی ده‌چشمه، مصطفی و سعیدی، جعفر، (1396). ارزیابی شاخص‌های پایداری زیست‌محیطی با تأکید بر آلودگی هوا و آلاینده‌های صنعتی، (مطالعة موردی: کلان‌شهر اهواز)، پژوهش‌های بوم‌شناسی شهری، دورة 8، شمارة 1، 28-13.

لطفی، صدیقه، قدمی، مصطفی و درخشنده لزرجانی، سارا، (1394). ارزیابی و رتبه‌بندی عوامل مؤثر بر پایداری محیط زیست شهرهای شمال ایران (مطالعة موردی: شهر ساری)، فصلنامة شهر پایدار، دورة ۲، شمارة ۱، 48-24.

ورامش، سعید، حسینی، سید محسن و نوری، عبدالله، (1387). پتانسیل جنگل شهری در کاهش گازهای گلخانه‌ای حفظ انرژی، مجلة تازه‌های انرژی، دورة 1، شمارة 1، 72-71.

Asgari, MM. A. DuBois and M.Asgari, (1998). Association of ambient air quality with children's lung functions in urban and rural Iran, Arch Environ Health, 53-222

Barbour, J., (1993). Ethics in an age of technology, San Francisco: Harper Collines.

Carolina E. Zubietaa, Leandro F. Fortunatob, Patricia G. Belellia, Ricardo M. Ferullo, (2014). Theoretical study of SO2 adsorption on goethite surface, Applied Surface Science, Vol 314, Pp 558–563

Fahey, D., (2002). Twenty Questions and Answers about the Ozone Layer, Ozone Assessment, Les Diablerets, Switzerland, 24-28.

Feng Li a, Xusheng Liub, Dan Hua, RusongWanga, Wenrui Yanga, Dong Li a, Dan Zhaoa, (2009). Measurement indicators and an evaluation approach for assessing urban sustainable development: A case study for China’s Jining City, Landscape and Urban Planning, Vol 90, Pp 134–142.

Gauderman, W.G., E. Avol, F.Gilliland, H. Vora, D. Thomas, K. Berhane, R. McConnell, N. Kuenzli, F. Lurmann, E.Rappaport and D. Margolis, (2004). The effect of air pollution on lungdevelopment from 10 to 18 years of age, N.Engl.J.Med, Vol 351, 1057-1067.

Guangjin Tian, Zhi Qiao, Xinliang Xu, (2014). Characteristics of particulate matter (PM10) and its relationship with meteorological factors during 2001-2012 in Beijing, Environmental Pollution, Vol 192, Pp 266-274.

IEA, (2008a). Issues behind Competitiveness and Carbon Leakage: Focus on heavy industry.

IEA, (2008b). World Energy Outlook 2008: Fact sheet, Paris: International Energy Agency.

Henri J.F. and Journeault. M., )2008 .( Environmental performance indicators: An empirical study of Canadian manufacturing firms ,Journal of Environmental Management, Vol 87 (1), Pp 165–176.

Jing Ma, Liu-lu Chen, Ying Guo, QianWu, Ming Yang, Ming-hong Wu, Kurun thachalam Kannan ,(2014). Phthalate diesters in Airborne PM2.5 and PM10 in a suburban area of Shanghai: Seasonal distribution and risk assessment, Science of the Total Environment, Vol 497–498, Pp 467–474.

Krause, M.: Nachhaltigkeit, (1996). Dimension eines Begriffs und seine Bedeutung fur die räumliche Planung, Freie Universität Berlin, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Geographische Wissenschaft, Berlin.

Lutgens, F., K; E.J, Tarbuck; D., Tasa, (2000). The Atmosphere: An Introduction to Meteorology, Prentice Hall Publications.

Mark, J. Nieuwenhuijsen, Xavier Basagañ, Payam Dadvand, David Martine, Marta Cirach, Rob Beelen, Bénédicte Jacquemin, (2014). Air pollution and human fertility rates, Environment International, Vol 70, Pp 9–14.

Mattheus F. A. Goosen, (2012). Environmental management and sustainable development, Procedia Engineering, Vol 33, Pp 6 – 13.

Pearson, R.L., (2000). Distance-weighted traffic density in proximity to a home is a risk factor for leukemia and other childhood cancers, J. Air Waste Manag. Assoc, Vol 50 (2), 175-80.

Rorarius .J., (2007). Assessing Sustainability from the Corporate Perspective-An interdisciplinary approach, Swedish University of Agricultural Sciences, SLU, 13.

Tanguay, G., (2010). Measuring the Sustainability of Cities: An Analysis of the Use of Local Indicators, Ecological Indicators, Vol 10, Pp 407–418.

University of Dortmund, (2001). Sustainable Regional Development for Tourism in County Donegal, Republic of Ireland, Faculty of Spatial Planning.

Vafa-Arani, Hamed, Jahani, Salman, Dashti, Hossein, Heydar, Jafar, Moazen, Saeed, (2014). A system dynamics modeling for urban air pollution: A case study of Tehran, Iran, Transportation Research Part D, Vol 31, Pp 21–36.

Wang, Z., L. Chen, J. Tao, Y. Zhang and L. Su, (2010). Satellite-based stimation of regional particulate matter (PM) in Beijing using vertical-and-RH correcting method, Remote Sensing of Environment, Vol 114, Pp 50–63.

WCED- World Commission on Environment and Development, (1987). Our Common Future, Oxford University Press, Oxford, Pp 5.

Winograd, M., (2010). Sustainable Development Indicators for Decision Making: Concepts, Methods, Definition and, International Centre for Tropical Agriculture (CIAT), Cali, Colombia.

Xing,Yangang et al (2009) A framework model for assessing sustainability impacts of urban development, Accounting Forum, Volume 33, Issue 3, September 2009, Pages 209–224

Xue-Dan Song, SeWang, Ce Hao, Jie-Shan Qiu, (2014). Investigation of SO2 gas adsorption in metal–organic frameworks by molecular simulation, Inorganic Chemistry Communications, Vol 46, Pp 277–281.

Yunesian, M. and H. Malek Afzali, (2002). Air pollution mortality in elderly in Tehran, Iran. Payesh, Journal of the Iranian Institute for Health Sciences Research, Vol 1, 19-24.