بررسی میزان تأثیر توزیع مکانی انواع کاربری‌های شهری بر فاکتورهای مختلف آلودگی هوا مورد مطالعه: شهر ایلام

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه معماری و شهرسازی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ‌ارشد جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

چکیده

   گسترش شهری، به تغییرات کاربری اراضی در شهرها منجر شده است که به­نوبة خود، باعث تغییر الگوی منظر و مسائل شدید اکولوژیکی در مناطق شهری می­شود. هدف اصلی این تحقیق، بررسی رابطه بین الگوهای مختلف کاربری اراضی و آلاینده‌های هوا (آئروسل، منو اکسید کربن، دی‌اکسید نیتروژن و دی‌اکسید گوگرد) در شهر ایلام می‌باشد. در این پژوهش، از نقشه­های کاربری شهری برای تهیة نقشه فاصله و تراکم کاربری­ها و از تصاویر ماهواره‌ای «Sentinel-5P» برای محاسبه و ارزیابی آلاینده‌های هوا استفاده شد. سپس رابطة بین ترکیب فضایی و پیکربندی کاربری‌های شهری و آلاینده‌های هوا، با استفاده از ضریب همبستگی محاسبه شد. با اعمال الگوریتم مشخص­شد که بر اساس شاخص فاصله الگوی توزیع مکانی، کاربری‌های صنعتی، بیشترین تأثیر را در فرم انتشار آلودگی‌های آئروسل، آلاینده دی‌اکسید نیتروژن و مونواکسیدکربن در طول سال برای سلامتی مردم داشته و کاربری­های مسکونی، دارای جانمایی نسبتاً مناسبی از منظر انتشار آلودگی‌های آئروسل و مونواکسیدکربن بوده­اند، بر اساس شاخص فاصله مشخص­شد که فاصله‌های نزدیک به کاربری آموزشی، در تولید آلاینده دی‌اکسید گوگرد، مؤثرتر از سایر فاصله از کاربری­های بوده است. همچنین بر اساس معیار تراکم الگوی توزیع مکانی، کاربری‌های صنعتی بیشترین تأثیر را در فرم در انتشار آلودگی‌های آئروسل، مونواکسیدکربن و دی‌اکسید گوگرد داشته و کاربری مسکونی عامل مؤثرتری در تولید آلودگی دی‌اکسید نیتروژن بر اساس معیار تراکم می­باشد. همچنین براساس شاخص تراکم کاربری مسکونی عامل مؤثرتری در تولید آلودگی دی­اکسید نیتروژن می­باشد. آلایندة دی‌اکسید گوگرد نیز با فاصله از کاربری آموزشی رابطة معکوسی دارد و با فاصله از کاربری صنعتی رابطة مستقیمی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating the Impact of Spatial Distribution of Urban Land Uses on Various Air Pollution factors (Case study: Ilam city)

نویسندگان [English]

  • Hojjat Sheikhi 1
  • Farzaneh Aliolad 2
1 Associate Professor of Department of Architecture and Urban Planning, Ilam University, Ilam, Iran
2 M.S. Student of Geography and Urban Planning, Ilam University, Ilam, Iran
چکیده [English]

Urban expansion has led to changes in land use in cities, which in turn causes changes in landscape patterns and severe ecological problems in urban areas. The main objective of this study is to investigate the relationship between different land use patterns and air pollutants (aerosols, carbon monoxide, nitrogen dioxide and sulfur dioxide) in Ilam city. In this study, urban land use maps were used to prepare distance and density maps of land uses, and Sentinel-5P satellite images were used to calculate and evaluate air pollutants. Then, the relationship between the spatial composition and configuration of urban land uses and air pollutants was calculated using the correlation coefficient. By applying the algorithm, it was determined that based on the distance index, the spatial distribution pattern of industrial uses had the greatest impact on the form of aerosol pollution emissions, nitrogen dioxide pollutants, and carbon monoxide throughout the year for people's health, and residential uses had a relatively good location in terms of aerosol and carbon monoxide pollution emissions. Based on the distance index, it was determined that distances close to educational uses were more effective in producing sulfur dioxide pollutants than other distances from uses. Also, based on the density criterion, the spatial distribution pattern of industrial uses had the greatest impact on the form of aerosol, carbon monoxide, and sulfur dioxide pollution emissions, and residential use was a more effective factor in producing nitrogen dioxide pollution based on the density criterion Also, based on the residential use density index, it is a more effective factor in producing nitrogen dioxide pollution. Sulfur dioxide pollutant also has an inverse relationship with distance from educational use and a direct relationship with distance from industrial use.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Land use
  • air pollutants
  • spatial distribution
  • Ilam
پورمحمدی، سرور؛ علی لطفی؛ مهرداد الرعنایی (1401). بررسی اثر تغییرات کاربری اراضی بر غلظت بعضی از آلاینده‌ها در منطقه صنعتی ماهشهر با استفاده از تصاویر سنجش از دور و تحلیل واریانس، جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی. دوره 33. شماره 88. صفحات 96-79.
جهان‌بین، رضا؛ پخشان خضرنژاد (1398). شناخت استانداردهای برنامه ریزی فضاهای سبز و مکانیابی آن ها در راستای دستیابی به بازدهی اکولوژیکی شهرها (مورد مطالعه: شهر تبریز)، دوره 21. شماره 5. صفحات 177-163.
file:///C:/Users/pc/Downloads/Article%20(5).pdf
طالبی‌فرد، رضا؛ اشکان شفیعی؛ افشین یگانه (1400). ارزیابی فضایی تأثیر پارامترهای کاربری اراضی بر کیفیت هوا در مناطق شهری (مطالعه موردی شهر تهران)، مطالعات علوم محیط زیست. دوره 6. شماره 3. صفحات 3899-3890.
قهرمانلو، امیر؛ محمود صفارزاده؛ علی نادران؛ علی جوانشیر (1401). مکانیسم تأثیر شکل شهری و کاربری زمین بر حمل و نقل و آلودگی هوای کلانشهر تهران، باغ نظر، دوره 19. شماره 109. صفحات 46- 35.
قنادی، محمدامین؛ متین شهری؛ امیر رضا مرادی (1401). پایش آلودگی هوا با استفاده از تصاویر ماهواره سنتینل- 5 (مطالعه موردی: شهرهای بزرگ صنعتی ایران،  فصلنامه علوم محیطی. دوره 20. شماره 2. صفحات 98-81.
گودرزی، غزاله؛ رضا راستی (1404). تاثیر الگوی کاربری اراضی پهنه غربی تهران بر آلودگی هوا با نگرش بافر سلامتی، مطالعات علوم محیط زیست. دوره 10. شماره 1. صفحات 9788-9777.
مردانه، عادل؛ عارف  قادری؛ نورالدین میثاق (1401). تاثیر الگوهای فضای سبز شهری بر توزیع فضایی آلاینده‌های آلودگی هوا (مورد مطالعه: تهران)، مهندسی جغرافیایی سرزمین. دوره 6. شماره 3. صفحات 646-633.
Amani, M., Ghorbanian, A., Ahmadi, S. A., Kakooei, M., Moghimi, A., Mirmazloumi, S. M., Moghaddam, S. H. A., Mahdavi, S., Ghahremanloo, M., Parsian, S., Wu, Q., & Brisco, B. (2020). Google Earth Engine Cloud Computing Platform for Remote Sensing Big Data Applications: A Comprehensive Review.
https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=9184118
Chakraborty, J.; Basu, P. (2018). Linking Industrial Hazards and Social Inequalities: Environmental Injustice in Gujarat, India. Int. J. Environ. Res. Public Health , 16, 42.
https://doi.org/10.3390/ijerph16010042
Du, N., Ottens, H., & Sliuzas, R. (2010). Spatial impact of urban expansion on surface water bodies-A case study of Wuhan, China. Landscape and Urban Planning, 94(3), 175-185.
Ferguson, L.; Taylor, J.; Davies, M.; Shrubsole, C.; Symonds, P; Dimitroulopoulou, S.(2020). Exposure to Indoor Air Pollution across Socio-Economic Groups in High-Income Countries: A Scoping Review of the Literature and a Modelling Methodology. Environ. Int. 2020, 143, 105748.
https://doi.org/ 10.1016/j.envint.2020.105748. Epub 2020 Jul 3
García-Burgos, J.; Miquelajauregui, Y.; Vega, E.; Namdeo, A.; Ruíz-Olivares, A.; Mejía-Arangure, J.M.; Resendiz-Martinez, C.G.; Hayes, L.; Bramwell, L.; Jaimes-Palomera, M. (2022). Exploring the Spatial Distribution of Air Pollution and Its Association with Socioeconomic Status Indicators in Mexico City. Sustainability 2022, 14, 15320.
https://doi.org/10.3390/su142215320
Ghanadi, Mohammad Amin, Shahri, Matin, Moradi, Amir Reza (2022). Air Pollution Monitoring Using Sentinel-5 Satellite Images (Case Study: Major Industrial Cities of Iran). Quarterly Journal of Environmental Sciences. Volume 20, Issue 2. 81-98.  (In Persian).
https://doi.org/ 10.52547/envs.2022.1026
Gómez-Baggethun, E., & Barton, D. N. (2013). Classifying and valuing ecosystem services for urban planning. Ecological Economics, 86, 235-245.
Halim, N. D. A., Latif, M. T., Mohamed, A. F., Maulud, K. N. A., Idrus, S., Azhari, A., Othman, M., & Sofwan, N. M. (2020). Spatial assessment of land use impact on air quality in mega urban regions, Malaysia. Sustainable Cities and Society, 63, 102436.
https://doi.org/10.1016/j.scs.2020.102436
Hien, P. D., Men, N. T., Tan, P. M., & Hangartner, M. (2020). Impact of urban expansion on the air pollution landscape: A case study of Hanoi, Vietnam. Science of The Total Environment, 702, 134635.
Huang, Y.-K., Luvsan, M.-E., Gombojav, E., Ochir, C., Bulgan, J., & Chan, C.-C. (2013). Land use patterns and SO2 and NO2 pollution in Ulaanbaatar, Mongolia. Environmental Research, 124, 1-6.
Huang, Z., & Du, X. (2018). Urban land expansion and air pollution: evidence from China. Journal of Urban Planning and Development, 144(4), 05018017.
Islam, S.N.; Winkel, J. (2017). Climate Change and Social Inequality. DESA Working Paper 152. Department of Economic & Social Affairs, United Nations. Available online:
https://www.un.org/development/desa/ publications/working-paper
Kelly, F.J.; Fussell, J.C. (2015). Air Pollution and Public Health: Emerging Hazards and Improved Understanding of Risk. Environ. Geochem. Health 2015, 37, 631-649.
https://link.springer.com/article/10.1007/s10653-015-9720-1
Liang, L., Gong, P. (2020). Urban and air pollution: a multi-city study of long-term effects of urban landscape patterns on air quality trends. Sci Rep 10, 18618
Moghbel, M., & Erfanian Salim, R. (2017). Environmental benefits of green roofs on microclimate of Tehran with specific focus on air temperature, humidity and CO2 content. Urban Climate, 20, 46-58. .
Ng, E. (2009). Policies and technical guidelines for urban planning of high-density cities - air ventilation assessment (AVA) of Hong Kong. Building and Environment, 44(7), 1478-1488
Ou, J., Liu, X., Li, X., & Chen, Y. (2013). Quantifying the relationship between urban forms and carbon emissions using panel data analysis. Landscape Ecology, 28(10), 1889-1907.
https://doi.org/10.1007/s10980-013-9943-4
Romero, H., Ihl, M., Rivera, A., Zalazar, P., & Azocar, P. (1999). Rapid urban growth, land-use changes and air pollution in Santiago, Chile. Atmospheric Environment, 33(24), 4039-4047.
Tao, W., Liu, J., Ban-Weiss, G., Hauglustaine, D., Zhang, L., Zhang, Q., Cheng, Y., Yu, Y., & Tao, S. (2015). Effects of urban land expansion on the regional meteorology and air quality of eastern China. Atmospheric Chemistry and Physics, 15(15), 8597-8614.
https://doi.org/10.5194/acp-15-8597-2015, 2015.
Thakrar SK, Johnson JA, Polasky S. (2023). Land-Use Decisions Have Substantial Air Quality Health Effects. Environ Sci Technol. 20249; 58(1):381-390.
https://doi.org/10.1021/acs.est.3c02280
Wang, S., Zeng, J., Huang, Y., Shi, C., & Zhan, P. (2018). The effects of urbanization on CO2 emissions in the Pearl River Delta: A comprehensive assessment and panel data analysis. Applied Energy, 228, 1693-1706.
Weng, Q., & Yang, S. (2006). Urban Air Pollution Patterns, Land Use, and Thermal Landscape: An Examination of the Linkage Using GIS. Environmental Monitoring and Assessment, 117(1), 463-489.
https://link.springer.com/article/10.1007/s10661-006-0888-9
Wei, Y. D., & Ye, X. (2014). Urbanization, urban land expansion and environmental change in China. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 28(4), 757-765.
https://doi.org/10.1007/s00477-013-0840-9
Xian, G. (2007). Analysis of impacts of urban land use and land cover on air quality in the Las Vegas region using remote sensing information and ground observations. International Journal of Remote Sensing, 28(24), 5427-5445.
Xiao, X.; Gao, M. (2021). Overview of climate change, air pollution, and human health. In Air Pollution, Climate, and Health: An Integrated Perspective on Their Interactions; Gao, M., Wang, Z.F., Carmichael, G., Eds.; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2021; Volume 12, 3-12.
Xu, G., Jiao, L., Zhao, S., Yuan, M., Li, X., Han, Y., Zhang, B., & Dong, T. (2016). Examining the Impacts of Land Use on Air Quality from a Spatio-Temporal Perspective in Wuhan, China. Atmosphere, 7(5), 62.
https://doi.org/10.3390/atmos7050062
Zahari, M., Majid, M., Ho, C., Kurata, G., Nadhirah, N., & Irina, S. (2016). Relationship between land use composition and PM concentrations in Iskandar Malaysia. Clean Technologies & Environmental Policy, 18(8).
https://doi.org/10.1007/s10098-016-1263-3
Zhang, Y., Bocquier, A., Ecochard, R., & Vesin, J. (2017). Land Use Change and Urban Air Pollution: A Case Study in China. Environmental Pollution, 229, 237-244.