Ravan M, Madadi H, Sabzghabaei G R. Assessing the Effectiveness of Sulfur Dioxide and Nitrogen Dioxide Pollutants due to Abadan Oil Refinery on Hospital Areas Using CALPUFF Model in 2018: A Descriptive Study. JRUMS 2021; 19 (10) :1071-1088
URL:
http://journal.rums.ac.ir/article-1-5558-fa.html
روان مهنوش، مددی حسین، سبزقبایی غلامرضا. ارزیابی میزان اثرپذیری محوطههای بیمارستانی از آلایندههای گازی دی اکسید گوگرد و دی اکسید نیتروژن ناشی از پالایشگاه نفت آبادان با استفاده از مدل CALPUFF در سال 1397: یک مطالعه توصیفی. مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان. 1399; 19 (10) :1071-1088
URL: http://journal.rums.ac.ir/article-1-5558-fa.html
دانشگاه صنعتی خاتم الانبیا بهبهان
متن کامل [PDF 1279 kb]
(793 دریافت)
|
چکیده (HTML) (2291 مشاهده)
متن کامل: (1822 مشاهده)
مقاله پژوهشی
مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان
دوره 19، دی 1399، 1088-1071
ارزیابی میزان اثرپذیری محوطههای بیمارستانی از آلایندههای گازی دی اکسید گوگرد و دی اکسید نیتروژن ناشی از پالایشگاه نفت آبادان با استفاده از مدل CALPUFF در سال 1397: یک مطالعه توصیفی
مهنوش روان[1]، حسین مددی[2]، غلامرضا سبزقبایی[3]
دریافت مقاله:04/06/99 ارسال مقاله به نویسنده جهت اصلاح:24/06/99 دریافت اصلاحیه از نویسنده:02/10/99 پذیرش مقاله: 06/10/99
چکیده
زمینه و هدف: بیمارستانها به عنوان مهمترین مراکز حساس جمعیتی در هر شهر باید در مناطقی با کیفیت هوای مناسب قرار داشته باشند. این مطالعه با هدف تعیین میزان اثرپذیری کیفیت هوا با استفاده از مدل (California Puff) CALPUFF در محوطههای بیمارستانهای شهر آبادان از پالایشگاه نفت انجام شده است.
مواد و روشها: این مطالعه توصیفی بر روی نحوه پراکنش دو گاز دی اکسید گوگرد (sulfur dioxide; SO2) و دی اکسید نیتروژن (nitrogen dioxide; NO2) ناشی از واحد کاتالیستی پالایشگاه نفت آبادان برای 12 ماه سال 1397 انجام شد. دادههایی که برای اجرای مدل CALPUFF در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفت، شامل دادههای هواشناسی سطحی و جو بالا، نقشه کاربری اراضی و مشخصات فیزیکی دودکشها و غلظت آلایندههای خروجی از آنها بود.
یافتهها: نتایج نشان داد که بیشترین پراکنش غلظت دی اکسید گوگرد بر اساس استاندارد یک ساعته در دی ماه بوده است، و غلظت این گاز برای تمام ماههای سال بالاتر از حد مجاز بوده است. بیشینه پراکنش غلظت دیاکسید نیتروژن یک ساعته در دی ماه بالاتر از حد استاندارد ارزیابی شد. میزان SO2 و NO2 یک ساعته در فاصله کمتر از 1500 متری دودکشها، بالاتر از حد مجاز بود. غلظت آلایندههای گازی در فضای آزاد تمامی محوطههای بیمارستانی پایینتر از حد استاندارد بود.
نتیجهگیری: وسعت زیاد محدوده پالایشگاهی و محدود بودن گستره انتشار آلایندهها به صورت متوسط ماهانه، میتوانند از عوامل مؤثر در پایین بودن غلظت آلایندهها در محدودههای بیمارستانی باشند. استفاده از مدلهای پیشرفته در زمینه آلودگی هوا میتواند در افزایش سطح آگاهی و کاهش آسیبپذیری مراکز درمانی سودمند باشد.
واژههای کلیدی: بیمارستان، پالایشگاه نفت، SO2، NO2، آلودگی هوای آزاد، آبادان
مقدمه
آلودگی هوا امروزه از مهمترین مشکلات بهداشتی و محیط زیستی در محیطهای شهری میباشد. بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی سالیانه 500 هزار نفر بر اثر آلودگی هوا در اتحادیه اروپا [1] و در حدود 2/4 میلیون نفر در جهان دچار مرگ زودرس میشوند [2]. بیمارستانها به دلیل تمرکز بالای افراد آسیبپذیر جامعه که به علل مختلف جهت درمان در چنین مراکزی حضور دارند جزء محدودههای شهری حساس از نظر آلودگی هوا محسوب میشوند. بررسی آلودگی هوا در چنین مراکزی را میتوان به دو شکل آلودگی هوای محیط داخل بیمارستان و محیط خارج بیمارستان در نظر گرفت. فعالیتهای مرتبط با احتراق سوختهای فسیلی به منظور گرمایش یا تهیه غذای بیماران و پرسنل بیمارستانی، تجهیزات اداری (مانند دستگاه فاکس، فتوکپی و پرینتر)، استفاده از محصولات اسپری کننده، مواد ضدعفونی کننده و شوینده جزء منابع انتشار آلایندههای هوا در محیطهای داخلی بیمارستان میباشند [3].
تاکنون مطالعات متعددی در زمینه آلودگی هوای داخل بیمارستان نظیر بررسی اثر آلودگی میکروبی هوا در عفونتهای بیمارستانی [4] و تعیین آلودهترین بخشهای داخلی بیمارستان [5] انجام شده است. منابع آلاینده محیط خارج بیمارستان میتوانند در افزایش آلودگی هوای محیط داخلی بیمارستانها نیز نقش قابل توجهی داشته باشند [6]. برای مثال Chamseddine و همکاران [7] در مطالعه خود در سه بیمارستان بیروت نشان دادند که بین غلظت ذرات معلق در محوطه بیرونی و داخلی بیمارستانها همبستگی بالایی وجود دارد. همچنین در پژوهش مشابهی Ayodele و همکاران [8] با بررسی کیفیت هوای محوطه بیمارستانی در نیجریه غلظت بالای گازهای مونوکسید نیتروژن (nitrogen monoxide; NO) و دی اکسید نیتروژن (nitrogen dioxide; NO2)، در محوطه بیمارستانی را ناشی از ژنراتور دیزلی تولید برق موجود در نزدیکی بیمارستان دانستند.
از مهمترین آلایندههای گازی شکل در محیط خارج بیمارستان میتوان به گازهای دی اکسید گوگرد (sulfur dioxide; SO2) و NO2 با منشاء سوختهای فسیلی اشاره کرد [9]. در ایران دو بخش صنعت و حمل و نقل بیش از سایر عوامل در آلودگی هوا و انتشار این دو گاز نقش دارند [10]. صنایع به عنوان منابع ثابت آلاینده هوا میتوانند اثر مستمری بر شرایط کیفیت هوای پیرامون خود داشته باشند. بدیهی است که قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آلایندههای هوا باعث تضعیف و یا وخیمتر شدن وضعیت سلامت در بین کارکنان و بیماران بیمارستان خواهد شد [11].
مدلسازی پراکنش آلایندههای هوا در شناسایی نقاط حساس و آسیب پذیر و انجام اقدامات کنترلی مناسب جهت کاهش تاثیر آنها موثر است [12]. از آنجایی که نمیتوان غلظت آلایندهها را در هر مکان و زمان اندازهگیری کرد، به کارگیری مدلهای پخش آلودگی، بهترین و سریعترین روش برای بررسی غلظت آلاینده های هوا است. تاکنون مطالعات کمی و کیفی متعددی در خصوص مدلسازی انتشار (Dispersion Modeling) آلایندههای گازی از منابع مختلف انجام شده است [17-13]. صنایع مورد بررسی در این مطالعات در خارج از محدودههای شهری بوده، در نتیجه اثر منفی آلایندگی چنین صنایعی بر بهداشت و سلامت عمومی میتواند به صورت مقطعی و تحت تأثیر عوامل مختلف به ویژه شرایط هواشناسی قرارداشته باشد. این در حالی است که اسقرار صنایع در داخل محدودههای شهری میتواند اثراتی به مرتب شدیدتر را بر اکوسیستم شهری وارد سازد [6].
پالایشگاه نفت آبادان به عنوان یکی از صنایع مهم که تقریباً به عنوان تنها صنعت بزرگ در محدوده شهری در مرکز شهر آبادان قرار دارد نیز از این قاعده مستثنی نخواهد بود. این مطالعه با هدف تعیین گستره مکانی و زمانی پراکنش آلایندههای گازی SO2 و NO2 ناشی از پالایشگاه نفت آبادان در محدوده بیمارستانهای این شهر انجام شد. برای این منظور میزان خطر پذیری بیمارستانها بهعنوان مراکز جمعیتی حساس شهر آبادان با استفاده از مدلسازی پراکنش آلایندههای گازی بررسی و مورد مقایسه قرار گرفت.
مواد و روشها
این مطالعه توصیفی در پالایشگاه نفت شهر آبادان در سال 1397 انجام شده است. شهر آبادان یکی از مهمترین شهرهای استان خوزستان در طول جغرافیایی 48 درجه و 17 دقیقه، و عرض جغرافیایی 30 درجه و 20 دقیقه جنوب غربی این استان واقع شده است. متوسط ارتفاع آن 3 متر از سطح دریا و مساحت آن 2796 کیلومتر مربع بوده که براساس آخرین سرشماری جمعیت در سال 1395 جمعیتی بالغ بر 250555 نفر را در خود جای داده است [18]. مجتمع پالایشگاه نفت آبادان در مرکز شهر قرار داشته و ظرفیت تولیدی آن در حدود 400 هزار بشکه در روز است که علاوه بر تولید بنزین، نفت سفید، گاز مایع، گازوئیل و نفت کوره، بخشی از خوراک پتروشیمی آبادان و پتروشیمی بندر امام را نیز تأمین میکند. شهر آبادان با توجه به موقعیت جغرافیایی و وجود بندرگاه و امکان کشتیرانی و همچنین قرار گرفتن در کنار مناطق نفت خیز، در سال 1291 هجری شمسی با بهره برداری اولین واحد تصفیه نفت در ایران راهاندازی شد. از جمله فرآوردههای تولیدی در این پالایشگاه میتوان به تولید انواع حلالها، بنزین سفید و معمولی، نفت کوره و سوخت جت و ماده اولیه برای کارخانههای روغن سازی اشاره کرد. واحد تبدیل کاتالیستی در پالایشگاه آبادان، به عنوان واحد مورد نظر در این پژوهش، با ظرفیت 24000 بشکه در روز محصولاتی چون بنزین سوپر، گاز سبک (که خوراک پتروشیمی آبادان است) و گاز مایع تولید میشود [19].
مدل (California Puff) CALPUFF یک مدل چند لایهای طراحی شده برای شرایط ناپایدار جوی است که به عنوان یک مدل انتقال و پراکندگی نحوه انتشار آلایندههای گازی برای ارزیابی اثرات بهداشتی، زیست محیطی و تحلیل ریسک به کار میرود [12]. با استفاده از این مدل میتوان اثر شرایط متغیر آب و هوایی (از نظر زمانی و مکانی) را بر روی نحوه انتشار و یا تبدیل و حذف آلایندهها از منبع تولید آن را بررسی کرد. این مدل قادر به شبیه سازی انتشار آلایندههای گازی از انواع منابع نقطهای، خطی، سطحی و حجمی میباشد. مدل CALPUFF توسط (Environmental Protection Agency) EPA به عنوان مدل مناسب برای مدلسازی جریانهای غیر یکنواخت و شبیه سازی متغیرهای زمانی و مکانی در انتقال آلودگی مورد توجه قرار گرفته است [20]. به همین دلیل با توجه به موقعیت شهر آبادان که در یک منطقه ساحلی با جریانهای متغیر ساحل به دریا و بالعکس قرار دارد این مدل برای پژوهش حاضر انتخاب شد. مدل CALPUFF از دو بخش مهم تشکیل شده است. اولین بخش مدل، ماژول (California Meteorology) CALMET است که یک مدل هواشناسی تشخیصی سه بعدی است. این ماژول با استفاده از دادههای توپوگرافیکی، کاربری اراضی و دادههای هواشناسی یک مدل سه بعدی تولید میکند. این پردازش منجر به بهبود شبیهسازی دادههای هواشناسی مورد استفاده در مدلسازی پراکنش آلایندههای هوا میشود که این موضوع در مناطق ساحلی از اهمیت زیادی برخوردار است. دومین بخش مدل ماژول CALPUFF، مدل پخش کیفی هوا است که ویژگیهای مربوط به منابع آلاینده هوا و نوع گاز را برای شبیه سازی پراکنش دریافت میکند. سیستم مدلسازی CALPUFF/CALMET در تحلیل شرایط کیفیت هوا در مقیاسهای مختلف منطقهای تا محلی به کار میرود [24-21]. مشخص کردن غلظت آلاینده در موقعیت مکانی یک گیرنده، بر اساس رابطه 1 بهعنوان معادله اصلی در CALPUFF قابل انجام است.
(1)
C = 