Spatial correlation analysis of air pollution and respiratory diseases period 2013-2022 (Tabriz City)
Subject Areas : Assessing the risks of pollutants on environmentMaryam Alsadat Heshmati 1 , Mohammad Ebrahim Ramazani 2 , Ziba Beheshti 3
1 - Environmental Education Department, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
2 - Department of Environmental Engineering, Research Center for Sustainable Development Management of Urmia Lake and Aras River Basin, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
3 - Land Evaluation and Environmental Planning, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
Keywords: Air pollution, Respiratory diseases, ARC GIS software, Air pollution standard index, Tabriz,
Abstract :
Recent epidemiological studies worldwide have investigated the relationship between air pollution and human health, revealing a significant impact of increased air pollution on respiratory tract infections. Tabriz, one of the most polluted cities in the country, faces serious health threats due to air pollution. The present study aimed to determin the relationship between different factors of air pollution and the incidence of asthma in Tabriz. Statistical data on pollutants (suspended particles with a diameter of less than 10 microns (PM10), ozone (O3), sulfur dioxide (SO2), nitrogen dioxide (NO2), and carbon monoxide (CO)) from 2013 to 2022, were collected from five air pollutant measurement stations. ARC GIS software was used to analyze and compare the collected data with standard air pollution index (PSI). The results of the research indicated that the concentration of pollutants is low, medim and high in the regions 1, 10 and 4, respectively. The results indicated that there is a direct spatial relationship between SO2 levels and asthma incidence. Additionally, the highest O3 concentrations were in the western side and part of the city center, correlating with higher number of asthma cases, indicating a direct spatial relationship between O3 concentration and athma incidence. PM10 pollution was higher in the city center, where the highest frequency of asthma patients was observed, showing a direct spatial relationship between PM10 and asthma prevalence.
[1] Khazaei, E., Alesheikh, A., Karimi, M., Vahidnia, M.H., 2013, Comparison of two modeling methods for the prediction of carbon monoxide concentration using neuro-fuzzy system, Journal of Environmental Studies, 38, 29. (in Persian)
[2] Manisalidis, I., Stavropoulou, E., Stavropoulos, A., Bezirtzoglou, E., 2020, Environmental and health impacts of air pollution: A review. Frontiers in Public Health, 8, 14.
[3] Wilson, A.M., Salloway, J.C., Wake, C.P., Kelly, T., 2004, Air pollution and the demand for hospital services: A review. Environment International. 30, 1109.
[4] Lee, Y.G., Lee, P.H., Choi, S.M., An, M.H., Jang, A.S., 2021, Effects of air pollutants on airway diseases, International Journal of Environmental Research and Public Health, 18, 9905.
[5] Yousefi Golboteh, R., Ramezani Moghadam Sahrayi, F., Mohammadi, M., Houshmand, Sh., Mohammadi, M., 2016, Measuring vehicle exhaust emissions from Peugeot 206, Samand and EL Samand in Mashhad, Journal of Environmental Sciences and Technology. 18, 63. (in Persian)
[6] Ghadami, M., Abdollahvand, H., 2018, The Impact of urban spatial structure scenarios on air pollution (A case study of Tehran), Geography and Urban Space Development, 8, 261. (in Persian)
[7] Heidari, M., Heidarinejad, Z., Alipour, V., Dindarloo, K., Rahmanian, O., Goodarzi, B., Mousapour, H., 2018, Evaluation of air quality based on air quality index in Kerman city, 2015, Journal of Research in Environmental Health, 3, 208. (in Persian)
[8] Esmailnejad, M., Eskandari Sani, M., Barzaman, S., 2015, Evaluation and zoning of urban air pollution in Tabriz, Journal of Regional Planning, 5, 173. (in Persian)
[9] Gorbani, R., Hosseinzadeh Delir, K., Shorkri Firoozjah, P., 2012, The study Tabriz city air pollution condition on the basis of principal component analysis (PCA), Journal of Geography and Planning, 39, 89. (in Persian)
[10] Shahriari-Namadi, M., Azizi, K., Moemenbellah-Fard, M.D., Soltani, A., 2019, Epidemiologic study of the factors affecting the incidence of asthma and allergies with emphasis on arthropod allergens in the patients referring to Imam Reza clinic of asthma and allergy in Shiraz, 2016, Scientific Journal of Kurdistan University of Medical Sciences, 24, 68. (in Persian)
[11] Basu, R., Rau, R., Pearson, D., Malig, B., 2018, Temperature and term low birth weight in California, American Journal of Epidemiology, 187, 2306.
[12] Arbex, M.A., de Souza Conceição, G.M., Cendon, S.P., Arbex, F.F., Lopes, A.C., Moysés, E.P., Santiago, S.L., Saldiva, P.H.N., Pereira, L.A.A., Braga, A.L.F., 2009, Urban air pollution and chronic obstructive pulmonary disease-related emergency department visits. Journal of Epidemiology and Community Health, 63, 777.
[13] Alkurdi, F., Karabet, F., Dimashki, M., 2013, Characterization, concentrations and emission rates of polycyclic aromatic hydrocarbons in the exhaust emissions from in-service vehicles in Damascus, Atmospheric Research, 120, 68.
دوره 1، شماره 2، پیاپی2 تابستان 1403، صفحات 63-49 |
دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز
فصلنامه آلودگیهای محیطی و توسعه پایدار شهری
"مقاله پژوهشی"
تحلیل همبستگی فضایی آلودگی هوا و بیماری آسم در دوره 1392 تا 1401 (شهر تبریز)
مریم‌السادات حشمتی1، محمد ابراهیم رمضانی2*، زیبا بهشتی3
1 دانش آموخته گروه آموزشی محیط زیست، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
2 دانشیار گروه مهندسی محیط زیست، مرکز تحقیقات مدیریت توسعه پایدار حوضه آبریز دریاچه ارومیه و رودخانه ارس، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران
3 دانش‌آموخته دکترای تخصصی ارزیابی و آمایش سرزمین - محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
* نویسنده مسئول مکاتبات: ramazani@iaut.ac.ir
(دریافت مقاله: 12/12/1402، پذیرش نهایی: 23/02/1403)
چکیده
مطالعات اپیدمیولوژیک زیادی در سالهای اخیر در نقاط مختلف جهان در جهت مشخص کردن رابطه بین اثرات آلودگی هوا و سلامت انسانها انجام شده است. نتایج بیانگر این است که، افزایش آلودگی هوا بر افزایش عفونتهای دستگاه تنفسی تاثیر مشخص و قابل ملاحظه‌ای دارد. شهر تبریز به عنوان یکی از شهرهای آلوده کشور محسوب میشود، بطوریکه آلودگی هوا به طور جدی سلامتی ساکنین این شهر را تهدید می‌نماید. مطالعه حاضر با هدف مشخص نمودن رابطه عوامل مختلف آلودگی هوا و تأثیر آن بر تعداد بیماران مبتلا به آسم در شهر تبریز انجام شده است. بدین منظور اطلاعات آماری آلایندهها، مربوط به ذرات معلق با قطر کمتر از 10 میکرون (PM10)، ازن (O3) ، دی‌اکسید گوگرد (SO2)، دی‌اکسید نیتروژن (NO2) و مونوکسید کربن (CO) برای کلیه ماههای سالهای 1392 تا 1401، از پنج ایستگاه سنجش آلایندههای هوای شهر گردآوری و سپس این اطلاعات با استفاده از نرم‌افزار ARC GIS در مقایسه با شاخص استاندارد آلودگی هوا(PSI) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج تحقیق نشان داد که غلظت آلایندهها در مناطق 1، 10 و 4 به ترتیب کم، متوسط و زیاد است. نتایج نشان داد بین غلظت گاز SO2 و فراوانی بیماران مبتلا به آسم رابطه مکانی مستقیم وجود دارد. نظر به توزیع آلودگی گاز O3 در سطح شهر تبریز، بیشترین غلظت آلودگی این گاز در ضلع غربی و قسمتی از مرکز شهر بوده و در این محدوده‌ها تعداد افراد مبتلا به بیماری آسم بیشتر بوده است. بنابراین بین فراوانی بیماران مبتلا به آسم و غلظت گاز O3 در سطح شهر تبریز رابطه مستقیم مکانی دیده شد. توزیع آلودگی ذرات PM10 در سطح شهر تبریز در مرکز شهر بیشتر بوده و بیشترین فراوانی بیماران مبتلا به آسم در محدوده این مناطق قابل رویت است. بنابراین بین میزان آلایندگی ذرات PM10 با تعداد افراد مبتلا به بیماری آسم نیز رابطه مستقیم مکانی وجود دارد.
واژههای کلیدی: آلودگی هوا، بیماریهای تنفسی، نرم‌افزارARC GIS ، شاخص استاندارد آلودگی هوا، تبریز
مقدمه
گسترش شهرها، توسعه مهاجرت، گسترش نامناسب صنایع و بی‌توجهی به مکان آن از عوامل مهم افزایش آلودگیهای محیطی میباشد. آلودگی هوا یک فاکتور مهم محیطی برای جهان و سلامت عمومی محسوب میشود که با افزایش هزینه‌های پزشکی و میرایی همراه است. برآورد میشود، این عامل علت 800000 مرگ زودرس در سراسر جهان میباشد (1). آلودگی هوا پس از استعمال دخانیات، دومین عامل اصلی مرگهای ناشی از بیماریهای غیر واگیر محسوب میشود و با افزایش ریسک ابتلاء به بیماریهای حاد، مزمن و مرگ در ارتباط است. در گزارش سازمان بهداشت جهانی در خصوص کیفیت هوای جهان در سال 2022 در بین131 کشور که مجهز به ایستگاه سنجش آلاینده هستند، ایران از منظر آلایندگی 5/2 PM (ذرات معلق با قطر کمتر از 5/2 میکرون)، در رتبه 21 آلودگی قراردارد. بر اساس آخرین گزارش سازمان بهداشت جهانی (1WHO) در سال 2020، آلودگی هوای آزاد و هوای داخل، سالیانه به بیش از 7 میلیون مرگ زودرس در جهان منجر میشود (از هر صد مرگ، نه مرگ منتسب به آلودگی هوا است). آلودگی هوا نشانه ناپایداری سیستمهای آلاینده هست. در واقع به واسطه عدم توجه به پایدار بودن توسعه، مشکلات محیط زیستی که یکی از آنها آلودگی هوا است پیش می‌آید (2). آلودگی هوا در درجه اول به صورت کاهش سطح عملکرد فرد در فعالیت‌های روزمره، انواع بیماریهای تنفسی و بیماریهای قلبی و ریوی خود را نشان داده و در نهایت مرگ و میر زودرس را سبب میشود (3). حضور مداوم در مناطقی با غلظت بالای آلایندههای هوا، می‌تواند باعث تشدید بیماریهای تنفسی گردد. از انواع بیماریهای تنفسی مرتبط با آلودگی هوا میتوان آسم، برونشیت، آمفیزم، پنومونی و بیماری انسدادی مزمن ریوی را نام برد (4). طبق گزارش سازمان جهانی بهداشت بر روی بیماریهای ناشی از آلودگی هوا، 89 درصد از کل مرگهای مربوط به آلودگی هوا در اثر بیماریهای قلبی - تنفسی میباشد. مؤسسه بين‌المللى تحقيقات سرطان (IARC)2 در سازمان جهانى بهداشت، آلودگى هوا و ذرات معلق آن را به عنوان تركيبات سرطان‌زا طبقه‌بندى كرده‌اند. بر اساس گزارش سازمان بهداشت جهانی سالانه حدود 7 ميليون نفر در اثر بيماری‌هاى مربوط به آلودگى هوا جان خود را از دست می‌دهند (5). يكى از اقدامات مؤثر در كنترل كيفيت هوا، تعيين ميزان واقعى آلاينده‌ها و كيفيت هوا در مقايسه با شرايط استاندارد، يعنى شاخص‌هايى نظیر شاخص كيفيت هوا، شاخص آلودگى هوا و شاخص استاندارد آلودگى میباشد. بر پايه اين اطلاعات مى‌توان به وضع اقدامات پيشگيرانه در موارد نامطلوب كيفيت هوا اقدام نمود (7و6). با توجه به اینکه شهر تبریز به عنوان یکی از شهرهای آلوده ایران از نظر وضعیت هوا همیشه مطرح بوده (9و8) و آلودگی هوا به طور جدی سلامتی ساکنین این شهر را تهدید می‌کند، بنابراین تحقیق در زمینه ارتباط بیماریهای تنفسی با آلودگی هوا و بررسی رعایت استانداردهای مختلف در زمینه‌های مختلف صنعتی و فضای سبز در ارائه راهکارهای مناسب در جهت مقابله با افزایش بیماریهای تنفسی می‌تواند مثمر ثمر باشد. مطالعات به عمل آمده نشان میدهد در سالهای اخیر مطالعه جامع و کامل در مورد ارتباط بین آلودگی هوا و سلامت در شهر تبریز انجام نگرفته است. نتایج نشان دهنده این اهمیت میباشند که ارتباط مستقیم و معناداری بین افزایش غلظت حضور آلایندههای هوای محیط با میزان ابتلا به بیماریهای تنفسی در سطح شهر تبریز وجود دارد. در این تحقیق سعی بر آن است که نسبت به بررسی و تعیین ارتباط بین آلودگی هوای تبریز و ارتباط آن با بیماریهای مرتبط اقدام شود. نتایج این تحقیق به عنوان یک گام اساسی برای کارشناسان و محققان کشور در مدیریت کیفیت هوا و شناسایی مناطق بحرانی و آلوده کننده هوا خواهد بود که می‌تواند برای تصمیم‌گیری و مدیریت آلودگی هوا و همچنین در تهیه طرحهای تفصیلی به کار گرفته شود.
روش تحقیق
از آنجا که هدف این تحقیق بررسی ارتباط مکانی بین میزان آلودگی هوای شهر تبریز و تاثیر آن بر افزایش تعداد مبتلایان به بیماری آسم میباشد، از این رو بخشی از مطالعات به صورت کتابخانه‌ای بوده و اطلاعات مورد نیاز، با توجه به آمار ارائه شده توسط سایت سازمان هواشناسی کشور، سالنامههای سازمان هواشناسی کشور و ادارات و نهادهای مرتبط استخراج گردید. اطلاعات مربوط به وضعیت کیفی آلایندههای هوای شهر تبریز، با مراجعه به اداره کل حفاظت محیط زیست استان آذربایجان شرقی تهیه گردید. شاخص های مورد مطالعه عبارت‌اند از: PM10، O3، SO2، NO2 و CO. دادههای مربوط به کمیت بیماران مبتلا به آسم، از مراکز بهداشت و بیمارستانهای شهر تبریز دریافت گردید. بنابراین مطالعه شامل دو مرحله بوده است: مرحله اول شامل تعیین آلودگی نسبی مناطق و تعیین آلوده‌ترین مناطق و همراه با آن تعیین شاخص‌هایی برای تعیین کیفیت هوا است. مرحله دوم نیز تعیین ارتباط مکانی بین توزیع آلودگی استخراج شده و توزیع بیماریهای تنفسی است.
- موقعیت جغرافیایی منطقه
منطقهاي كه اين مطالعه به آن پرداخته، محدوده شهرستان تبريز در مركز استان آذربايجان شرقي در شمال غرب ايران است. وسعت محدوده مورد بررسي حدود 2179 كيلومترمربع است و در موقعيت جغرافيايي 45 درجه و 52 دقيقه تا 46 درجه و 34 دقيقة طول شرقي و 37 درجه و 46 دقيقه تا 38 درجه و 28 دقيقة عرض شمالي (شكل (1)) با ارتفاع متوسط بین 1340 تا 1724 متر از سطح دريا در جلگهاي به همين نام واقع شده است كه شهرهاي تبريز، سردرود، خسروشهر و باسمنج را در برميگيرد. اين شهرستان از سمت شمال به شهرستان اهر و جنگلهاي ارسباران، از جنوب به شهرستان مراغه، از شرق به شهرستانهاي هريس و بستان آباد و از غرب به شهرستانهاي شبستر و اسكو منتهي ميشود.
شکل (1): نقشه موقعیت جغرافیایی شهر تبریز
- جامعه آماری
جامعه هدف در این تحقیق آمار و اطلاعات ارائه شده از طرف واحدهای درگیر و مرتبط مانند مرکز بهداشت شهرستان تبریز، بیمارستانهای سطح شهر تبریز و همچنین آمار اداره کل حفاظت محیط‌زیست استان آذربایجان شرقی میباشد.
- نقشه‌های توپوگرافی شهر تبریز
ارتفاع شهر تبريز از سطح دريا بين 1340 تا 1724 متر در نقاط مختلف آن متغير بوده (جدول (1)) و شيب عمومي زمين‌هاي تبريز به سمت مركز شهر و سپس به سمت مغرب (شکل (2)) و مساحت آن معادل 2/17066 هكتار است.
شکل (2): نقشه طبقات ارتفاعی شهر تبریز
جدول (1): طبقات ارتفاعی شهر تبریز
ردیف | طبقات ارتفاعی | مساحت (هکتار) | درصد | درصد تجمعی |
1 | 1340-1350 | 70/872 | 11/5 | 11/5 |
2 | 1350-1400 | 74/7853 | 02/46 | 14/51 |
3 | 1400-1450 | 07/2509 | 70/14 | 84/65 |
4 | 1450-1500 | 82/2267 | 29/13 | 13/79 |
5 | 1500-1550 | 95/1523 | 93/8 | 06/88 |
6 | 1550-1600 | 82/1314 | 70/7 | 76/95 |
7 | 1600-1650 | 73/616 | 61/3 | 38/99 |
8 | 1600-1724 | 52/106 | 62/0 | 100 |
در اراضی بخش میانی و غرب شهر تبریز میزان شیب متوسط 2-0 درصد است و جزو اراضی هموار محسوب میشود، ولی از بخش مرکز شهر به سمتهای شمال، جنوب و نیز شرق، به دلیل وجود ارتفاعات در بخش شمالی و جنوبی و تپه های مارنی شرقی، شیب دارتر (بین 5 تا 30 درصد) میشوند. ميانگين شيب شهر 7 درصد است (جدول (2))، در جنوب دشت تبريز رشته كوه سهند قرار دارد كه داراي شيب ملايمي میباشد و در قسمت شمالي آن ارتفاعات عون بن علي قرار دارند كه با شيب تند و جهت‌گيري غربي- شرقي میباشند (شکل (3)).
شکل (3): نقشه شیب شهر تبریز
جدول (2): طبقات شیب شهر تبریز
ردیف | طبقات شیب | مساحت (هکتار) | درصد | درصد تجمعی |
1 | 0-5 | 79/13477 | 98/78 | 98/78 |
2 | 5-10 | 90/2958 | 34/17 | 32/96 |
3 | 10-15 | 61/482 | 83/2 | 15/99 |
4 | 15-20 | 35/118 | 69/0 | 84/99 |
5 | 20-25 | 32/11 | 07/0 | 91/99 |
6 | 25-30 | 25/15 | 09/0 | 100 |
بیشترین سطوح جهت شیب دامنه‌ها (شکل (4))، در جهات جنوب و جنوب غربی میباشد (جدول (3)).
شکل (4): نقشه جهت شیب شهر تبریز
جدول (3): طبقات جهت شیب شهر تبریز
ردیف | جهت شیب | مساحت (هکتار) | درصد | درصد تجمعی |
1 | بدون جهت | 40/1424 | 35/8 | 35/8 |
2 | شمال | 66/1004 | 89/5 | 23/14 |
3 | شمال شرق | 35/1799 | 54/10 | 78/24 |
4 | شرق | 28/902 | 29/5 | 07/30 |
5 | جنوب شرق | 44/925 | 42/5 | 49/35 |
6 | جنوب | 34/1739 | 19/10 | 68/45 |
7 | جنوب غرب | 12/2415 | 15/14 | 83/59 |
8 | جنوب | 80/2893 | 96/16 | 79/76 |
9 | شمال غرب | 42/3960 | 21/23 | 100 |
شکل (5): نقشه زمین‌شناسی شهر تبریز
منطقه تبریز، محل طلاقی سيستم کوهستانی البرز و زاگرس بوده و از دیدگاه لرزه زمين ساخت، جزئی از منطقه ایران مرکزی میباشد. از گسل‌های مهم منطقه، میتوان گسل تبریز را با امتداد شمال غربی - جنوب شرقی نام برد (شکل (5)).
در مطالعه حاضر اطلاعات اقلیمی و آب و هواشناسی از 4 ایستگاه سینوپتیک (شکل (6)) منتخب در استان آذربایجان‌شرقی استخراج گردیده است، همچنین به منظور بررسي ميزان نزولات جوي در منطقه، از آمار دراز مدت بارش‌هاي سالانه در ايستگاه‌هاي منتخب استفاده گرديد (شکل (7)). مرور اجمالي داده‌هاي مذكور حاكي از اين امر دارد كه بيشترين و كمترين ميزان بارش سالانه به ترتيب 5/345 و 6/223 ميليمتر در ايستگاه‌هاي بستان آباد و سهند ثبت شده است.
شکل (6): موقعیت ایستگاههای سینوپتیک استان آذربایجان شرقی
شکل (7): نقشه همباران شهر تبریز
جدول (4): متوسط دمای سالانه (سانتیگراد) شهر تبریز
ردیف | طبقات همدما | مساحت (هکتار) | درصد | درصد تجمعی |
1 | 11- 93/9 | 10/467 | 74/2 | 74/2 |
2 | 5/11 -11 | 76/997 | 85/5 | 58/8 |
3 | 12- 5/11 | 76/1625 | 53/9 | 11/18 |
4 | 12- 5/12 | 34/1973 | 56/11 | 67/29 |
5 | 13- 5/12 | 70/2492 | 61/14 | 28/44 |
6 | 13- 75/13 | 95/9508 | 72/55 | 100 |
مطالعه دماي هوا و مولفه‌هاي مختلف (جدول (4)) آن به عنوان يكي از دو عامل مهم در معرفي هويت اقليمي هر محل ضرورت دارد. میانگین دمای هوا در شهر تبریز 5/13 سانتیگراد است ( شکل (8)). در شهر تبریز عموماً مرداد ماه گرمترین ماه و بهمن ماه سردترین ماه سال است.
شکل (8): نقشه همدمای شهر تبریز
با توجه به تغییرات تعداد روزهای یخبندان جدول (5) و شکل (9)، در 4 ایستگاه سینوپتیک منتخب مشخص میشود که میانگین تعداد روزهای یخبندان با توجه به مورفولوژی بخش‌های مختلف شهر تبریز، تحت تأثیر فاکتورهای مختلف اقلیمی متفاوت بوده و مقدار آن در محدوده شهری مورد مطالعه تقریباً 85 روز است.
شکل (9): نقشه روزهای یخبندان شهر تبریز
جدول (5): ویژگیهای روزهای یخبندان شهر تبریز
ردیف | طبقات روزهای یخبندان | مساحت (هکتار) | درصد | درصد تجمعی |
1 | 84-90 | 45/8726 | 14/51 | 14/51 |
2 | 90-95 | 07/2509 | 70/14 | 84/65 |
3 | 95-100 | 82/2267 | 29/13 | 13/79 |
4 | 100-105 | 95/1523 | 93/8 | 06/88 |
5 | 105-110 | 82/1314 | 70/7 | 76/95 |
6 | 110-115 | 73/616 | 61/3 | 38/99 |
7 | 115-123 | 52/106 | 62/0 | 100 |
برای تهیه لایه ساعات آفتابی از مجموع ساعات آفتابی (جدول (6)) ده سال ایستگاه هواشناسی استفاده شد. بیش از 43 درصد از سطح شهر تبریز دارای 2400-2300 ساعت در سال از تابش آفتاب بهره‌مند میشوند (شکل (10)).
جدول (6): ویژگیهای ساعات آفتابی شهر تبریز
ردیف | طبقات ساعات آفتابی | مساحت (هکتار) | درصد | درصد تجمعی |
1 | 2400- 5/2343 | 97/7465 | 75/43 | 75/43 |
2 | 2500-2400 | 92/4787 | 06/28 | 81/71 |
3 | 2600-2500 | 82/2808 | 46/16 | 27/88 |
4 | 2700-2600 | 17/1780 | 43/10 | 70/98 |
5 | 87/2808- 2700 | 16/222 | 30/1 | 100 |
شکل (10): نقشه ساعات آفتابی شهر تبریز
بیماری آسم از عناصر حداقل رطوبت نسبی و متوسط رطوبت نسبی تاثیر میپذیرد (10). در واقع میزان مراجعه کننده آسم در زیر میانگین رطوبت نسبی و در شرایط خشک منطقه بیشتر و در بالاتر از نقطه میانگین رطوبت نسبی و وجود شرایط مرطوب منطقه، کمتر میشود. بنابراین شناخت وضع رطوبت نسبی هوای شهر تبریز (جدول (7)) و توزیع ماهانه و سالانه آن (شکل (11)) برای تعیین پراکنش کمیت مبتلایان به بیماری آسم ضروری میباشد.
شکل (11): نقشه رطوبت نسبی شهر تبریز
جدول (7): ویژگیهای رطوبت نسبی شهر تبریز
ردیف | طبقات رطوبت نسبی | مساحت (هکتار) | درصد | درصد تجمعی |
1 | 52- 85/50 | 17/8532 | 50 | 50 |
2 | 54-52 | 51/4905 | 74/28 | 74/78 |
3 | 56-54 | 64/2904 | 02/17 | 76/95 |
4 | 46/58- 56 | 41/723 | 24/4 | 100 |
بر اساس سرشماري نفوس و مسكن 1395، شهر تبریز دارای 1558693 نفر جمعیت در قالب 497898 خانوار میباشد (جدول (8)). از آنجا كه انسان براي ايجاد سكونتگاه‌هاي خويش موارد و جوانب متعدد و مختلفي را بررسي مي‌كند، كاربري اراضي شهري (شکل (12)) با مورفولوژي خاص، نتيجه خواست انسان و هدف او از اين، مكانگزيني است.
شکل (12): نقشه وضعیت کاربری اراضی شهر تبریز
جدول (8): ویژگیهای جمعیتی شهر تبریز
شهر | منطقه شهری | خانوار | جمعيت | مرد | زن |
تبريز | کل | 497898 | 1558693 | 786661 | 772032 |
منطقه 1 | 68898 | 218647 | 112628 | 106019 | |
منطقه 2 | 62348 | 196507 | 96588 | 99919 | |
منطقه 3 | 74267 | 229474 | 115934 | 113540 | |
منطقه 4 | 102481 | 315183 | 158698 | 156485 | |
منطقه 5 | 40273 | 126124 | 63484 | 62640 | |
منطقه 6 | 31917 | 98910 | 50346 | 48564 | |
منطقه 7 | 49419 | 155872 | 78930 | 76942 | |
منطقه 8 | 10191 | 29384 | 14201 | 15183 | |
منطقه 9 | 202 | 634 | 322 | 312 | |
منطقه 10 | 57902 | 187958 | 95530 | 92428 |
نتایج و بحث
اپیدمیولوژیک آسم به علت افزایش شیوع و شدت و نیز تاثیرات اجتماعی و اقتصادی آنها به سیستمهای ارائه دهنده خدمات سلامتی مورد توجه و حائز اهمیت است. آلایندههای هوا میتوانند ارگانهای بدن را متاثر کنند، اما با توجه به وسعت زیاد هوایی که وارد دستگاه تنفس میشود، شایعترین قسمت درگیر بیماری، دستگاه تنفسی میباشد. اطلاعات آماری آلایندهها، مربوط به آلایندههای ذرات معلق هوا با قطر کمتر از 10 میکرون (PM10)، ازن (O3)، دی‌اکسید گوگرد (SO2)، دی‌اکسید نیتروژن (NO2) و دی‌اکسید کربن (CO2) برای کلیه ماههای بین سالهای 1392 تا 1401، از ده ایستگاه سنجش آلایندههای هوای شهر (شکل (13)) از اداره کل حفاظت محیط زیست استان آذربایجان شرقی تهیه شد. دادهها و آمار مربوط به بیماران مبتلا به آسم از مرکز بهداشت استان برای کل مراکز جامع سلامت شهر تبریز طی دوره آماری ده سال (1401-1392) گردآوری شد (شکل (14)). سپس این اطلاعات با استفاده از افزونه زمین آماری نرم‌افزار ARC GIS و در مقایسه با شاخص‌های استاندارد آلودگی هوا (PSI3) و کیفیت هوا (AQI4) مورد تجزیه و تحلیل و آنالیز قرار گرفت.
شکل (13): موقعیت مکانی و پراکنش ایستگاههای سنجش آلایندههای هوای شهر تبریز
شکل (14): تغییرات سالانه شیوع بیماری آسم در شهر تبریز
مطالعه تغییرات سالانه شیوع بیماری آسم در شهر تبریز، حاکی از افزایش دورههای شیوع بیماری در مقابل تغییرات آلودگی هوا، در سالهای بین 1394 تا 1398 میباشد. میتوان چنین اشاره کرد که افزایش مجوزهای ساخت و تاسیس شهرکهای صنعتی و عدم لزوم تاکید بر اجرای مفاد قانونی مصوب مقررات زیست محیطی (قانون جلوگیری از آلودگی هوا، مصوب 3/02/1374)، در این عرصهها و نیز عدم کنترل بر روی سیستمهای حمل و نقل عمومی منجر به افزایش آلایندههای شهری در دورههای مورد نظر، گردیده است.
- وضعیت مکانی شیوع بیماری آسم در شهر تبریز
شکل (15): نقشه پراکنش مکانی فراوانی حملات آسم شهر تبریز
شکل (16): فراوانی حملات آسم بر اساس موقعیت مکانی مناطق شهری
بیشترین حملات آسم، در مناطق شهری 3، 4 و 10 است (شکل (15))، که تعداد موارد بروز بیماری در این مناطق به ترتیب 1584، 1574 و 1456 نفر بوده است و کمترین حملات آسم در منطقه 8 شهری با تعداد 25 نفر مشاهده شد (شکل (16)).
- توزیع زمانی و مکانی انواع گازهای آلاینده
توزیع زمانی و مکانی گازهای آلاینده هوا با توجه به شرایط اقلیمی و محیطی در نواحی مختلف و ماه‌ها و فصول مختلف متفاوت میباشد. پهنهبندی آلودگی هوا در فصل بهار برای شهر تبریز (شکل (17)) نشان میدهد که مناطق 4 و 8 شهرداری بیشترین مقادیر آلودگی در منطقه مورد مطالعه و همچنین منطقه 2 شهرداری کمترین مقدار آلودگی را دارا میباشد. پهنهبندی آلودگی هوا در فصل تابستان (شکل (18)) نشان میدهد که مناطق 6، 8، 4 و 10 شهرداری بیشترین مقادیر آلودگی در منطقه مورد مطالعه و همچنین مناطق 2 و 5 شهرداری کمترین مقدار آلودگی را دارا میباشد. پهنهبندی آلودگی هوا در فصل پاییز (شکل (19)) گویای این است که مناطق 8 و 3 شهرداری بیشترین مقادیر آلودگی در منطقه مورد مطالعه و مناطق 1، 2، 5 و 9 شهرداری کمترین مقدار آلودگی را دارا میباشند. در فصل زمستان نیز (شکل (20)) پهنهبندی آلودگی هوا نشان میدهد که مناطق 10، 4، 3، و 8 شهرداری بیشترین مقادیر آلودگی در منطقه مورد مطالعه و مناطق 1، 2، 5 و 9 شهرداری کمترین مقدار آلودگی را دارا میباشد.
شکل (17) پهنهبندی آلودگی هوا در فصل بهار شهر تبریز
شکل (18): پهنهبندی آلودگی هوا در فصل تابستان شهر تبریز
شکل (19): پهنهبندی آلودگی هوا در فصل پاییز شهر تبریز
شکل (20): پهنهبندی آلودگی هوا در فصل زمستان شهر تبریز
- تحلیل ارتباط آلودگی هوا و حملات آسم در شهر تبریز
با استفاده از نرم افزار ARC GIS ، دادههای تهیه شده از مراکز بهداشت و درمانی شهر تبریز مبنی بر تعداد مراجعین با علائم بیماری آسم، با آمار آلایندههای مورد مطالعه دریافتی از اداره کل حفاظت محیط زیست استان آذربایجان شرقی، همپوشانی و ارتباط مکانی حضور آلایندههای بالا و تاثیر آنها در افزایش تعداد مبتلایان به بیماری آسم و همچنین مناطق مستعد به این بیماری شناسایی شدند. به استناد شکل (21) بیشترین موارد ابتلا به بیماری آسم در مناطقی با غلظت خیلی زیاد CO است به عبارتی پیرامون مناطق ،6 ،7 ،8، 4 و 10 شهرداری شهر تبریز که میزان آلایندگی گازCO در حد خیلی زیاد قرار دارد، فراوانی افراد مبتلا به بیماری آسم در بیشترین میزان خود قرار گرفته است. با توجه به شکل (22)، پراکندگی موارد ابتلا به بیماری آسم در سطح شهر تبریز در غلظتهای زیاد و خیلی زیاد گاز NO2 دارای بیشترین فراوانی میباشد. مناطق شهری 3 و 8 شهرداری شهر تبریز دارای بیشترین غلظت آلاینده NO2 بوده و همچنین از لحاظ فراوانی بیماران مبتلا به بیماری آسم در حد خیلی زیاد میباشد. در برخی از مناطق دارای بیشترین فراوانی مبتلا به بیماری آسم، غلظت آلایندگی گاز NO2 در حد کم و خیلی کم نیز دیده شد.
شکل (21): رابطه مکانی آلاینده CO و بیماری آسم
شکل (22): رابطه مکانی آلاینده NO2 و بیماری آسم
بیشترین موارد ابتلا به بیماری آسم در مناطقی با غلظت متوسط و کم گاز O3 بوده است (شکل (23)). به عبارتی پیرامون مناطق 7 و 8 شهرداری شهر تبریز که میزان آلایندگی گاز O3در حد زیاد قرار دارد، تعداد افراد مبتلا به بیماری آسم در حد متوسط و زیاد (250-200) میباشد. نتیجه ارتباط مکانی میزان غلظت SO2 و حملات آسم که در شکل (24) ارائه گردیده، نشان میدهد در مناطق 3، 4 و 7 شهرداری تبریز میزان غلظت گاز SO2 در بیشترین حد خود بوده و موارد ابتلا به بیماری آسم نیز در بیشترین میزان خود قرار دارد.
شکل (23): رابطه مکانی آلاینده O3 و بیماری آسم
شکل (24): رابطه مکانی آلاینده SO2 و بیماری آسم
به استناد شکل (25) ارتباط مکانی بین غلظتPM10 و موارد ابتلا به حملات آسم بدین صورت است که در مناطق 3، 7، 8 و10 شهرداری بیشترین موارد ابتلا را داریم و همچنین در این مناطق غلظت PM10 در حد زیاد و متوسط قرار دارد. نتایج حاصل از شاخص کیفیت هوای ده ساله (1401-1392) مربوط به آلایندههای هوا و بیماری آسم نشان میدهد (شکل (26))، در مناطقی با شاخص کیفی پایین هوا تعداد موارد ابتلا به بیماری آسم بیشتر بوده است. در مناطق4، 6 و 8 شهرداری شاخص کیفیت هوا، کم و تعداد موارد ابتلا به بیماری آسم، زیاد را نشان میدهد.
شکل (25): رابطه مکانی آلودگی ذرات PM10 و بیماری آسم
شکل (26): رابطه مکانی آلودگی هوا و بیماری آسم
ادبیات بررسی اثر آلودگی به سلامت انسانها، به طور عمده، به تلاش برای تخمین اثرات کوتاه مدت و بلند مدت این پدیده بر سلامت انسان اختصاص یافته است. مطالعات جدید در حوزه آلودگی هوا، بیشتر بر روی اثرات این پدیده بر مشکلات تنفسی، قلبی و شکل‌گیری جنین و سلامت نوزاد در بدو تولد متمرکز شدهاند. هدف اصلی در این تحقیق، تعیین نوع ارتباط مکانی آلایندههای منتخب با میزان کمیت بیماران مبتلا به بیماری آسم در طول دوره ده ساله مذکور بوده است، مطابق با یافتههای (11) مطالعهای در کالیفرنیا، که در سال 2018 با روش مورد - متقاطع (crossover-case) و سری زمانی انجام شد، همخوانی روابط مکانی مستقیم بین افزایش غلظت O3 و افزایش آسم وجود دارد. در مطالعهای که ارتباط بین آلایندههای شهری و میزان مراجعین بیماران تنفسی به مراکز درمانی (12) در سال 2019، مورد بررسی قرار گرفته بود، همسوئی نتایج در مورد ارتباط مکانی مستقیم آلایندههای PM10 و CO با افزایش بیماران مبتلا به آسم وجود دارد. در این تحقیق ارتباط مکانی مستقیمی بین آلایندههای NOX با افزایش آسم مطابق نتایج (13) یعنی بررسی گازهای گلخانهای و سیستم حمل و نقل جادهای در مالزی وجود دارد. دیدگاه جدید در این تحقیق که در سایر مطالعات به صورت مقطعی و با آلایندههای موردی محدودی مطالعه شدهاند، بر این مبنا بوده است که با توجه به مناطق شهر تبریز، مکان استقرار صنایع خرد و کلان، میزان تردد بالای وسایل نقلیه در مناطق شهری و غیره ارتباط آلایندههای هوا و کمیت بیماران آسم، تفکیکبندی و به صورت آماری بررسی شوند.
نتیجهگیری
با توجه به توزیع آلودگی CO در سطح شهر تبریز که نشان میدهد بیشترین غلظت آلودگی در ضلع غربی شهر بوده و در این محدوده فراوانی بیماران مبتلا به آسم نیز در بیشترین میزان خود میباشد، بنابراین رابطه مستقیم مکانی بین غلظت گاز CO با تعداد بیماران مبتلا به آسم دیده میشود. پراکنش آلودگی گاز NO2 در مرکز شهر تبریز در بیشترین حد خود میباشد و تعداد بیماران مبتلا به آسم در این بخش دارای بیشترین فراوانی میباشد. لذا بین غلظت گاز NO2 و فراوانی بیماران مبتلا به آسم رابطه مکانی مستقیم وجود دارد. پراکنش آلودگی گاز SO2 در ضلع غربی شهر تبریز در بیشترین حد خود میباشد و تعداد بیماران مبتلا به آسم این ضلع بیشتر از سایر محدوده‌ها میباشد. بررسی نشان داد در منطقه 1 غلظت آلودگی کم، در منطقه 10 غلظت آلودگی متوسط و در منطقه 4 غلظت آلودگی زیاد میباشد. لذا بین غلظت گاز SO2 و فراوانی بیماران مبتلا به آسم رابطه مکانی مستقیم وجود دارد. با توجه به توزیع آلودگی گاز O3 در سطح شهر تبریز، بیشترین غلظت آلودگی این گاز در ضلع غربی و قسمتی از مرکز شهر بوده و در این محدوده‌ها تعداد افراد مبتلا به بیماری آسم بیشتر بوده است که بیشترین تعداد افراد مبتلا به بیماری آسم در مناطقی با غلظت گاز O3 بالا مشاهده گردید. بنابراین بین فروانی بیماران مبتلا به آسم و غلظت گاز O3 در سطح شهر تبریز رابطه مستقیم مکانی دیده شد. توزیع آلودگی ذرات PM10 در سطح شهر تبریز در مرکز شهر بیشتر بوده و بیشترین فراوانی بیماران مبتلا به آسم در محدوده این مناطق قابل رویت است. بنابراین بین میزان آلایندگی ذرات PM10 با تعداد افراد مبتلا به بیماری آسم رابطه مستقیم مکانی وجود دارد.
با توجه به نتایج حاصل از پژوهش، حداکثر تعداد افراد مبتلا به بیماری آسم در شهر تبریز در مرکز شهر که دارای بیشترین آلودگی در تمام پنج پارامتر شاخص آلایندههای هوا میباشد دیده شد. بر اساس نتایج بدست آمده در تحقیق جهت جلوگیری از افزایش حملات آسم در شهر تبریز برنامه‌ریزی‌های صحیح و منطقی میبایست صورت گیرد که از آن جمله میتوان به این موارد اشاره نمود: ایجاد بانک آمار و اطلاعات منظم از تعداد بیماران، به خصوص بیماریهای شایع در بیمارستان‌ها بر اساس محل زندگی، پیشبینی در رابطه با زمان اوج آلایندههای هوا به خصوص CO و اطلاع‌رسانی آنها به مسئولین و والدین در جهت کاهش حملات آسم، مکانیابی صحیح در خصوص استقرار ایستگاههای سنجش آلودگی جدید در سطح شهر تبریز، کالیبراسیون آنالیزورهای ایستگاههای سنجش آلودگی هوا و نصب تمامی سنجنده‌های آلودگیهای شاخص در تمامی ایستگاههای سنجش آلودگی هوا.
تعارض منافع
نویسندگان هیچگونه تعارض منافعی برای اعلام ندارند.
منابع
[1] Khazaei, E., Alesheikh, A., Karimi, M., Vahidnia, M.H., 2013, Comparison of two modeling methods for the prediction of carbon monoxide concentration using neuro-fuzzy system, Journal of Environmental Studies, 38, 29. (in Persian)
[2] Manisalidis, I., Stavropoulou, E., Stavropoulos, A., Bezirtzoglou, E., 2020, Environmental and health impacts of air pollution: A review. Frontiers in Public Health, 8, 14.
[3] Wilson, A.M., Salloway, J.C., Wake, C.P., Kelly, T., 2004, Air pollution and the demand for hospital services: A review. Environment International. 30, 1109.
[4] Lee, Y.G., Lee, P.H., Choi, S.M., An, M.H., Jang, A.S., 2021, Effects of air pollutants on airway diseases, International Journal of Environmental Research and Public Health, 18, 9905.
[5] Yousefi Golboteh, R., Ramezani Moghadam Sahrayi, F., Mohammadi, M., Houshmand, Sh., Mohammadi, M., 2016, Measuring vehicle exhaust emissions from Peugeot 206, Samand and EL Samand in Mashhad, Journal of Environmental Sciences and Technology. 18, 63. (in Persian)
[6] Ghadami, M., Abdollahvand, H., 2018, The Impact of urban spatial structure scenarios on air pollution (A case study of Tehran), Geography and Urban Space Development, 8, 261. (in Persian)
[7] Heidari, M., Heidarinejad, Z., Alipour, V., Dindarloo, K., Rahmanian, O., Goodarzi, B., Mousapour, H., 2018, Evaluation of air quality based on air quality index in Kerman city, 2015, Journal of Research in Environmental Health, 3, 208. (in Persian)
[8] Esmailnejad, M., Eskandari Sani, M., Barzaman, S., 2015, Evaluation and zoning of urban air pollution in Tabriz, Journal of Regional Planning, 5, 173. (in Persian)
[9] Gorbani, R., Hosseinzadeh Delir, K., Shorkri Firoozjah, P., 2012, The study Tabriz city air pollution condition on the basis of principal component analysis (PCA), Journal of Geography and Planning, 39, 89. (in Persian)
[10] Shahriari-Namadi, M., Azizi, K., Moemenbellah-Fard, M.D., Soltani, A., 2019, Epidemiologic study of the factors affecting the incidence of asthma and allergies with emphasis on arthropod allergens in the patients referring to Imam Reza clinic of asthma and allergy in Shiraz, 2016, Scientific Journal of Kurdistan University of Medical Sciences, 24, 68. (in Persian)
[11] Basu, R., Rau, R., Pearson, D., Malig, B., 2018, Temperature and term low birth weight in California, American Journal of Epidemiology, 187, 2306.
[12] Arbex, M.A., de Souza Conceição, G.M., Cendon, S.P., Arbex, F.F., Lopes, A.C., Moysés, E.P., Santiago, S.L., Saldiva, P.H.N., Pereira, L.A.A., Braga, A.L.F., 2009, Urban air pollution and chronic obstructive pulmonary disease-related emergency department visits. Journal of Epidemiology and Community Health, 63, 777.
[13] Alkurdi, F., Karabet, F., Dimashki, M., 2013, Characterization, concentrations and emission rates of polycyclic aromatic hydrocarbons in the exhaust emissions from in-service vehicles in Damascus, Atmospheric Research, 120, 68.
[1] 1 World Health Organization
[2] International Agency for Research on Cancer
Pollutant Standards Index
[4] Air Quality Index
Environmental Pollutions and Sustainable Urban Development, Summer 2024, Vol. 1, Issue 2, Serial No. 2, pages 49-63.
|
“Research article”
Spatial correlation analysis of air pollution and respiratory diseases period 2013-2022 (Tabriz City)
Maryam Alsadat Heshmati1, Mohammad Ebrahim Ramazani2*, Ziba Beheshti3
1Environmental Education Department, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
2Department of Environmental Engineering, Research Center for Sustainable Development Management of Urmia Lake and Aras River Basin, Tabriz Branch, Islamic Azad University, Tabriz, Iran
3Land Evaluation and Environmental Planning, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
*Corresponding author: ramazani@iaut.ac.ir
(Received: 25 January 2024, Accepted: 17 February 2024)
Abstract
Recent epidemiological studies worldwide have investigated the relationship between air pollution and human health, revealing a significant impact of increased air pollution on respiratory tract infections. Tabriz, one of the most polluted cities in the country, faces serious health threats due to air pollution. The present study aimed to determin the relationship between different factors of air pollution and the incidence of asthma in Tabriz. Statistical data on pollutants (suspended particles with a diameter of less than 10 microns (PM10), ozone (O3), sulfur dioxide (SO2), nitrogen dioxide (NO2), and carbon monoxide (CO)) from 2013 to 2022, were collected from five air pollutant measurement stations. ARC GIS software was used to analyze and compare the collected data with standard air pollution index (PSI). The results of the research indicated that the concentration of pollutants is low, medim and high in the regions 1, 10 and 4, respectively. The results indicated that there is a direct spatial relationship between SO2 levels and asthma incidence. Additionally, the highest O3 concentrations were in the western side and part of the city center, correlating with higher number of asthma cases, indicating a direct spatial relationship between O3 concentration and athma incidence. PM10 pollution was higher in the city center, where the highest frequency of asthma patients was observed, showing a direct spatial relationship between PM10 and asthma prevalence.
Conflict of interest: None declared.
Keywords: Air pollution, Respiratory diseases, ARC GIS software, Air pollution standard index, Tabriz
