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采矿与运输活动对Dhanbad城市环境空气质量影响的调查

Sridevi耶拿1＊, Atahar Perwez1，Gurdeep Singh.2阿肖克·库马尔·杜贝1

1印度矿业学院环境科学与工程系，丹巴德，印度。

2维诺巴巴夫大学，哈扎里巴格，印度恰尔坎德邦。

DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.10.335

本研究旨在强调对丹巴德市环境空气质量PM的评价10下午,2.5,所以2和不X集中，以便调查采矿和运输活动的影响。从选取的4个监测站冬、夏两季的监测和分析来看，污染物(PM)的空间变异显著10下午,2.5,所以2和不X)浓度相当明显。PM的浓度10在矿区(在dansar PS;291µg / m3.)，而总理2.5沿交通路线观察到的浓度更高(特别是在Bank More;218µg / m3.)．更高浓度的PM10“在矿区”表示采矿和相关活动所产生的粉尘对空气质量的重大影响。反之，PM越高2.5沿着运输路线的集中展示了运输活动对该地区空气的影响。污染水平的显着季节性变化也显而易见，因为在冬季，每次污染物的浓度比夏季都观察到所有地点。PM的平均浓度水平10和点2.5观察到267µg/m3.173µg / m3.和234µg / m3.108µg / m3.分别在冬季和夏季。从空气质量指数的计算值可以看出，dansar PS和Bank More是污染最严重的地点和PM10是正在调查的地区最令人担忧的污染物。


空气质量;机能;可吸入颗粒物;PM2.5;夏天;冬天

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(1)丹巴德城市环境空气质量的影响。《当代世界环境》2015;10(3)DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.10.335

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(1)丹巴德城市环境空气质量的影响。Curr World Environ 2015; 10（3）。可从：//www.a-i-l-s-a.com/?p=12950.

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已收到： 2015-09-21
接受: 2015-10-11

介绍

空气污染是全世界，尤其是发展中国家科学界和政策制定者关注的主要问题。随着人口、城市化、工业化和经济增长的快速增长，对矿业和能源部门的需求稳步上升。这对环境制度，特别是环境空气，造成了巨大的压力。采矿和能源工业除了对经济发展作出重大贡献外，是造成空气质量严重恶化的最重要部门。目前，能源主要由化石燃料(煤、石油、石油和天然气)生产。1其中，煤炭是最丰富的呈现和最便宜的能源来源。2

哈里亚煤炭领域（JCF）位于Dhanbad，是由于可用的冶金级煤炭储备，是印度最重要的，最被剥削的煤炭领域之一。哈利亚煤炭领域受到密集采矿活动，占印度煤炭总产量的30％。3.采矿和相关活动通过排放颗粒物(PM)、二氧化硫(SO)，使环境空气质量恶化2)和二氧化氮(NO2)．4这个煤田也非常令人关注，因为矿井火灾蔓延面积约18公里2．4除了采矿和能源部门，另一个最重要的活动，不断恶化的空气质量是车辆运输。众所周知，车辆(路面或非路面)运输会产生大量的颗粒物(PM)10和点2.5)，5、6、7,8,9,10,11氮氧化物(NOX)．12

由于其不同的性质（大小和成分）和来源复杂性，微粒问题是主要关注的污染物。颗粒物质携带毒性污染物，如重金属13还有有毒的有机化合物。与可吸入颗粒物相关的金属已被证明会增加人体肺部和心肺损伤。14颗粒物还会降低能见度，并对周围的动植物造成不利影响。15日16

采矿和运输活动对环境空气质量的巨大影响义人该地区的评估污染水平。此外，该地区（Dhanbad）被宣布为一个批判性污染的区域，并排名第13th在88个工业领域中，中央污染控制委员会(CPCB)与印度政府环境和森林部协商，获得了78.60分(满分为100分)。17该研究的目的是调查Dhanbad的矿业和城市地区的空气污染的情景，以评估主导人类活动（采矿和运输）对环境空气质量的影响。对于评估，监测在冬季和夏季在四个选定的监测站期间完成了关于PM的10下午,2.5,所以2和不X．基于观察到的污染物浓度，还估计空气质量指数（AQI）值以更好地理解和解释污染水平。

研究区

丹巴德是恰尔肯德邦的第三大城市，也是印度的煤炭之都。它位于北纬23°37 ' 3 "至24°4 '，东经86°6 ' 30 "至86°50 '之间，平均海拔222米。丹巴德位于亚热带气候区，冬冷夏热。冬季的温度大约在11⁰C到22⁰C之间，夏季为25⁰C到45⁰C之间。这个地区每年有强降雨(约1300毫米)。露天煤矿、洗煤厂、焦炉厂、矿井火灾以及运输(采矿和非采矿)活动是这个城市空气污染的主要来源。为进行系统的环境空气质素监测，本研究根据IS: 5182第XIV部分提供的选址准则，选取了四(4)个有代表性的监测站。18监测站的详细情况见表1及图1。在这四个站点中，dansar P.S.代表一个矿区，Bank More、Shramik Chowk和ISM Gate代表交通路线。Bank More和Shramik Chowk是交通枢纽(以车辆交通为主)，也是商业和住宅区域。ISM Gate是一个机构和居住区(以中等负荷的车辆交通为主)。

方法

研究时间为2015年冬季(1 - 2月)和夏季(4 - 5月)10下午,2.5,所以2和不X．在4个不同地点每周采集一次，每小时24次。PM环境样本10被拯救的粉尘采样器收集（Envirotech APM 460 NL）（流量为1.1米3.最小值1）关于Whatman玻璃纤维过滤器和PM2.5通过细颗粒采样器（Envirotech APM 550MFC）（流速16.7LPM）收集样品在PTEF过滤纸上。样本的样本2和不X通过湿化学方法通过热电冷气相取样器（Envirotech APM 411 TE）收集。所以2，存在于环境空气中的（流速0.4Lpm）在0.04m Tothloromurate（K.2HGCL.4)形成不挥发的二氯亚硫汞酸盐(HgCl2所以3.）通过改进的西部和Gaeke方法进行分析。19无X通过吸收NO来测定环境空气中NO的浓度X通过0.4％氢氧化钠（NaOH）和0.1％亚砷酸钠溶液（Naaso2- - - - - -）流速0.5Lpm以形成亚硝酸钠（纳米）2)，并采用改进的Jacob and Hochheiser方法进行分析20.．

表一:研究区内的环境空气质素监测站


表1：环境空气质量监测
研究区域内的车站
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图1:研究区监测站图


图1：表明监测站的研究区域地图
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结果和讨论

PM的浓度水平10下午,2.5，所以2和不X冬季和夏季四个选定监测点的数据见表2。结果表明，污染物浓度(PM)存在显著差异10下午,2.5,所以2和不X）在采矿区和交通路线。PM10研究期间，采动区(Dhansar PS)的浓度最高(291µg/m)3.在冬季和281μg/ m3.其次是交通路线(Bank More, Shramik Chowk和ISM Gate)。PM的浓度水平10(100µg/m3.）21在dansar PS, Bank More, Shramik Chowk和ISM Gate，分别在冬季。而在夏季，首相10浓度分别是NAAQS的2.8、2.5、2.4和1.7倍。PM浓度越高10在dansar PS的原因是靠近的露天煤矿和小型和重型车辆(采矿和非采矿)的广泛移动所产生的灰尘。然而，车辆排放(特别是沉降尘埃颗粒的再悬浮)是PM浓度升高的主要来源10在Bank More和Shramik Chowk。Shramik Chowk和Bank More是丹巴德市最繁忙的两个交通枢纽。车辆的大量移动和受限制的通风条件(由于周围的建筑物紧密)使场地污染严重。

表2：在冬季和夏季季节中PM10，PM2.5，SO2和NOx浓度的空间变化


表2:PM浓度的空间变异10下午,2.5，
所以2和不X在冬季和夏季
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与PM不同10， PM的浓度2.5沿交通路线的海拔更高(Bank More最高;218µg / m3.冬季为119µg/m3.夏季)，其次是矿区(dansar PS)。PM2.560µg/m3.）21在冬季分别在银行更多，Shramik Chowk，ISM Gate和Dhansar PS的3.7,3.4,2.3和2.2因素。而且，在夏季，下午2.5在Bank More、Shramik Chowk、ISM Gate和dansar PS中，浓度分别为NAAQS的2.0、1.8、1.8和1.6倍。PM超标2.5在监测位置归因于站点上车辆排放的重大影响。因为，细颗粒主要由化石燃料燃烧过程产生，并且车辆排放是城市地区的主要来源。PM浓度升高10和点2.5，表明采矿和运输活动对所考虑地区的环境空气质量有重大影响。

除颗粒污染物外，气态污染物的空间分布也有较大的变化。SO的浓度2以Dhansar(73µg/m3.)，其次为Bankmore(27µg/m3.(21µg/m3.)和ISM Gate(16µg/m3.)和dansaar SO2浓度比NAAQs高1.1倍（80μg/ m3.)．21不X在Bankmorore最高观察到浓度（92μg/ m3.）然后是Shermik Chowk（61μg/ m3.)、dansar(53µg/m3.）和ISM门（40μg/ m3.)．结果表明，硫酸根浓度较高是造成硫酸根浓度升高的主要原因2和不X在Dhansar PS是矿山火灾和车辆排放。

考虑污染物浓度的季节变化(PM10下午,2.5，所以2和不X）也很明显。在冬季观察每个污染物的浓度比在所有地点都比夏季更高。冬季较高浓度归因于抗旋风条件的患病率，其特征在于，由于大气流失率的稳定或反转，通过平静或明亮的风和有限的混合深度22．PM的各自平均浓度10和点2.5在研究区域观察到267μg/ m3.173µg / m3.冬季为234µg/m3.108µg / m3.在夏天。而SO的平均浓度水平2和不X40µg/m3.，66μg/ m3.和28μg/ m3.，56μg/ m3.分别在冬季和夏季。在印度的不同地区，如Jharia Coalfield，也观察到类似的颗粒物浓度季节性变化趋势。23在Dhanbad城区，24在Dhanbad城区，4Sambalpur地区22和Raniganj-Asansol地区。25

表3:冬季和夏季PM10、PM2.5、SO2和NOX的空气质量指数(AQI)空间变化


表3:空气质量指数(AQI)的空间变异
下午10下午,2.5,所以2和不X在冬季和夏季
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为了更好地了解和解释污染程度以及确定健康问题的程度，计算了空气质量指数(AQI)，并根据季节对选定的监测站进行了分类。该指数是根据印度国家空气质量指数(INAQI)编制的。26表3中描绘了每个监控站的计算的AQI。关于PM的AQI值10在Dhansar PS和银行的污染群体被发现不足，并且在两个季节期间，在ISM门的ism门中发现了中度污染。虽然，Shramik Chowk在冬季期间观察到冬季污染不良，在夏季期间遭受了中度污染。关于PM的空气质量状况2.5在两个季节的所有监测站中观察到中度污染。而相对于所以2和不X，空气质量状况满意、良好。观察到的AQI值和各自的类别表明，dansar PS和Bank More是污染最严重的地点和PM10是最令人惊叹的污染物。

结论

本研究的目的是调查丹巴德市环境空气质量与PM有关10下午,2.5,所以2和不X在四个有代表性的地点进行监测。污染物浓度的空间和季节变化比较显著，这可能是由不同排放源和盛行的气象条件造成的。从观察来看，PM10和点2.5是值得关注的主要污染物，因为PM10以及PM2.5在所有监测站都超过了NAAQS（2009年）年度允许限额。SO的浓度2以Dhansar PS(73µg/m3.),而不X以Bank More(92µg/m3.)，可分别归因于矿井火灾和车辆排放。空气质量指数(AQI)也按照国家空气质量指数(NAQI CPCB, 2014)计算。空气质量指数显示，该地区的空气棚就PM而言是中度至重度污染10和点2.5，虽然对所以的良好令人满意2和不X．仔细观察AQI值及其各自类别，发现dansar PS和Bank More是污染最严重的地点和PM10被确定为在调查中最令人担忧的污染物。基于观察结果，研究描绘了详细时间序列污染物浓度研究的需要，颗粒污染物的源分配研究（理解源简介）和未来空中空间分散特性的研究。

承认

作者们感谢Idian Mines，Dhanbad学校的研究期间有价值的支持。三位作者（Sridevi Jena，Atahar Perwez和Ashok Kumar Dubey）也很感谢人力资源开发部提供ISM JRF奖学金。

参考

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