Città – Gwalior (Madhya Pradesh, India)

Gwalior, un ex stato principesco, si trova nello stato del Madhya Pradesh. Si tratta di una piccola città, conosciuta per la sua storia, attrazioni turistiche, ed è un centro di letteratura, arte e musica. Rani Lakshmibai è stata una figura storica importante nella sua storia e la Lakshmibai National University of Physical Education prende il nome da lei. La città sta diventando anche un hub per le lezioni di coaching per gli esami di ammissione comuni. Ospita diverse università e college governativi e privati.

Gwalior supporta unità industriali di piccole e medie dimensioni che producono tessuti, lavorazione agricola, produzione di gomma e pneumatici, molle ferroviarie e componenti per trasformatori. Cuoio, cartapesta, e mobili in legno sono anche attività artigianali di primo piano in città. Secondo il censimento del 2011, ha una popolazione di circa un milione di persone. La società municipale copre un’area di 289 chilometri quadrati.

Per valutare la qualità dell’aria di Gwalior, abbiamo selezionato un airshed che copre 30km x 30km. Questo dominio è ulteriormente segregato in griglie da 1 km, per studiare le variazioni spaziali delle emissioni e dei carichi di inquinamento.

I campi meteorologici sono importanti in quanto hanno un impatto diretto sulle concentrazioni di inquinamento atmosferico. Durante i periodi di forti precipitazioni o venti ad alta velocità, le emissioni di una città vengono spazzate via e non hanno un impatto sulle concentrazioni. D’altra parte, durante i mesi invernali, quando le temperature e le altezze di inversione sono basse, c’è un maggiore impatto delle emissioni sulle concentrazioni di inquinamento. Le basse temperature influenzano anche il comportamento attraverso la necessità di spazio e riscaldamento dell’acqua – che a sua volta ha aumenta le emissioni.

Abbiamo elaborato il NCEP Reanalysis global meteorological fields dal 2010 al 2018 attraverso il modello meteorologico 3D-WRF. Di seguito viene presentato un riepilogo dei dati per un anno, calcolato in media per lo scalo aereo della città per mese. Scarica i dati elaborati che includono informazioni su anno, mese, giorno, ora, precipitazioni (mm/ora), altezza di miscelazione (m), temperatura (C), velocità del vento (m/sec) e direzione del vento (gradi) – parametri chiave che determinano l’intensità di dispersione delle emissioni.

Multi-Inventario delle Emissioni di Inquinanti

Abbiamo compilato un inventario delle emissioni per il Gwalior regione per i seguenti inquinanti: biossido di zolfo (SO2), ossidi di azoto (NOx), il monossido di carbonio (CO), camere non-metano, composti organici volatili (NMVOCs), biossido di carbonio (CO2); e il particolato (PM) in quattro bidoni (a) grossolano PM con dimensioni frazione tra 2,5 e 10 µm (b) bel PM con dimensioni frazione inferiore a 2,5 µm (c) black carbon (BC) e (d) carbonio organico (OC), per l’anno 2015 e previsto per il 2030. Nella fase 1, l’anno base per tutti i calcoli era il 2015. Nella fase 2, tutti i calcoli sono aggiornati per l’anno 2018.

Abbiamo personalizzato la famiglia di strumenti SIM-air per adattarsi alle informazioni di base raccolte da fonti disparate. A parte i rapporti ufficiali, materiale di riferimento che va dal GIS database dell’uso del suolo, della copertura del suolo, strade e linee ferroviarie, corpi d’acqua, area edificata (rappresentato in figura), attività commerciali (alberghi, ospedali, chioschi, ristoranti, centri commerciali, cinema multisala, il traffico delle intersezioni, il culto punti, centri industriali, e telecom torri), per densità di popolazione e la meteorologia ad altissima risoluzione spaziale (1 km). Una descrizione dettagliata di queste risorse è pubblicata come articolo di giornale in 2019, che include anche una sintesi delle linee di base e delle analisi dell’inquinamento per le città indiane 20.

Questo inventario delle emissioni si basa sulle stime disponibili dell’attività locale e del consumo di carburante per lo scalo aereo urbano selezionato (rappresentato nella griglia sopra). Queste informazioni sono raccolte da più agenzie che vanno dal central pollution control board, state pollution control board, census bureau, national sample survey office, ministry of road transport and highways, annual survey of industries, central electrical authority, ministry of heavy industries, and municipal waste management, e pubblicazioni da istituzioni accademiche e non governative.

Per l’inventario delle emissioni del trasporto stradale, oltre al numero totale di veicoli e alle loro informazioni sull’utilizzo, abbiamo utilizzato anche le informazioni sulla velocità del veicolo per allocare spazialmente e temporalmente le emissioni stimate alle rispettive griglie. Questo è un prodotto dei servizi di Google Maps. Per la città di Gwalior, abbiamo estratto le informazioni sulla velocità per i percorsi rappresentativi in tutta la città per più giorni. Questi dati sono riassunti di seguito per un rapido sguardo.

riassunto per l’inventario delle emissioni non sono naturali fonti di emissione (come la polvere tempeste, fulmini, e seasalt) e stagionale aperto (agricoli e forestali) incendi. Tuttavia, questi sono inclusi nella modellazione generale del trasporto chimico nelle simulazioni su scala nazionale. Queste fonti di emissione sono considerate nel calcolo della concentrazione come un contributo esterno (noto anche come confine o lungo raggio) alla qualità dell’aria della città.

Le proiezioni al 2030 nell’ambito dello scenario business as usual sono influenzate dal layout sociale, economico, territoriale, urbano e industriale della città e quindi i tassi previsti (crescenti e decrescenti) che assumiamo sono solo una stima. Abbiamo basato il tasso di crescita del veicolo sui numeri di proiezione delle vendite; crescita industriale sul prodotto interno lordo dello stato; settore domestico, attività di costruzione, domanda di mattoni, uso di diesel nei gruppi elettrogeni e combustione di rifiuti aperti sui tassi di crescita della popolazione e note dei comuni sui piani per implementare programmi di gestione dei rifiuti. Abbiamo utilizzato queste stime per valutare l’andamento delle emissioni totali e il loro probabile impatto sulle concentrazioni ambientali di PM2, 5 fino al 2030.

L’inventario delle emissioni è stato quindi separato spazialmente a una risoluzione della griglia di 0,01° in longitudine e latitudine (equivalente a 1 km) per creare una mappa spaziale delle emissioni per ciascun inquinante (PM2, 5, PM10, SO2, NOx, CO e VOC). Le emissioni di PM2, 5 a griglia e le emissioni totali (quote per settore) sono presentate di seguito.

Griglia PM2.5 Emissioni (2018 e 2030)

Totale PM2.5 Emissioni per Settore 2018-2030

TRANS = emissioni di trasporto stradale, ferroviario, aereo e marittimo (per la città costiere); RESIDEN = emissioni residenziali da attività di cottura , riscaldamento e illuminazione ; INDUS = emissioni industriali da piccole, medie e pesanti industrie( compresa la produzione di energia); ALL.DUST = emissioni di polveri da attività di risospensione stradale e di costruzione; W. BURN = emissioni di combustione di rifiuti aperti; DG.SET = emissioni di gruppi elettrogeni diesel; B. FORNI = emissioni di forni per mattoni (non incluse nelle emissioni industriali)

Emissioni totali stimate per settore per il 2018 (unità-tonnellate/anno)

Gwalior	PM2.5	PM10	AC	OC	NOx	CO	VOC	SO2
delle emissioni dovute al Trasporto stradale, ferroviario, aereo e marittimo (per la città costiere)	1,600	1,700	650	500	7,200	52,350	12,050	100
Residenziale emissioni di cottura, il riscaldamento, di illuminazione e di attività	1,150	1,250	200	550	150	13,500	1,750	100
le emissioni Industriali di piccole, medie e industrie pesanti (tra cui la generazione di energia)	3,550	3,600	1,300	750	1,250	3,600	400	850
le emissioni di Polveri da strada ri-sospensione attività di costruzione e	1,800	11,500	–	–	–	–	–	–
Aprire combustione di rifiuti emissioni di	550	600	50	350	–	2,750	550	–
gruppo elettrogeno Diesel emissioni	250	300	150	100	1,800	5,700	2,550	50
fornace di Mattoni emissioni (non incluso nel emissioni industriali)	600	650	150	250	600	7,350	850	250
	9,500	19,600	2,500	2,500	11,000	85,250	18,150	1,350

Trasporto Chimico Modellazione

Abbiamo calcolato l’ambiente di PM2.5 concentrazioni e la fonte dei contributi, utilizzando la griglia di un inventario delle emissioni, il 3D, i dati meteorologici (da WRF), e il CAMx regionale chimico modello di trasporto. Il modello simula le concentrazioni a 0.01 ° grid resolution e contributi settoriali per l’area urbana, che includono contributi da emissioni primarie, fonti secondarie tramite reazioni chimiche e trasporto a lungo raggio tramite condizioni al contorno (rappresentate come “confine” nel grafico a torta sottostante).

Il grafico a nastro mostra la variazione dell’inquinamento medio da PM2, 5 per mese. A causa delle precipitazioni durante il monsone, di solito i livelli di inquinamento si abbassano e possono rientrare negli standard nazionali di inquinamento atmosferico, tuttavia la maggior parte delle città non è in grado di raggiungere questi standard in altri periodi dell’anno.

La seguente è una mappa dell’inquinamento medio annuo di PM2, 5 per la città di Gwalior. Le principali fonti che contribuiscono al PM2.5 nel 2018 sono nel grafico a torta a sinistra. Il cambiamento dei contributi nel 2030 da diverse fonti sono mostrati a destra.

C’è una variazione temporale dei contributi di origine e dei contributi spaziali a seconda dei fattori meteorologici. Abbiamo una mappa dei livelli medi mensili di PM2, 5 e dei loro contributi di origine per ogni mese nei grafici sottostanti.

Dati satellitari derivati superficie PM2.5 Concentrazioni

I risultati delle concentrazioni derivate dai dati satellitari sono utili per valutare le tendenze annuali dei livelli di inquinamento e non sono un proxy per le reti di monitoraggio a terra. Questi dati sono stimati utilizzando feed satellitari e modelli di trasporto chimico globale. I satelliti non misurano una posizione per tutto il tempo, invece, una combinazione di satelliti fornisce una cache di misurazioni che vengono interpretate utilizzando modelli di trasporto chimico globale (GEOS-Chem) per rappresentare il mix verticale di inquinamento e stimare le concentrazioni a terra con l’aiuto di precedenti misurazioni a terra. I modelli di trasporto globale si basano su stime delle emissioni a griglia per più settori per stabilire una relazione con le osservazioni satellitari su più anni. Questi database sono stati utilizzati anche per studiare il carico globale della malattia, che ha stimato l’inquinamento atmosferico come le prime 10 cause di mortalità prematura e morbilità in India. Di seguito viene presentata una sintesi delle concentrazioni di PM2, 5 per il periodo 1998-2016 per la città di Gwalior. I file PM2. 5 globali sono disponibili per il download e ulteriori analisi @ Dalhousie University.

I grafici per le altre concentrazioni distrettuali di PM2, 5 per questo periodo, le mappe delle medie nazionali e le variazioni annuali sono disponibili qui. I dati per il livello distrettuale PM2.5 concentrazioni per 1998-2016 periodo per può scaricato qui.

Monitoraggio

Presentiamo di seguito un riepilogo dei dati di monitoraggio ambientale disponibili nell’ambito del National Ambient Monitoring Program (NAMP), gestito e mantenuto dal Central Pollution Control Board (CPCB, Nuova Delhi, India). A Gwalior, a partire da novembre 2018, sono in funzione 0 stazioni di qualità dell’aria continue e 2 manuali. Un archivio di tutti i dati della rete NAMP dalle stazioni in tutta l’India per il periodo 2011-2015 è disponibile qui.

PM2 in tempo reale.5 livelli di inquinamento in città di Gwalior

Materiale

• CPCB repository di continuo di aria dati di monitoraggio (Link)
• CPCB Elenco di non raggiungimento città (Link)
• Madhya Pradesh Pollution Control Board (Link)
• Gwalior Municipal Corporation (Link)
• “Gwalior Piano di Sviluppo 2021”, Direzione della Pianificazione del territorio, Madhya Pradesh (Link)
• Gwalior Smart City Proposta (Link)
• “piano d’Azione per il controllo dell’inquinamento atmosferico nel non raggiungimento città di Gwalior (M. P.) “, Madhya Pradesh Pollution Control Board. (2019) (Link)
• Industrial Infrastructure Development Corporation of Gwalior (Link)
• “Esposizione dell’inquinamento atmosferico e dei suoi effetti sulla salute nelle persone della polizia stradale di Gwalior City, India”, Sharma, KH et. al. (2017) (Journal Article Link)
• “Effetti dei parametri meteorologici sulle concentrazioni di inquinanti atmosferici gassosi nell’area urbana di Gwalior City, India”, Dandotiya, B. et. al. (2018) (Link articolo rivista)

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