نمذجة العوالق الترابية (10 PM) المنبعثة من عوادم الوقود الحفري باستخدام نموذج ADMS-Urban في مكة المكرمة - خلال موسمي الحج والعمرة

Abstract

تتأثر مكة المكرمة بالعديد من ملوثات العوالق الترابية والتي تأتي من عدة مصادر، منها عمليات الهدم والبناء داخل وعلى أطراف المدينة، العوالق التي تنشأ بفعل نشاط الرياح، إعادة انتشار العوالق نتيجة الحركة داخل المدينة وفي الأماكن المزدحمة، بالإضافة إلى العوالق الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري. يجتمع ملايين المسلمين خلال أشهر رمضان والحج في العاصمة المقدسة لأداء مناسكهم مما يضع عبئاً كبيراً على الموارد المتاحة في المدينة حيث تزداد معدلات استهلاك الطاقة وتتضاعف أعداد المركبات داخل طرقات المدينة منتجة كميات كبيرة من الملوثات العالقة والتي تحتاج إلى و سائل فعالة لمتابعتها ونمذجة حرتكها . يشتمل هذا البحث على نمذجة حركة ملوثات الهواء (التي تصل أبعادها إلى 10ميكرومتر وأقل) والمنبعثة نتيجة حرق الغاز الطبيعي والبنزين والديزل المستهلك في المناطق السكنية وعلى طرقات مكة المكرمة ومحطات إنتاج الكهرباء خلال عام 2015 م باستخدام نظام نمذجة التشتت الجوي داخل الم ناطق الحضر ية (ADMS-Urban). حيث يتم استهلاك وحرق ال از الطبيعي داخل المباني السكنية والمطاعم، بينما يستخدم البنزين والديزل داخل طرقات المدينة ومحطات توليد الكهرباء . ورصدت أعلى كمية للعوالق الترابية (10 PM) والناتجة عن حرق الديزل في محطات توليد الكهرباء والتي وصلت إلى 330174 طن، تلتها العوالق الناتجة عن حرق الديزل في الشاحنات الكبيرة داخل الطرق والتي بلغت 171 طن، ثم حرق البترول من المركبات والشاحنات الصغيرة بمقدار 48 طن وأخيراً الغاز الطبيعي (أقل من 1 طن). ونظرا لعدم توفر بيانات الحركة المرورية على الطرق وبيانات عدد المركبات وسرعتها لحساب معدلات الحرق داخل مكة فقد تم ادخال البيانات للنموذج (ADMS-Urban) في هيئة بيانات شبكية (Grid Sources)، وتم تمثيل مخرجات النموذج على هيئة خطوط كنتورية وإخراجها في خرائط تمثل السيناريوهات المختلفة لظروف انبعاث الملوثات والحالات المناخية. وتعتبر هذه المرة الأولى التي يتم فيها استخدام نموذج (ADMS-Urban) في عمليات نمذجة العوالق الترابية من النوع (10 PM) في مكة المكرمة والذي ستسهم نتائجه في تحديد مصادر الانبعاثات المختلفة ومن ثم تحسين إدارة نوعية الهواء في مكة المكرمة خاصة خلال موسمي الحج والعمرة. Makkah experiences high levels of atmospheric Particulate Matter (PM) emitted by various sources including re-suspension, construction-and-demolition activities, windblown particles and combustion of fossil fuels. During Hajj and Ramadhan seasons millions of Muslims from around the world visit the Holy City of Makkah to perform Hajj and Umrah, which put extra burden on the available resources. Energy consumptions and the number of road vehicles are increased by several folds, resulting in a large amount of pollutant emissions in the city, which requires effective monitoring and modelling programmes. In this paper the emissions of PM with aerodynamic diameter up to 10 μm (PM10) from the burning of natural gas, petrol, and diesel consumed in residential houses, road traffic and electricity generation are modelled in Makkah for year 2015, applying Urban Atmospheric Dispersion Modelling System (ADMS-Urban). Natural gas is mostly consumed in residential houses and restaurants, whereas petrol and diesel are predominantly used for road traffic and electricity generation. The highest amount of PM10 (tons) was emitted from the combustion of diesel used for electricity generation (330174), followed by diesel used in heavy duty vehicles (171), petrol used in light duty vehicles (48) and natural gas (< 1). Road traffic counts, fleet composition and vehicle speed data were not available in Makkah, therefore emissions were input as grid sources into ADMS-Urban. The outputs of ADMS-Urban are presented as contour maps for various emissions and meteorological scenarios. Modelled and observed PM10 concentrations are compared and discussed. ADMS-Urban model is run for the first time to model the levels of PM10 in Makkah, which will help in determining the emission sources and lead to better air quality management in Makkah, especially during Hajj and Umrah seasons.