Buy (625 RUB)
|Generate QR code
Open Access
Subscription or Fee Access
Model Development for the Determination of PM2.5 and PM10 Fine Particles in Ground Layer of Atmospheric Air
https://doi.org/10.18412/1816-0395-2017-12-38-43
Abstract
Concentrations of fine dust (PM10 and PM2.5) are the most important indicators of atmospheric air pollution. For the development of the atmosphere quality management system, the methods for calculating the concentrations of PM2.5 and PM10 in the ground layer of air based on artificial neural networks are proposed, the input parameters of which are the total dust content in the air and the common meteorological parameters. The results of trial design and training of neural networks showed the absence of a hidden relationship between the concentrations of two fractions of fine dust, respectively, for the calculation of PM10 and PM2.5, separate neural network models should be used. It is shown that the accuracy of modeling can be improved by taking into account the coefficient of chemical transformation characterizing the ability of the atmosphere to self-purification. The designed neural networks demonstrated a high accuracy in the calculation of PM10 and PM2.5 concentrations.
About the Authors
Yu.A. Tunakova
A.N. Tupolev Kazan National Research Technical University - KAI
Russian Federation
Dr. Sci. (Chem.), Head of Department
Russian Federation
Dr. Sci. (Chem.), Head of Department
S.V. Novikova
A.N. Tupolev Kazan National Research Technical University - KAI
Russian Federation
Dr. Sci.(Eng.), Professor
Russian Federation
Dr. Sci.(Eng.), Professor
A.R. Shagidullin
Institute of Problems of Ecology and Subsoil Use of the Academy of Sciences of the Republic of Tatarstan (a separate branch of the Republic of Tatarstan Academy of Science)
Russian Federation
Cand. Sci. (Phys.-Math.), Chief Researcher
Russian Federation
Cand. Sci. (Phys.-Math.), Chief Researcher
R.R. Shagidullin
Institute of Problems of Ecology and Subsoil Use of the Academy of Sciences of the Republic of Tatarstan (a separate branch of the Republic of Tatarstan Academy of Science)
Russian Federation
Dr. Sci. (Chem.), Director
Russian Federation
Dr. Sci. (Chem.), Director
References
1. Ломтев А.Ю., Мозжухина Н.А., Карелин А.О., Мельцер А.В., Еремин Г.Б., Никонов В.А. Методические вопросы контроля РМ частиц в селитебной зоне и на границе санитарно-защитной зоны. Материалы пленума научного совета РФ по экологии человека и гигиене окружающей среды "Методологические проблемы изучения, оценки и регламентирования химического загрязнения окружающей среды и его влияние на здоровье населения". Москва, 17-18 декабря 2015 г. 2015. С. 238—240.
2. Информационный бюллетень "Воздействие взвешенных частиц на здоровье. Значение для разработки политики в странах Восточной Европы, Кавказа и Центральной Азии". Европейское региональное бюро Всемирной организации здравоохранения. ВОЗ, 2013. 20 с.
3. Acosta J.A., Faz А′., Kalbitz K., Jansen B., Martínez-Martínez S. Heavy metal concentrations in particlesize fractions from street dust of Murcia (Spain) as the basis for risk assessment. J. Environ. Monit. 2011. V. 13. Р. 3087—3096.
4. Balakrishnan K., Ganguli B., Ghosh S., Sankar S., Thanasekaraan V., Rayudu V.N, Caussy H. Part 1. Shortterm effects of air pollution on mortality: results from a time-series analysis in Chennai, India. Res. Rep. Health. Eff. Inst. 2011. V. 157. Р. 7—44.
5. РД 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы (в ред. РД 52.04.667-2005). М., Росгидромет, 2006. 556 с.
6. Организация мониторинга загрязнения атмосферного воздуха мелкодисперсными частицами: Методические указания. М., Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. 5 с.
7. РД 52.04.830-2015. Массовая концентрация взвешенных частиц РМ10 и РМ2,5 в атмосферном воздухе. Методика измерений гравиметрическим методом. СПб, ГГО им. А.И. Воейкова, 2015. 41 с.
8. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух (дополненное и переработанное). СПб, ОАО "НИИ Атмосфера", 2012. 224 с.
9. Цыро С.Г. Региональная модель формирования, трансформации и дальнего переноса аэрозольных частиц в атмосфере. Метеорология и гидрология. 2008. №2. С. 34—46.
10. Марченко М.А., Ложкин В.Н., Невмержицкий Н.В. О решении обратной задачи моделирования опасного воздействия частиц РМ2,5 и РМ10 в окрестности автомагистрали. Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России. 2015. № 2. С. 13—23.
11. Рапопорт О.А., Копылов И.Д., Рудой Г.Н. К вопросу о нормировании выбросов мелкодисперсных частиц. Экологический вестник России. 2012. № 4. С. 56—61.
12. Неменко Б.А., Илиясова А.Д., Сыздыков Д.М. Методы определения взвешенных аэрозолей в атмосферном воздухе. Вестник КазНМУ. 2014. № 2(2). С. 488—490.
13. Май И.В., Макс А.А., Загороднов С.Ю., Чигвинцев В.М. Методические подходы к учёту скорости оседания различных пылевых фракций для задач оценки экспозиции населения мелкодисперсными частицами. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. № 5(3). С. 792—795.
14. Health risk of particulate matter from long-range transboundary air pollution-Joint WHO/UNECE Convention Task Force on the Health Aspects of Air Pollution. World Health Organisation. European Centre for Environment and Health, 2006. 100 р.
15. Health relevance of particulate matter from various sources. World Health Organization. European Centre for Environment and Health, 2007. 21 р.
16. Zender C., Bian H., Newman D. Mineral Dust Entrainmentand Deposition (DEAD) model: Description and 1990s dust climatology. J. Geophys. Res. 2003. V. 108. Р. 4416—4437.
17. Григорьева И.Г., Тунакова Ю.А., Александрова А.К., Валиев В.С., Кузнецова О.Н. Оценка коэффициента трансформации оксидов азота в приземном слое атмосферы Нижнекамского промышленного узла. Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т.18. № 19. С. 242—245.
Review
For citations:
Tunakova Yu., Novikova S., Shagidullin A., Shagidullin R. Model Development for the Determination of PM2.5 and PM10 Fine Particles in Ground Layer of Atmospheric Air. Ecology and Industry of Russia. 2017;21(12):38-43. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0395-2017-12-38-43
Views:
1074
Email this article 