Азотен диоксид в Пловдив
Азотният диоксид (NO2) за град Пловдив беше оценен като експозиционна повърхност, като се използва регресионен модел за земеползване (LUR), разработен за Пловдив в рамките на проекта. Накратко, беше проведена кампания за измерване на концентрациите на NO2 в Пловдив с помощта на пасивни дифузионни тръби. Измерванията бяха проведени в 40 точки и, предвид наличните към момента ресурси, месечно измерване беше проведено в 26 точки, а останалите 14 бяха разделени на две групи по седем, като за всяка група беше проведено измерване на всеки два месеца. Проведохме месечни измервания за непрекъснат шестмесечен период през втората половина на 2023 г. Тръбите бяха поставени на стълбове на пътни знаци, улични лампи и други, на височина (~2,6 м), на разстояние от пътното платно и кръстовища, в съответствие с Директива 2008/50 на Европейския съюз, раздел А от приложение III. Тези стълбове бяха избрани така, че да са близо до фасадите на сградите, без движението на въздуха да се влияе от аеродинамичната сянка на последните. За да се определи пространственото разпределение на NO2 на територията на Пловдив, беше разработен LUR, базиран на стъпково ръчно контролиран линеен регресионен модел, използващ метода на най-малките квадрати (Briggs 1997). Моделът предсказа измерените концентрации на NO2, използвайки информация за пътната инфраструктура около всяка измервателна точка и области с различно земеползване в координатна система EPSG:7801 - BGS2005 / CCS2005. Тези характеристики на околната среда бяха изведени за различни евклидови буферни радиуси около всяка точка, от 50 до 1000 m. Източници на тази информация бяха OpenStreetMap (октомври 2023 г., https://www.openstreetmap.org) и Европейският градски атлас. Подходът за изграждане на модела следваше наръчника ESCAPE (Brauer 2003; Cyrys 2012). Моделът LUR обяснява измерените стойности на NO2 на 86 %, а десетократната му кръстосана валидация дава R2 = 0.84; средна абсолютна грешка = 4.08 μg/m3; и RMSEA 5.02 μg/m3. Тестът за пространствена автокорелация на остатъците от модела показа, че те са разпределени случайно (Moran’s I = -0.033, z = -0.149, p = 0.882).
Картата на NO2, показваща средната годишна пространствена вариация на NO2 в Пловдив през 2023 г., е създадена чрез генериране на регулярна мрежа от точки на разстояние 25 м една от друга, покриваща територията на Пловдив, след което към всяка точка са добавени стойностите на предикторите от окончателния модел за NO2. Диапазонът на стойностите на предикторните променливи е ограничен до наблюдавания в създадения модел за NO2, за да не се екстраполира NO2 извън диапазона, за който моделът е валидиран. След това регресионното уравнение е приложено към всяка точка от мрежата за изчисляване на NO2, а изчислените стойности са интерполирани (растеризирани) в непрекъсната повърхност в границите на Пловдив.
Литературни източници
Brauer, M., Hoek, G., van Vliet, P., Meliefste, K., Fischer, P., Gehring, U., Heinrich, J., Cyrys, J., Bellander, T., Lewne, M., & Brunekreef, B. (2003). Estimating long-term average particulate air pollution concentrations: Application of traffic indicators and geographic information systems. Epidemiology, 14(2), 228–239. https://doi.org/10.1097/01.EDE.0000041910.49046.9B
Briggs, D. J., Collins, S., Elliott, P., Fischer, P., Kingham, S., Lebret, E., Pryl, K., Van Reeuwijk, H., Smallbone, K., & Van Der Veen, A. (1997). Mapping urban air pollution using GIS: A regression-based approach. International Journal of Geographical Information Science, 11(7), 699–718. https://doi.org/10.1080/136588197242158
Cyrys, J., Eeftens, M., Heinrich, J., Ampe, C., Armengaud, A., Beelen, R., Bellander, T., Beregszaszi, T., Birk, M., Cesaroni, G., … Hoek, G. (2012). Variation of NO2 and NOx concentrations between and within 36 European study areas: Results from the ESCAPE study. Atmospheric Environment, 62, 374–390. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2012.07.080