مسئله آلودگی هوا: سری مسائل کلان کشور و اثرات فناوری دیجیتال بر آنها

در پروژه ملی تحول دیجیتال، ۱۰ مسئله کلان اصلی در کشور شناسایی شد و درباره اهمیت هر یک از آن­ها تحلیل روند صورت گرفت. این ده مسئله عبارتند از:

۱. مسئله فساد

۲. مسئله آب

۳. مسئله ناهنجاری‌های ساختاری اقتصاد

۴. مسئله بیکاری

۵. مسئله سرمایه اجتماعی

۶. مسئله ناکارآمدی عملکردها

۷. مسئله فقر و نابرابری

۸. مسئله سلامت روان

۹. مسئله آلودگی هوا

۱۰. مسئله امنیت روانی و اجتماعی

در هر یک از مطالب این سری، به یکی از این مسائل پرداخته و اثرات فناوری‌های دیجیتال بر حل آن را بررسی می‌کنیم. این مطلب به مسئله آلودگی هوا می‌پردازیم.

 

تبیین مسئله آلودگی هوا

امروزه مقابله با آلودگی‌های جوی یکی از دغدغه‌های اصلی کشورهای دنیا در مسیر توسعه و پیشرفت است. درواقع هرگونه توسعه و پیشرفتی نیازمند توجه خاص به مؤلفه‌های بهداشت و محیط‌زیست سالم است. سطح بالای سلامت و بهداشت در جامعه که از عوامل توسعۀ پایدار به‌حساب می‌آید، رابطه مستقیمی با آلودگی هوا دارد. شهر تهران یکی از آلوده‌ترین ابر شهرهای دنیا ازلحاظ وجود ذرات آلاینده معلق کوچک‌تر از ۵/۲ میکرون می‌باشد.

آلودگی هوا عمدتاً نشأت‌یافته از پدیده شهرنشینی است که با توسعه شهرها و تبدیل آن‌ها به کلان‌شهرها اثرات خود را بیشتر نشان می‌دهد و ما با اثرات شدیدتری از آلودگی هوا مواجه هستیم. از طرفی نیز متمرکز شدن بی‌رویه صنایع و به وجود آمدن بی‌قاعده کارخانه‌ها از عوامل دیگر این آلودگی‌هاست.

آلاینده‌های مختلفی در هوا وجود دارد، ازجمله رایج‌ترین آن‌ها: ذرات معلق (PM)، کربن مونوکسید (CO)، نیتروژن دی‌اکسید (NO2)، سولفوردی‌اکسید (SO2) و ازون (O3) می‌باشند. ذرات معلق (PM) با توجه به‌اندازه آن‌ها به ۳ گروه ذرات درشت (PM10)، ذرات ریز (PM2.5) و ذرات بسیار ریز (PM0.1) تقسیم می‌شوند. ترکیب شیمیایی ذرات ریز بستگی به محل، زمان و آب‌وهوا متفاوت بوده و منابع انتشار آن شامل انواع فعالیت‌های احتراقی (وسایل نقلیه موتوری، نیروگاهی، سوزاندن چوب، و غیره) و فرایندهای صنعتی خاص می‌باشد. PM10 ذرات معلقی هستند که در مجاورت جاده‌ها یا صنایع مولد غبار یافت ‌می‌شوند. در درجه اول سعی بر تمرکز در  PM2.5 می‌باشد. بااین‌حال، برای بسیاری از تجزیه‌وتحلیل‌ها تنها اندازه‌گیری PM10 در دسترس است (بین هر دو همبستگی وجود دارد)، به همین دلیل گاهی اوقات نتایج برای PM10 ارائه می‌شود.

سالانه افراد زیادی به خاطر آلودگی هوا PM2.5 در تهران می‌میرند (مرگ زودرس). اما این فقط به مرگ‌ومیر محدود نمی‌شود بلکه به بیماری‌های ناشی از آلودگی هوا نیز برمی‌گردد. آلودگی هوا هم به شکل حاد و هم مزمن بر سلامت انسان و نیز تعدادی از اندام‌ها و دستگاه‌های مختلف تأثیر می‌گذارد. گستره این تأثیرات شامل تحریکات تنفسی بالا یا جزئی، بیماری‌های قلبی و تنفسی مزمن، سرطان ریه، عفونت‌های تنفسی حاد در کودکان و برونشیت مزمن در بزرگ‌سالان، وخیم‌تر شدن بیماری‌های ریوی و قلبی قبلی و حملات آسمی می‌گردد. علاوه بر آن، مواجه طولانی‌مدت و کوتاه‌مدت با آلاینده‌ها با مرگ زودرس و کاهش امید زندگی ارتباط دارد.

هزینه‌های اقتصادی در بخش سلامت مرتبط با آلودگی هوا در تهران در سال ۲۰۱۴، ۲٫۶ میلیارد دلار برآورد ‌شده است. این برآورد تنها تأثیرات سلامت انسان را در نظر می‌گیرد و هزینه‌های اقتصادی به‌صورت کلی حساب نشده‌اند. بر اساس این برآورد، می‌توان گفت با کاهش میزان ذرات معلق PM2.5 در هوا به‌تبع کاهش میزان آلودگی هوا، هزینه‌های اقتصادی در بخش سلامت مرتبط با آلودگی هوا به میزان قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. البته باید این نکته را نیز ذکر کرد که کل تلفات اقتصادی ناشی از آلودگی هوا بسیار بالاتر خواهد بود اگر اثرات دیگری مانند موارد زیر را نیز در نظر بگیریم:

• کاهش بهره‌وری کشاورزی
• کاهش قدرت دید
• آسیب درازمدت به مراکز و زیرساخت‌های فرهنگی
• کاهش کیفیت زندگی
• روزهای تحصیلی که به علت تعطیلی مدارس، از دست می‌رود.

آلودگی هوا ممکن است منبع طبیعی یا مصنوعی داشته باشد. در ایران به‌جز آلودگی ناشی از گردوغبار، بیشتر با آلودگی‌های مصنوعی حاصل از شیوه زیست و فعالیت‌های انسانی مواجه هستیم. در شهرهای بزرگ سهم عمده آلودگی مربوط به خودروهای شخصی و دیگر وسایل حمل‌ونقل است. بهبود کیفیت سوخت به‌طور مشخص بنزین در کنار طرح‌های محدودیت تردد در این بهبود وضعیت هوا نقش مهمی دارد اما هنوز وضعیت هوا در شهرهای بزرگ به‌ویژه تهران جدی است.

در شهرهایی مانند اراک، قزوین و کرج با افزایش جمعیت و فعالیت‌های صنعتی آلودگی هوا افزایش‌یافته و در شهرهایی با ابعاد جمعیتی کوچک‌تر هم به دلیل نبود آموزش و بهینه نبودن خودروها میزان آلایندگی هوا روند صعودی دارد. از سوی دیگر در کل کشور آلودگی مصنوعی هوا نیز که ناشی از فعالیت‌های صنعتی است، همچنان جدی است و به دلیل مسائل مختلفی مانند کمبود سرمایه، رکود اقتصادی، نبود اراده در جهت کاستن از مخاطرات زیست محیطی و غیره، نوسازی فنی و فناورانه صنایع برای کاستن از آلودگی هوای ناشی از فعالیت‌های صنعتی به‌کندی پیش می‌رود.

مسئله دیگری که در این دسته‌بندی با مسئله آلودگی هوا در نظر گرفته شده است، مسئله بحران ریزگردها است. با کاهش بارندگی و کوچک یا نابود شدن حوزه‌های آبی بزرگ که باعث کاهش رطوبت خاک و از بین رفتن عرصه‌های گیاهی می‌شود، ذرات کوچک مانند نمک، املاح و کانی‌هایی مانند رس و ذرات شن با جابجایی هوا و باد به‌صورت توده‌های غبار از زمین بلند شده و به‌صورت معلق در هوا می‌مانند که به همراه جریان هوا و باد می‌توانند مسافت‌های طولانی در ارتفاع زیاد را طی کنند.

مناطق جنوب شرق و جنوب ایران به دلیل وجود دشت‌های کویری وسیع در داخل و خارج کشور همواره با طوفان‌های شن و گردوغبار مواجه بوده‌اند اما از اواخر دهه ۸۰ جریان‌های ریزگردی از سمت کشورهای همسایه و مناطقی در داخل کشور شدت یافته و زندگی را در استان‌هایی مانند خوزستان، ایلام، کرمانشاه و سیستان‌وبلوچستان مختل کرده است و هشدار جدی در سایر مناطق ایران به شمار می‌آید که رودها و تالاب‌های خشکی دارد.

در جدول ۱ علل، پیامدها، مسائل تأثیرگذار و تأثیرپذیر بر مسئله آلودگی هوا مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است.

جدول ۱٫ شناسنامه مسئله آلودگی هوا

همانطور که در شکل‌های ۱ و ۲ مشاهده می‌شود در گزارش سالانه سازمان جهانی بهداشت (سال ۲۰۱۶)، تهران از نظر آلودگی هوا(وجود ذرات PM₁₀ ) در رتبه ۱۲ام در بین ابرشهرهای دنیا قرار دارد و نسبت به شهرهایی مانند دهلی، بمبئی و شانگهای از آلودگی کمتری برخوردار است، ولی نسبت به شهرهایی مانند استانبول، سئول، بانکوک و مسکو آلوده‌تر می‌باشد. در ادامه گزارش سازمان جهانی بهداشت، تعداد روزهای سالم و ناسالم در تهران از نظر آلودگی هوا مشخص شده است.

شکل ۱. تعداد روزهای سالم، ناسالم و معتدل از نظر آلودگی هوا در شهر تهران در سال‌های ۲۰۱۱ تا ۲۰۱۵

شکل ۲. گزارش سالانه سازمان جهانی بهداشت در سال ۲۰۱۶ برای بررسی میزان آلودگی ابرشهرهای دنیا

 

روش‌های کنترل آلودگی هوا در مناطق شهری

برای کنترل آلودگی در مناطق شهری می‌توان از راهکارهای سیاسی، فنی، اقتصادی و سازمانی استفاده نمود. البته قبل از اینکه بتوان به بهترین رویکرد دست پیدا کرد، باید منابع اصلی آلودگی هوا را پیدا کرد و بعد به چگونگی کاهش آنها فکر کرد. در حال حاضرکشورهای در حال توسعه اغلب در بخش حمل‌ونقل به عنوان عامل اصلی در افزایش مشکلات آلودگی هوا تمرکز می‌کنند. حتی اگر این بخش یکی از عوامل اصلی باشد، این دسته شامل انواع موتورها، اندازه و عملکرد وسایل‌نقلیه (اتوبوس، کامیون، تاکسی، دوچرخه، سه‌چرخه‌ها، قطارها، کشتی‌ها)، سن خودرو، تعمیر و نگهداری و شرایط عملکرد خودرو می‌باشد که ممکن است برای رسیدن به کاهش قابل توجه میزان انتشار ذرات معلق مورد نیاز باشد.

تاثیر فناوری‌ها برای بهبود آلودگی هوا

• شهر هوشمند

اکثر بحث‌های مربوط به روندها و استراتژی‌های شهر هوشمند بر روی زیرساخت‌ها تمرکز می‌کنند. کلان‌داده و فناوری اطلاعات برای مدیریت دارایی‌های شهری مانند حمل‌ونقل عمومی، سیستم‌های فاضلاب، مسیرها و غیره استفاده می‌شود. اصطلاح هوشمند معمولاً به دارایی‌های فیزیکی، مرتبط با اینترنت اشیا (از طریق حسگرها) اشاره می‌کندکه باعث تولید جریان‌های داده‌ای با ارزش می‌شود و به­طور مثال شامل کنترل پارکومتر هوشمند، خیابان‌های هوشمند (کنترل روشنایی، ترافیک و آلودگی)، استفاده هوشمند از آب و غیره می‌شود.

شهرهای هوشمند از فناوری‌های اطلاعاتی برای بهبود عملکرد و کیفیت خدمات شهری برای کاهش هزینه‌ها و بهینه‌سازی منابع استفاده می‌کنند. با توجه به فواید بسیار شهر هوشمند در اینجا بر سلامت عمومی تأکید می‌کنیم. به طور خاص، تلاش‌های زیادی برای بهبود کیفیت هوا در شهرها انجام شده است که منجر به ایجاد اقدامات مختلف برای مقابله با آلودگی هوا شده است. کنترل آلودگی هوا تأثیر مثبتی بر سلامت عمومی خواهد داشت. این اقدامات شامل اندازه‌گیری‌های کنترل شده توسط دولت‌ها یا ادارات محلی شامل استفاده از حسگرهای ویژه‌ای است که در یک ناحیه وسیع توزیع می‌شوند که معمولا به نام حسگرهای آلودگی هوا شناخته می‌شوند و می‌توانند سطوح مختلف آلودگی هوا را در یک مکان خاص شناسایی کند.

• حسگرهای اینترنت اشیا

در سال‌های اخیر استفاده از مدل شهر هوشمند برای کاهش آلودگی هوا و پروژه‌هایی مربوط به حفاظت از محیط‌زیست در حال افزایش است. بطور مثال در پروژه EKOBUS در صربستان با همکاری اریکسون حسگرهایی را بر روی سقف اتوبوس‌ها قرار داده‌اند تا اطلاعات مربوط به آلودگی در مسیر اتوبوس را به­صورت بلادرنگ دریافت کنند. یکی دیگر از پروژه­‌های شهر هوشمند به نام RESCATAME در سالامانکا اسپانیا انجام شد که حسگرهای اینترنت اشیا در نقاط مختلف شهر قرار گرفتند تا منابع آلودگی‌های مختلفی را شناسایی کنند تا به ایجاد و توسعه یک سیستم کنترل ترافیک کمک کنند.

حسگرها به طور گسترده‌ای برای اندازه‌گیری دما و درجه حرارت، فشار و چندین پارامتر دیگر استفاده می‌شوند. افزودن قابلیتهای بیسیم به حسگرها باعث ایجاد یک شبکه از آنها می‌شود. یک شبکه حسگر بی‌سیم (WSN) شامل گره‌هایی است که به حسگر متصل هستند و داده‌های جمع‌آوری شده را از طریق شبکه منتقل می‌کنند. حسگرها می‌توانند برای تشخیص و اندازه‌گیری دمای، رطوبت و AQI (شاخص کیفیت هوا) از غلظت آلاینده PM_2.5  استفاده شوند که معمولا در سراسر شهر مستقر خواهند شد و برای جمع‌آوری داده‌ها از قسمت‌های مختلف شهر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

• تجزیه‌وتحلیل داده‌ها (کلان‌داده‌ها) و پیش‌بینی آن‌ها

تجزیه‌وتحلیل داده‌ها روشی است که داده‌ها با هدف پیدا کردن اطلاعات و نتیجه‌گیری، پیش از یک فرایند تصمیم‌گیری، پردازش، تبدیل و مدل‌سازی می‌شوند. داده‌های جمع‌آوری شده از حسگرها به‌وسیله فرآیند کشف دانش  ابتدا برای شناسایی الگوی غلظت آلودگی (PM_2.5) و بعد برای پیش‌بینی مورد استفاده قرار می­گیرد. هنگام کار با حجم زیادی از داده‌ها، تکنیکهای تحلیلی متعارف برای اعمال بر داده‌ها دشوار می‌شود و این جایی است که رویکرد کلان داده  بسیار حیاتی است.

• برنامه‌های کاربردی (اپلیکیشن‌ها)

نرم افزارهای مختلف برای تبلت‎ها و تلفن‌های همراه طراحی شده است که به کاربران اطلاعات مربوط به غلظت آلودگی بصورت بلادرنگ در یک مکان را ارائه می­نماید و همچنین پیش‌بینی‌های مربوط به آلودگی را ارائه داده و به کاربران مسیر با آلودگی کمتر را پیشنهاد می‌کند.

بنابراین حسگرها اطلاعات را در مورد محیط اطراف جمع‌آوری می‌کند و کاربران می‌توانند اطلاعات گزارش را از طریق یک برنامه گوشی هوشمند مشاهده کنند. پس از آن کاربر می‌تواند زمان اوج آلودگی در روز، محل، درجه حرارت، شمار آلاینده‌ها، و آلودگی را شناسایی کند.

• گسترش خودروهای الکتریکی

می‌توان انتظار داشت که نیاز زیادی برای فناوری‌های جدید خودروهای مسافربری و به طور فزاینده‌ای برای وسایل نقلیه الکتریکی برای کاهش فشارهای محیطی ناشی از آلودگی هوا در آینده وجود داشته باشد که نشان‌دهنده این واقعیت است که بطور مشخصی وسایل نقلیه مسافربری بر میزان انتشار آلاینده‌ها در هوا تأثیر می‌گذارد. بنابراین توسعه و نفوذ بازار فناوری‌های جدید برای خودروهای مسافربری، باعث کاهش بیشتر CO2 و آلاینده‌های هوا می‌شود.

فناوری‌ها در حال تغییر شرکت‌های توسعه و ساخت وسایل نقلیه هستند و تمایل بیشتری به سرمایه‌گذاری در استفاده از سوخت‌های الکتریکی و سلولی وجود دارد. مواد جدید سبک وزن، به خودروسازان این اجازه را می‌دهند تا وزن خودرو را بدون کاهش ایمنی مسافران کاهش دهند. در آینده‌ای نزدیک استفاده از خودروهای الکتریکی (EV) به سرعت گسترش می‌یابد، خودروهای اشتراکی در حال رشد هستند و در نهایت خودروهای خودران (AV) وارد ناوگان شهری می‌شوند. البته واضح است که نیاز به سرمایه‌گذاری در حمایت از زیرساخت‌ها برای انطباق با این رشد ضروری است. این تغییرات با تکامل خدمات و سیستم‌های انرژی دیجیتالی­شده و افزایش وسایل الکتریکی، همراستا می‌باشد.

سرمایه‌گذاری و زیرساخت برای حمایت از حمل‌ونقل الکتریکی از یک مکان به مکان دیگر متفاوت است، بنابراین هر رویکرد باید با توجه به نوع بازار باشد. باید با توجه به ویژگی‌های محلی، مخصوصا طراحی و زیرساخت‌های شهری، سیستم انرژی و فرهنگ و الگوهای حمل‌ونقل، برنامه‌ریزی کنند. از طرفی دیگر باید به این نکته توجه کرد که اولویت با وسایل نقلیه عمومی می‌باشد که مورد استفاده افرادی بیشتری قرار می‌گیرد. زیرساخت‌های شارژ وسایل نقلیه الکتریکی، مخصوصا در بزرگراه‌ها، از الزامات این طرح می‌باشد. اولویت باید یک شبکه ملی از ایستگاه‌های سریع شارژ چندگانه در بزرگراه‌ها و ارائه خدمات شارژ در مراکز پر رفت‌و‌آمد باشد. البته با توجه به الگوهای حمل‌ونقل و مالکیت خودرو در آینده، به احتمال زیاد نیاز به سرمایه‌گذاری و ایجاد مکان‌های شارژ در ساختمان‌ها نباشد.

• خودروهای خودران

پیشرفت‌های اخیر بیانگر این موضوع می‌باشد که خودروهای خودران (بدون راننده) به زودی به یک واقعیت تجاری تبدیل خواهند شد. هم اکنون پیشرفت‌هایی درمورد «خودروهای متصل» را مشاهده کرده‌ایم که فناوری‌های ارتباطی و اینترنت اشیا برای ارائه خدمات ارزشمند به رانندگان فراهم می‌کند. در خودروهای متصل با وجود واحدهای کنترل الکترونیکی و حسگرهایی که ارتباط بین وسایل نقلیه با یکدیگر (V2V) و وسیله نقلیه را به زیرساخت (V2I) را فراهم می‌کنند، می‌توان مسیرهای جایگزین را برای جلوگیری از خطرات جاده‌ای و کمک در زمان حادثه، ارائه داد.

مجمع جهانی اقتصاد تخمین می زند كه سه صنعت (خودرو، الکترونیک و لجستیك) از سال ۲۰۱۶ تا ۲۰۲۵ به طور تقریبی  ۲۶ میلیارد تن  دی‌اکسیدکربن منتشر خواهند کرد. این تقریبا معادل دی‌اکسیدکربن منتشر شده توسط تمام اروپا در طول آن دوره زمانی است. تحول دیجیتال فرصت بزرگی برای این صنایع جهت ” دی کربنایز” می باشد. فقط در بخش برق شهری، می توان نزدیک به ۹ میلیون تن از انتشار دی‌اکسیدکربن کم کرد. به این دلیل می توان به تحول دیجیتال خوش بین بود.

• استفاده از شبکه‌های اجتماعی

اقدامات پیشنهاد شده هیچ تاثیر مثبتی نخواهد داشت، مگر اینکه توسط شهروندان درک و همکاری لازم را داشته باشند و با تغییرات مناسب در رفتار روزمره افراد همراه شود. استفاده از شبکه‌های اجتماعی به عموم مردم این امکان را می‌دهد که از معضل وضعیت کیفی هوا و چالش‌های سلامتی آن آگاه و در اقدامات شخصی نیز همچون تصمیمات جمعی وارد شوند. اینکار با حساس کردن شهروندان نسبت به چالش‌های وضعیت هوا، گسترش ارتباطات و مباحثه درباره اقدامات ملی و محلی انجام شده برای مبارزه با آلودگی هوا، انجام‌پذیر می‌باشد.

از طرف دیگر رسانه‌های اجتماعی، انواع خاصی از فرصت‌های جدید را ایجاد می‌کند. رسانه‌های اجتماعی، مسافران را هم به عنوان مصرف‌کنندگان اطلاعات و هم یک نوع خاص از حسگر تبدیل می‌کنند. با استفاده از این فناوری‌، مردم می‌توانند یک رفتار حمل‌ونقلی را شکل دهند. رسانه‌های اجتماعی می‌توانند اطلاعات بیشتر و بیشتری از کاربران را جمع‌آوری کنند و کاربران، می‌توانند برای کنترل وضعیت هوا از نظراتی که سایر افراد ارسال می‌کنند، استفاده کنند. این نوع کنترل بر آلودگی هوا به کاربران رسانه‌های اجتماعی نزدیک‌تر است.

افرادی که حضور فعالی در رسانه‌های اجتماعی دارند، ترجیح می‌دهند که شرایط هوا را در رسانه‌های اجتماعی به جای وب‌سایت‌ها یا برنامه‌های خاص، دنبال کنند. به عبارت دیگر، اگر رسانه‌های اجتماعی بتوانند شرایط هوا را بازتاب دهند و آن را به اطلاع کاربران برساند، میزان آلودگی هوا کاهش پیدا می‌کند. علاوه بر این کاربران نظرات و پیشنهاداتی در مورد چگونگی کنترل آلودگی هوا در رسانه‌های اجتماعی ارسال می‌کنند که به سازمان‌های مرتبط کمک کند تا آلودگی هوا را کنترل و مدیریت کنند.

برای دولت نیز این کار فوایدی دارد از جمله اینکه رسانه‌های اجتماعی به «حسگری» برای آلودگی هوا تبدیل می‌شوند و باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های نظارت بر کیفیت هوا خواهد شد. با وجود اینکه در همه نقاط به علت محدودیت‌های مالی ایستگاه‌های کنترل کیفیت هوا وجود ندارد، اما دسترسی به رسانه‌های اجتماعی کم هزینه است. بنابراین کیفیت هوا می‌تواند توسط افراد و با کمک رسانه‌های اجتماعی در این مناطق شناسایی شود. از طرف دیگر، دولت می‌تواند اقدامات فوری (اطلاع‌رسانی) برای کنترل آلودگی هوا را در رسانه‌های اجتماعی انجام دهد.

مقالات مرتبط:

محرک های تحول دیجیتال در سطح ملی

منافع و آثار اقتصادی تحول دیجیتال در سطح ملی

گزارش حرفه‌ای «مطالعه تطبیقی تحول دیجیتال در سطح ملی»

منافع سیاسی تحول دیجیتال در سطح ملی

منافع اجتماعی، فرهنگی و زیست محیطی تحول دیجیتال ملی