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可持续运营和计算机2(2021)1COVID-19大流行对印度地铁Rajiv Sumana,Mohd Javaidb,Sushil Kumar Choudharyc,Abid Haleemb,Ravi Pratap Singhd,Devaki Nandana,Shokat Alie,Shanay Rabba工业&生产工程系,G.B. Pant University of Agriculture Technology,Pantnagar,Uttarakhand,印度b印度新德里Jamia Millia Islamia机械工程系c印度北方邦安贝德卡尔纳加尔阿克巴普尔农业工程技术学院机械工程系d印度旁遮普邦贾朗达尔的B R Ambedkar国立技术学院工业和生产工程系印度查谟邦比克拉姆乔克政府理工学院CSE系aRT i cL e i nf o保留字:空气污染冠状病毒COVID-19PM-2. 5PM-10质量基础设施a b sTR a cTCOVID-19疫情在全球造成令人心碎的局面。这是一个在健康问题和食品安全问题方面对人类群体的关注。大多数国家在封锁期间都在努力拯救经济。对抗COVID-19的斗争非常艰难;任何一个都可以拯救 或者拯救他国家的人口。似乎COVID-19对整个国家都有负面影响,世界然而,此流行病亦带来若干正面影响,我们观察到环境污染大幅减少。几乎所有实施封城措施的地方的空气质素均已显著改善。空气污染直接影响我们的健康,从而影响生活质量。在印度,空气质量的改善大大超出了我们在封锁期间的预期。本文研究了积极影响COVID-19大流行对印度主要城市空气污染的影响。在空气质量评级中,该文件考虑了空气污染物的类型,如颗粒物和气体成分作为基准。作者还利用现有文献研究了正在进行的污染测量、影响和随时间的变化。该研究分析了四个地铁的空气质量数据,即,德里、加尔各答、孟买和钦奈,四个月内(全国封锁)。两种颗粒物(PM-2.5和PM-10)的污染水平与去年的值进行比较,以确定显着的变化。此外,气体成分被用来分析其对该国该研究分析了COVID-19对空气污染的影响,并给出了一般性建议。文件指出,关闭污染单位和车辆流动会产生非常好或积极的影响。1. 介绍当大气层的空气质量因有害元素过多而下降时,空气污染就出现了。造成大气污染的原因是多方面的,包括CO2、NO2、CO、CH4、SO2等不同成因的有害气体,颗粒毡, 悬浮在空气中的颗粒物(PM)是固体或液体(气溶胶)和双分子的微观元素,负责细胞分裂,形态发生或发育等活动[1]。生物分子、颗粒物质和有害气体可能会发展或改变大气层,从而导致各种疾病、不适或过敏,并成为人类过早死亡的重要原因。其他生命机制也不是不受空气污染的影响,这表明动物和粮食作物也会受到空气污染的影响。人类活动和自然过程都是造成空气污染的原因。全球许多研究人员进行的各种研究表明,空气污染作为过早死亡和残疾的原因具有更重要的影响[2]。全球疾病负担(GBD)研究表明,近900万人死于这种空气污染,其中420万人死于大气污染,290万人死于室内或家庭空气污染[2,3]。各种其他因素或形式的污染与空气污染可以增加其相互关系的威胁心血管现象[2,4]。许多研究也描述了SARS-COV- 2病毒或COVID-19与呼吸系统问题的直接关系,这是该病毒的主要这导致患有一些因空气污染引起的疾病(如肺炎)的患者可能受到COVID-19的严重影响。*通讯作者。https://doi.org/10.1016/j.susoc.2021.02.001接收日期:2020年10月2日;接收日期:2020年12月17日;接受日期:2021年2月12日在线预订2021年2666-4127/© 2021作者。由Elsevier B.V.代表KeAi Communications Co.出版,这是CC BY许可下的开放获取文章(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)可在ScienceDirect上获得目录列表可持续运营和计算机期刊主页:http://www.keaipublishing.com/en/journals/sustainable-operations-and-computers/R. Suman,M. Javaid,S.K. Choudhary等人可持续运营和计算机2(2021)12因此,为了了解空气污染的模式,本研究描述了COVID-19大流行对4个印度大都市的颗粒物(PM)浓度和有害气体成分的影响,即,德里加尔各答孟买和钦奈。就本研究而言,我们强调COVID-19在全球的良好影响,因为空气污染的各种责任因素都处于关闭状态,因为世界正在通过封锁来对抗无形的敌人,以阻止COVID-19的快速传播。然而,所有的运输手段,如私人和商业车辆,铁路,飞机,表2表1颗粒物的分类。空气动力学直径<10 mm胸腔微粒[PM10]<2.5 mm细颗粒物[PM2.5]<0.1 mm超细颗粒2.5至10 mm粗颗粒物[PM2.5并且货船/客船由于这种锁定而被中断可能污染物对健康的主要影响不适合经济,但有助于氧气的改善世界各地的空气质量2. 空气污染造成空气污染的物质称为空气污染物。大气污染的主要来源是由于自然事件造成的自然污染源。这些包括火灾、火山爆发、生物腐烂、沼泽、花粉粒、放射性物质等。另一个来源是人为污染源,通常由人类活动造成,即,工业排放、火力发电厂、化石燃料燃烧、车辆排放、农业活动等。2.2. 基于原产地的分类i) 天然空气污染物:天然空气污染物包括氡、雾、盐雾、火山活动、灰尘、海盐、森林火灾、闪电、土壤放气等。ii) 人为空气污染物:这些污染物包括来自固定点源的排放(例如,工业排放)、矿物燃料燃烧、车辆排放、船舶、飞机、受控燃烧等。2.2. 空气污染物来源分类法i) 主要空气污染物:从任何排放源直接排放到空气中的污染物称为主要空气污染物。例如,在一个示例中,二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)、氮氧化物、铅(Pb)、氨(NH3)、挥发性有机物等。ii) 二次空气污染物:二次污染物是主要空气污染物与正常大气成分反应形成的。在一些情况下,这些污染物是通过消耗太阳能形成的。如过氧乙酰硝酸酯(PAN)、二氧化氮(NO2)、臭氧、烟雾等.2.3. 根据化学成分对空气污染物进行分类i) 有机空气污染物:这些污染物包括碳氢化合物、酮、胺、醛、醇等。ii) 无机空气污染物:这些类型的污染物是碳化合物(CO和碳酸盐),氮化合物(NOX和NH3),卤素化合物(HF,HCl等),含硫化合物(H2S、SO2、SO3和H2SO4)、灰分、二氧化硅等.2.4. 根据物质状态对空气污染物进行分类i) 气态空气污染物:以气体形式存在于大气中的污染物称为气态空气污染物,即,SO2、O3、NOX、CO等。ii) 颗粒空气污染物:颗粒空气污染物被定义为悬浮在地球大气层中的微观液体或固体物质。颗粒物有许多亚型, 因为,位于10微米至2.5微米之间的颗粒被称为粗颗粒,而小于2.5微米的颗粒是已知的。S. 号主要健康影响1.硫氧化物(SOx)-呼吸系统问题,视力障碍,心肺疾病2.氮氧化物(NOx)ê呼吸道感染易感性增加感染,肺部疾病,3.颗粒物(PM)呼吸问题,心脏病,肺癌/肝癌、肝纤维化、骨问题4.一氧化碳(CO)ê缺氧症会导致不同的心血管问题新生儿,孕妇和老年人冒很大风险5.臭氧(O3)ê哮喘,呼吸道疾病,支气管炎,等所有年龄组的儿童6.铅(Pb)ê它会对中枢神经系统造成严重影响,神经系统(CNS),因为它被吸收在血液中快速流动。它会导致骨骼贫血,软组织等7.氨(NH3)ê直接的影响导致燃烧的眼睛、喉咙、鼻子和肺部刺激。持续的影响会导致肺损伤,失明或死亡,浓度。作为细颗粒。细颗粒物包括粒径小于0. 1 μm(PM0. 1)的超细颗粒物。3. 大气污染的组成及其对人类的影响3.1. 空气污染空气质素会因应个别地方/城市的时间、地点或地理情况而有所不同。空气污染主要取决于不同气相和颗粒物的浓度[5因此,为了了解空气污染的化学性质,有必要量化颗粒物此外,这些颗粒物的浓度由每立方米空气中存在的(颗粒)质量(mg/m3)量化,并决定空气质量,无论是否可呼吸。在乌尔-在禁飞区,空气污染物3.2. 空气污染各种污染物的影响可以从健康方面和环境方面来理解。表二概述污染物对人体健康的主要影响。空气质量由空气质量指数(AQI)衡量,即空气质素指标。印度是全球人口第二多的国家,也是世界上污染最严重的十大城市之一。造成这些城市空气污染的原因大多是人类活动,但在封锁条件下,这些城市的AQI表示空气质量为中度空气。这一迹象表明,人类活动是造成空气污染的R. Suman,M. Javaid,S.K. Choudhary等人可持续运营和计算机2(2021)13表3空气质量等级AQI。AQI值空气质量健康影响0–050好人们不再面临任何健康风险051–100中度健康成人可接受的空气质量,但仍对敏感的个人构成威胁101–200贫困低空气质量会影响健康问题,如呼吸困难201–300不健康有毒的空气会引起健康问题,特别是对幼儿和老年人。301–400严重呼吸污染的空气质量指数可能导致慢性健康问题。401危险空气质量指数超过400对人类来说是非常不可接受的,它可能导致过早死亡。表4污染物测量方法。没污染物测量方法1二氧化硫(SO2),μg/m3-改良的West和Gaeke法- 紫外荧光2二氧化氮(NO2),μg/m3-Jacob Hochheiser改良(NaOH-NaAsO 2)法- 气相化学发光3颗粒物(小于10 μm)或PM10,μg/m34颗粒物(尺寸小于2.5 μm)或PM2.5,μg/m3- 重量分析-TEOM- β衰减- 重量分析-TEOM- β衰减5一氧化碳(CO),mg/m3-非分散红外(NH 4S)光谱Fig. 1. 研究采用的图表[4]的文件。表3讨论了印度AQI给出的质量评级及其对健康的影响。4. 研究设计和研究问题从印度中央污染控制委员会(CPCB)和相关网站收集不同污染物的数据,以测量空气质量研究方法以流程图的形式描述,如图1所示。根据1981年《空气(污染预防和控制)法》的规定,CPCB公布了《国家环境空气质量标准》(NAAQS)的国家标准,该标准旨在提供全国统一的空气质量,而不考虑土地使用模式。使用以下方法手动测量不同的空气污染物。表4显示了CPCB在印度不同地点测量污染物的方法[26]。5. 结果印度首都德里也是一个联邦领土,在COVID-19疫情爆发前,它是污染最严重的城市之一;当地政府努力通过在周围设置烟雾塔和洒水器来控制污染水平。随着COVID-19疫情爆发,许多国家宣布封锁,随后该市的污染水平大幅下降。COVID-19大流行时代似乎提出了一个支持系统来清洁全球大气污染。并指出了造成空气污染的原因每个国家都在记录其空气质量数据,以密切关注由于各种人类活动而导致的空气污染。在COVID-19封锁期间,世界许多地区的空气质量都出现了类似的重大积极变化。从www.cpcb.nic.in提供的数据中还可以观察到,许多印度城市的气候条件在短短三天的封锁期间有所改善。新德里空气质量的开放,可访问的数据(https://app.cpcbccr.com/ccr)&在COVID 19封锁期间,如图所示。 二、1臭氧(O3)μg/m3-紫外光度法- 化学发光- 化学方法2氨(NH3),μg/m3-化学发光- 靛酚法3酚类化合物-气相色谱法(GC)4重金属-AAS/ICP法(在2000或同等过滤器纸以上数据表明,01 - 20至23-03- 2020期间,平均空气质量指数(AQI)约为147(差)。尽管如此,从2020年3月24日至2020年4月7日的封锁日期,4月份的平均空气质量指数(AQI)大幅下降至70(中等)。空气质量指数水平、PM-2.5和PM-10的类似趋势,从印度四个主要城市的数据可以看出,在封锁期间。污染水平图显示了COVID-19对德里、加尔各答、孟买和钦奈空气污染的良好影响,如图3、4、5、6、7、8、9和10所示。从上述资料,我们发现,随着印度各大城市开始实施封城,PM数据水平均趋向较高水平。然而,随着COVID-19导致的封城措施的适时实施,PM数据趋势正趋向于下降。这表明这些主要城市的空气质量出现了重大的积极变化。这一结果得到了这四个城市PM平均数据的证实。在印度,PM水平是美国城市的4-5倍。它会影响公共卫生,增加呼吸道疾病的死亡率[9PM10和PM2.5的主要断点见表4和表5。从上述情况可以看出,随着封城措施的实施,空气质量肯定会有所改善。同样,PM-2. 5和PM- 10的趋势显示出COVID- 19大流行导致的环境空气污染的良好迹象。我们亦研究同期PM-2. 5及PM-10的趋势,以确保COVID-19对空气污染产生良好或正面的影响。德里、加尔各答、孟买和钦奈从2020年4月24日至20日至22日的PM-2.5数据见图11和图12。4、6、8和10。所有上述PM-2.5的趋势表明,除了钦奈,其空气质量指数数据显示出不同或锯齿状的方式外,德里、加尔各答、R. Suman,M. Javaid,S.K. Choudhary等人可持续运营和计算机2(2021)14图二、空 气 质量的德里之前和之后的封锁。图3.第三章。德 里 2020年3月24日至2020年4月22日的PM-10数据。孟买和钦奈从24日至20日至22日04-2020显示在图。3、5、7和9。PM-10数据也证实了四个主要城市的空气污染呈下降趋势。在截至2020年4月6日的初始锁定趋势期间,山丘和山谷朝向浓缩柱的上侧。2020年4月6日以后,丘陵和山谷倾向于集中柱的下侧。于COVID-19封城期间,浓度水平正在下降。这是不同城市在短期内空气质量改善的直接标志一个月?因此,为了确认PM-2.5和PM-10的趋势,我们研究了平均值,在这里,我们跟踪了两种颗粒物的AQI范围。表6讨论了四个主要城市的PM-2.5和PM-10的平均数据。由于德里、加尔各答、孟买和钦奈在封锁期间PM-2.5的上述数据在0好的那一类。此数据乃针对COVID-19导致的封城期间。众所周知,德里的空气质量非常糟糕,原因有很多,比如交通,建筑工程和其他人类活动。在COVID-19封锁期间,德里的空气质量得到了积极改善。其他地铁也有同样的情况或类似的趋势。同样,德里、加尔各答、孟买和钦奈的PM-10水平也显示出令人满意的中等空气质量。现在很明显,由于COVID-19的封锁,空气污染已经减少,环境或生态正在迅速自我净化。就钦奈而言,PM-10的空气质量数据显示由良好至中度污染的相反趋势,仍处于不健康区域,但与COVID-19封城前的历史数据相比,钦奈的空气质量或PM浓度亦由400至500改善至100至200。即使位于不健康的区域,哪一个是空气质量改善的标志?R. Suman,M. Javaid,S.K. Choudhary等人可持续运营和计算机2(2021)15图四、德 里 2020年3月24日至2020年4月22日的PM-2.5数据。图五、加 尔各 答2020年3月24日至2020年4月22日的PM-10数据。见图6。 加尔各答2020年3月24日至2020年4月22日的PM-2.5R. Suman,M. Javaid,S.K. Choudhary等人可持续运营和计算机2(2021)16数据R. Suman,M. Javaid,S.K. Choudhary等人可持续运营和计算机2(2021)17图7.第一次会议。孟 买 2020年3月24日至2020年4月22日的PM-10数据。图8.第八条。孟 买 2020年3月24日至2020年4月22日的PM-2.5数据。R. Suman,M. Javaid,S.K. Choudhary等人可持续运营和计算机2(2021)18图9.第九条。金 奈 2020年3月24日至2020年4月22日的PM-10数据。R. Suman,M. Javaid,S.K. Choudhary等人可持续运营和计算机2(2021)19见图10。 金奈2020年3月24日至2020年4月22日的PM-2.5数据表5PM10折点(���g/m3)。浓度表5. PM 2.5的折点(���g/m3)。浓度数据乃于二零一九年三月二十四日至二零一九年四月二十二日封城前期间。由于上述PM-2.5的数据处于 孟买和钦奈的空气质量指数在0-50之间,属于良猫- egory,而德里和加尔各答的空气质量指数在51-100之间,处于中等水平。由于PM-10的数据在0-50的范围内,钦奈处于良好状态,加尔各答和妈妈的PM-10为51-100。白是在中等条件下,200-300德里是在不健康的评级。德里、加尔各答、孟买和钦奈等四个主要城市在封锁前和封锁后的平均PM-2.5和PM-10见图10。 11、12、13和14。从上述观察结果可以看出,PM浓度正朝着良好的状态发展。COVID-19封城期间所有地铁的PM-2. 5浓度平均数据显示,该浓度对人群有利。这进一步意味着空气中的PM-2. 5浓度正在稳步下降,这也可以从COVID-19封锁期前的平均数据中得到证实。类似的趋势也适用于所有国家的PM-10浓度平均数据。四大地铁各地铁的平均值显示,于COVID-19封城期间,浓度水平正在下降。世界卫生组织发出的空气质素指引建议,印度(24小时)美国(24小时)(21)中国(21)(24小时)欧盟(22)(8小时)AQI类别折点浓度AQI类别折点浓度AQI类别折点浓度AQI类别断点好30好35优秀15非常低10满意60中度75好35低20适度90不健康115轻轻65介质30污染为污染敏感贫困150不健康150适度150高60很差250非常250污染严重250非常高60岁以上严重250+不健康危险250+污染严重250+污染印度(24小时)美国(24小时)(21)中国(21)(24小时)欧盟(22)(8小时)AQI类别折点浓度AQI类别折点浓度AQI类别折点浓度AQI类别断点好50好50优秀50非常低15满意100中度100好150低30适度250不健康250轻度污染250介质50污染敏感贫困350不健康350适度350高100很差430非常420污染严重420非常高100人以上严重430+不健康危险420+污染严重420+污染R. Suman,M. Javaid,S.K. Choudhary等人可持续运营和计算机2(2021)110表6COVID-19封锁期间和之前印度四个主要城市(地铁)PM-2.5和PM-10的平均数据比较。PM(微克/立方米)2020年和2019年平均数据的断点响应���数据PM-2.5(封锁期间)24断点Avg.数据PM-2.5(封锁前)24-03-2019断点Avg.数据M-10(在封锁期间)24断点Avg.数据PM-10(封锁前)24-03-2019断点见图11。 PM-2.5条形图(封锁前)。见图12。 PM-2.5条形图(封锁期间)。城市2019 -04- 22响应2019 -04- 22响应2019 -04- 22响应2019 -04- 22响应德里44.104好80.50满意97.115满意209.02适度污染加尔各答31.213好53.83满意55.308满意98.36满意孟买25.092好24.81好73.155满意93.07满意钦奈19.519好33.216好137.226适度30.95好污染R. Suman,M. Javaid,S.K. Choudhary等人可持续运营和计算机2(2021)111图十三. PM-10条形图(封锁前)。图十四岁PM -10条形图(封锁期间)。限值为每年10 mg/m3和每日20 mg/m3[15]。所以根据从以上的比较可以看出,暴露于污染空气中的人数正在减少。该减少于2019冠状病毒病封城期间(2020年4月24日至22日)5. 讨论通过比较这四个城市,可以确认德里、加尔各答和钦奈的空气污染达到了良好到中等质量的范围。此外,孟买与亚洲地区一样,99%的人口每年暴露于超过35毫克/立方米的水平,远远超出空气质素指标的限制。上述AQI数据是自然界和人类的良好迹象。这是一个短期的数据(一个月),它只显示了空气污染趋势的增加趋势[15因此,从这些趋势中,我们可以估计COVID-19对人类健康的良好影响,作物表7讨论COVID-19对空气污染影响的重大益处上表将空气污染与人类健康及其食物来源直接联系起来我们观察到COVID-19期间,空气污染大幅减少因此,与空气污染直接相关的其他风险从上述数据可以看出,人类面临着许多与空气质量差有关的疾病它还影响食品质量,因为污染通过扩散、沉降和降水改变了农业这就是为什么对于农业部门来说,空气污染对农业产量和质量产生负面影响(表8)。6. 未来的研究和研究的局限性COVID-19封城令空气更清洁,但长远而言无法控制空气污染问题是,这种良好的空气流动R. Suman,M. Javaid,S.K. Choudhary等人可持续运营和计算机2(2021)112表7COVID-19对空气污染的影响S.NO空气污染物描述COVID-19影响1.PM-2.5短期暴露使急性(MI)的相对风险增加2.5%/10 mg/m3[18]。2.PM-2.5+(NO2)+SO2+CO短期空气污染暴露与心肌梗死(MI)相关高风险[18]。3.PM-2.5+ PM-10 PM-2.5和PM-10浓度增加10 mg/m3,中风入院和中风死亡率的相对风险增加[19]。递 减 递 减递减递减4.气态成分和PM(PM-10和PM-2.5)短期增加与心力衰竭住院或死亡的风险增加相关[20]。降低5.PM-2.5+NO2增加糖尿病的危险性(HR:1.10; 95%CI:1.02 ~ 1.18和HR:1.08; 95%CICI:PM-2.5和NO2每增加10 mg/m3分别为1.00至1.17)[21]。6.NO2+ SO2+ O3+ PM通过阻碍光合作用,甚至通过抑制光合作用,对植物生长产生不利影响改变组织结构和职能[22]。递减递减表8COVID-19期间印度污染物减少的因素[25]。S无因子描述1.该国北部和西部的暴雨2.封锁迫使13亿印度人呆在家里降雨可以去除大气中的气溶胶,从而降低颗粒物的含量。封锁令关闭了办公室、学校、电影院、商场、市场,“非必要”服务提供商。根据Quartz的说法,所有公共交通工具,如地铁列车,公共汽车,州际列车以及国内和国际民用交通工具也已停止。3.减少车辆和航空运输,减少燃烧排放的有毒二氧化氮(温室气体)和颗粒物车辆燃料4.气温上升有助于空气质量进入良好类别5.经济和制造业活动也在减少。6.减少建筑和拆除活动它导致了局部空气质量的改善。随着电力生产和建筑活动的大幅减少,我们看到二氧化氮和甲烷的减少。发电厂和建筑机械排放的碳排放。颗粒物的下降7.减少工业对能源的需求减少碳排放。一旦封锁结束,就可以持续下去[26]。为此,我们需要放弃我们燃烧煤炭,石油和天然气的习惯。向清洁、可再生能源和运输的过渡将大大减少空气污染、温室气体排放和未来流行病的影响[27其他各种计算工具可用于监测和预测空气污染数据的可7. 结论本文介绍了印度四个地铁在全国封锁期间的环境状况的综合研究,由于新冠肺炎,19. 空气污染或空气质量可以直接与人类大气污染并发挥重要作用在健康问题作物产量。虽然造成大气污染的原因是多方面的,但人为失误表明,人类我们可以评估自己,在COVID-19封锁期间,并分析我们在污染呼吸空气方面的作用。研究表明,COVID-19封锁将有助于自动净化大气。它导致各种呼吸道疾病的威胁减少,并将有助于我们的食物系统。这项研究显示了印度封锁期间空气质量的变化模式这些研究可以在印度其他城市和农村地区进一步探索封城措施透过改善环境,为环境带来良好的改变。已证实的空气质量指数和污染物水平; COVID-19对空气质量污染是大都市的空气更清洁竞争利益没有一引用[1] M. 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