Spatio-temporal assessment of PM2.5 and PM10 pollution in core and peripheral municipalities of the Kathmandu valley using regulatory and low-cost sensor data

हवा जो हम सांस लेते हैं, वह अदृश्य गैसों और सूक्ष्म ठोस कणों का एक जटिल मिश्रण है। इनमें सबसे खतरनाक धूल और कालिख के महीन कण हैं, जो इतने छोटे होते हैं कि हमारे फेफड़ों की गहराई तक घुस सकते हैं और यहाँ तक कि हमारे रक्तप्रवाह में भी प्रवेश कर सकते हैं। वैज्ञानिक इन्हें पार्टिकुलेट मैटर (कणिकीय पदार्थ) कहते हैं। जब ये कण 2.5 माइक्रोमीटर से कम चौड़े होते हैं, तो उन्हें PM2.5 कहा जाता है; जब वे थोड़े बड़े होते हैं, जो 10 माइक्रोमीटर तक होते हैं, तो उन्हें PM10 कहा जाता है। हालाँकि ये माप तकनीकी लग सकते हैं, लेकिन वास्तविकता सरल है: हवा में इन कणों की मात्रा जितनी अधिक होगी, मानव स्वास्थ्य के लिए जोखिम उतना ही अधिक होगा, जिससे खांसी और अस्थमा से लेकर गंभीर हृदय और फेफड़ों की बीमारियाँ तक हो सकती हैं। दुनिया के कई हिस्सों में, विशेष रूप से घाटियों में बसे तेजी से बढ़ते शहरों में, हवा इन प्रदूषकों से घनी हो जाती है। वैज्ञानिकों के लिए चुनौती केवल एक स्थान पर हवा को मापना नहीं है, बल्कि यह समझना है कि प्रदूषण पूरे शहर में, व्यस्त केंद्र से लेकर शांत किनारों तक, कैसे घूमता और बदलता है, और भूमि की आकृति और मौसम इन हानिकारक कणों को कैसे फँसाते या साफ करते हैं।

नेपाल की काठमांडू घाटी में, जो पहाड़ों से घिरी एक कटोरे के आकार की बेसिन है, वायु गुणवत्ता एक गंभीर सार्वजनिक स्वास्थ्य संकट बन गई है। इस घाटी की वास्तविक आकृति, अपनी खड़ी दीवारों और समतल तल के साथ, एक बर्तन के ढक्कन की तरह काम करती है, जो हवा को फँसा लेती है और उसे बहने से रोकती है। यह प्राकृतिक जाल विशेष रूप से सर्दियों के दौरान प्रभावी होता है, जब ठंडी हवा जमीन के पास जम जाती है और हवा को वातावरण में मिलने से रोक देती है। वर्षों से, शोधकर्ता जानते थे कि शहर का केंद्र प्रदूषित है, लेकिन उनके पास इस बात की स्पष्ट तस्वीर नहीं थी कि आसपास के कस्बों में वायु गुणवत्ता कैसे भिन्न होती है और मौसम के अनुसार प्रदूषण कैसे बदलता है। पारंपरिक वायु निगरानी केंद्र महंगे होते हैं और उन्हें महत्वपूर्ण रखरखाव की आवश्यकता होती है, इसलिए वे अक्सर बहुत कम और दूर-दूर होते हैं, जिससे हमारे ज्ञान में बड़े अंतराल रह जाते हैं। इन अंतरालों को भरने के लिए, त्रिभुवन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने आधिकारिक सरकारी मॉनिटरों के डेटा को एक नए नेटवर्क के किफायती, कम लागत वाले सेंसरों के साथ जोड़ा। इन सेंसरों को घने शहरी केंद्र और तेजी से विकसित हो रहे परिधीय नगर पालिकाओं दोनों में रखकर, उन्होंने घाटी का एक विस्तृत, उच्च-रिज़ॉल्यूशन मानचित्र तैयार किया।

2023 से 2024 तक के दैनिक वायु गुणवत्ता डेटा का विश्लेषण करने वाले अध्ययन ने एक कठोर और निरंतर समस्या को उजागर किया। शहर के केंद्र में हवा आसपास के क्षेत्रों की तुलना में लगातार खराब रहती है। औसतन, शहरी केंद्र में PM2.5 की सांद्रता 40.71 माइक्रोग्राम प्रति घन मीटर देखी गई, जबकि परिधीय क्षेत्रों में यह 27.22 माइक्रोग्राम प्रति घन मीटर दर्ज की गई। यह अंतर केवल एक छोटा सा उतार-चढ़ाव नहीं है; यह जोखिम के संपर्क में आने में एक महत्वपूर्ण असमानता को दर्शाता है। शुष्क मौसमों के दौरान, विशेष रूप से सर्दियों और मानसून की बारिश से पहले की अवधि में, शहर के केंद्र में प्रदूषण बाहरी इलाकों की तुलना में 1.6 गुना तक अधिक हो सकता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि शहर का केंद्र एक हॉटस्पॉट है जहाँ स्थानीय स्रोत, जैसे भारी यातायात, निर्माण कार्य की धूल और औद्योगिक उत्सर्जन, पूरी घाटी को प्रभावित करने वाले बैकग्राउंड प्रदूषण के ऊपर जमा हो जाते हैं। इसके विपरीत, बाहरी क्षेत्र, हालांकि प्रदूषित हैं, फिर भी थोड़े बेहतर वायु मिश्रण और कम केंद्रित स्थानीय स्रोतों का लाभ उठाते हैं।

प्रदूषण का समय भी एक समान रूप से महत्वपूर्ण कहानी बताता है। मानसून के मौसम के दौरान हवा सबसे स्वच्छ होती है, जब भारी बारिश आसमान से धूल और कालिख को धो देती है। हालाँकि, इस सबसे गीले समय के दौरान भी, शहर का केंद्र सुरक्षा दिशानिर्देशों को पूरा करने के लिए संघर्ष करता है। जैसे ही बारिश रुकती है और शुष्क मौसम शुरू होता है, वायु गुणवत्ता तेजी से बिगड़ जाती है। सबसे खराब महीने जनवरी और अप्रैल हैं, जब ठंडी, स्थिर हवा और शुष्क स्थितियों का संयोजन प्रदूषकों को खतरनाक स्तर तक जमा होने देता है। इन शुष्क अवधियों के दौरान, शहर का केंद्र लगभग हर एक दिन विश्व स्वास्थ्य संगठन की सुरक्षा सीमाओं को पार कर जाता है। अध्ययन ने दिखाया कि सर्दियों और प्री-मानसून सीजन के दौरान, शहर के केंद्र में ऐसे शून्य दिन थे जब हवा ने सख्त अंतरराष्ट्रीय सुरक्षा मानकों को पूरा किया। यह कभी-कभार मिलने वाले साफ दिन से बहुत दूर है; यह खतरनाक हवा के क्रोनिक, दैनिक संपर्क की स्थिति है।

सबसे प्रकट निष्कर्षों में से एक यह था कि प्रदूषण का प्रकार इस बात पर निर्भर करता है कि आप कहाँ हैं। शहर के केंद्र में, हवा महीन कणों और मोटे धूल के मिश्रण से भरी होती है, जो संभवतः वाहनों और निर्माण कार्यों द्वारा उड़ी होती है। परिधीय क्षेत्रों में, प्रदूषण महीन कणों के प्रभुत्व में है, जो अक्सर खाना पकाने या हीटिंग के लिए बायोमास जलाने से आते हैं। शोधकर्ताओं ने यह भी देखा कि क्या कार्यदिवसों और सप्ताहांतों के बीच प्रदूषण के पैटर्न में बदलाव आता है। उन्होंने पाया कि शनिवार और रविवार को भी हवा उतनी ही प्रदूषित थी जितनी कि सोमवार को। यह सुझाव देता है कि घाटी में प्रदूषण के मुख्य चालक केवल दैनिक यात्री यातायात नहीं हैं, जो सप्ताहांत पर कम हो सकता है, बल्कि निरंतर स्रोत जैसे ईंट भट्टे और औद्योगिक संचालन हैं जो सप्ताह के सातों दिन चलते हैं। ये सुविधाएं बैकग्राउंड प्रदूषण के स्तर को ऊंचा बनाए रखती हैं, चाहे दिन कोई भी हो।

अध्ययन ने यह भी जांचा कि प्रदूषण के सबसे खराब दौर के दौरान प्रदूषण कहाँ से आता है। वायु द्रव्यमान के मार्ग को ट्रैक करके, शोधकर्ताओं ने पाया कि चरम प्रदूषण की घटनाओं के दौरान, हवा अक्सर पश्चिम से चलती है, जो भारत के विशाल मैदानों से धूल और धुएं को सीमा पार करके काठमांडू घाटी में लाती है। इसका मतलब है कि शहर की वायु गुणवत्ता केवल एक स्थानीय मुद्दा नहीं है, बल्कि पड़ोसी देशों के क्षेत्रीय मौसम पैटर्न और उत्सर्जन से भी गहराई से प्रभावित है। जब हवा पश्चिम से चलती है, तो यह प्रदूषकों का एक नया भार लाती है जो घाटी के कटोरे में फंस जाता है, जिससे स्थानीय उत्सर्जन और बढ़ जाता है। यह सीमा पार परिवहन समझाता है कि क्यों प्रदूषण के स्पाइक्स (तेजी से उछाल) तब भी हो सकते हैं जब स्थानीय स्थितियां प्रबंधनीय लगती हैं।

शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि काठमांडू जैसे जटिल शहर में वायु प्रदूषण की वास्तविक प्रकृति को समझने के लिए कुछ आधिकारिक निगरानी केंद्रों पर निर्भर रहना पर्याप्त नहीं है। कम लागत वाले सेंसरों का उपयोग शहरी केंद्र और बाहरी इलाकों के बीच वायु गुणवत्ता के तीव्र अंतर को पकड़ने के लिए आवश्यक साबित हुआ, जिससे एक ऐसा विवरण सामने आया जो पहले गायब था। डेटा दिखाता है कि जबकि पूरी घाटी खराब वायु गुणवत्ता से जूझ रही है, इस बोझ को समान रूप से साझा नहीं किया गया है। शहरी केंद्र में रहने वाले लोग बहुत अधिक जोखिम उठाते हैं, ऐसी हवा में सांस लेते हैं जो उनके परिधीय कस्बनों के पड़ोसियों की तुलना में काफी अधिक विषाक्त है। अध्ययन इस बात पर जोर देता है कि इस संकट के प्रबंधन के लिए स्थानीय अंतरों और उन्हें चलाने वाले क्षेत्रीय बलों को समझना आवश्यक है। स्थानीय स्रोतों, जैसे यातायात और ईंट भट्टों, और प्रदूषकों के क्षेत्रीय परिवहन दोनों को संबोधित किए बिना, काठमांडू में हवा भविष्य के लिए असुरक्षित बनी रहेगी। ये निष्कर्ष लक्षित रणनीतियों को बनाने के लिए एक स्पष्ट, साक्ष्य-आधारित आधार प्रदान करते हैं, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि वायु गुणवत्ता प्रबंधन न केवल शहर के केंद्र तक, बल्कि पूरी घाटी तक पहुँचे।