HUMAN HEALTH RISK ASSESSMENT OF INDUSTRIAL AIR POLLUTANT EMISSIONS UNDER DIFFERENT MITIGATION SCENARIOS USING DISPERSION MODELING. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (HUMAN HEALTH RISK ASSESSMENT OF INDUSTRIAL AIR POLLUTANT EMISSIONS UNDER DIFFERENT MITIGATION SCENARIOS USING DISPERSION MODELING) Master Degree -Thesis- Waleed - 201905590.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 4 March 2026. Download (1MB)

Arabic Abstract

تقدم هذه الدراسة تقييمًا شاملاً لانبعاثات ملوثات الهواء واستراتيجيات التخفيف في المناطق الصناعية في المملكة العربية السعودية، مع التركيز على استخدام تقنيات نمذجة الانتشار المتقدمة. تم إجراء تحليل شامل لتقييم سيناريوهات التخفيف المختلفة باستخدام نظام نمذجة انتشار الهواء CALPUFF ومنهجيات وكالة حماية البيئة الأمريكية (US EPA). تشمل ملوثات الهواء التي تم تقييمها: أول أكسيد الكربون (CO)، وثاني أكسيد الكبريت (SO2)، وثاني أكسيد النيتروجين (NO2)، والجسيمات الدقيقة ((PM2.5 و (PM10)، تم استخدام بيانات الانبعاثات لأكثر من 90 مدخنة صناعية وبيانات الأرصاد الجوية من ثلاث محطات مراقبة ضمن دائرة نصف قطرها 150 كيلومترًا للتنبؤ بانتشار الملوثات على مدار ساعة واحدة، و24 ساعة، وسنويًا. تم تصميم سيناريوهين مع الوضع الحالي: (1) زيادة ارتفاع المدخنة، و (2) تغيير الوقود من الديزل إلى الغاز الطبيعي. كشفت النتائج أن: متوسط تراكيز CO انخفضت بنسبة 68.6% في سيناريو زيادة ارتفاع المداخن. أظهرت تراكيز NO2 انخفاضًا بنسبة 36.4% في سيناريو زيادة ارتفاع المداخن، وبنسبة 46.9% في سيناريو التحول من الديزل إلى الغاز الطبيعي. انخفضت تراكيز SO2 بشكل كبير بنسبة 97.2% مع التحول في الوقود من الديزل إلى الغاز الطبيعي. وعلاوة على ذلك، فإن زيادة ارتفاع المدخنة تؤدي إلى انخفاض تركيزات PM2.5 و PM10 بنسبة 59.3% و60.7% على التوالي. وبشكل عام، أظهرت نتائج هذه الدراسة انخفاضًا أكبر في تركيزات الملوثات وانخفاض مخاطر الصحة البشرية عند تغيير الوقود إلى الغاز الطبيعي مقارنة بزيادة ارتفاع المدخنة. وقد لوحظت انخفاضات كبيرة للملوثات الرئيسية، وخاصة SO2 و NO2 مما يسلط الضوء على إمكانات مصادر الطاقة النظيفة لتحسين جودة الهواء في المناطق الصناعية. وتؤكد هذه الدراسة على أهمية الاستراتيجيات المتكاملة للحد من الانبعاثات الصناعية وتحسين جودة الهواء.

English Abstract

This study provides a detailed assessment of air pollutant emissions and mitigation strategies in the industrial regions of the Kingdom of Saudi Arabia, focusing on the use of advanced dispersion modeling techniques. A comprehensive analysis was conducted to evaluate various mitigation scenarios using the CALPUFF dispersion modeling system and the United States Environmental Protection Agency’s (US EPA) methodologies. The air pollutants assessed include CO, SO2, NO2, PM2.5, and PM10, Emission parameters for more than 90 industrial stacks and meteorological data from three monitoring stations within a 150-km radius were utilized to predict 1-hour, 24-hour, and annual average pollutant dispersions. Two scenarios were modeled along with the current situation: (1) increasing stack height, and (2) fuel change from diesel to natural gas. The results revealed that: CO average concentrations were reduced by 68.6% under the stack height scenario. NO2 concentrations showed reductions of 36.4% under increased stack height and 46.9% under fuel change. Results also showed that SO2 concentrations significantly reduced by 97.2% with fuel change. Moreover, increasing the stack height lead to a reduction of 59.3% and 60.7% of PM2.5 and PM10 concentrations respectively. In general, the results of this study demonstrated higher reductions in the pollutant concentrations and lower human health risks when changing the fuel to natural gas. Significant reductions were observed for key pollutants, particularly SO2 and NO2, highlighting the potential of cleaner energy sources to enhance air quality in industrial regions. This study underscores the importance of integrated strategies to reduce industrial emissions and improve air quality.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Environmental Research > Environment
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Committee Advisor:	Tawabini, Bassam
Committee Co-Advisor:	Anil, Ismail
Committee Members:	Alshuhail, Abdullah and Baalousha, Husam and Nielsen, Ole John
Depositing User:	WALEED AL-AFIF (g201905590)
Date Deposited:	06 Mar 2025 06:56
Last Modified:	06 Mar 2025 06:56
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143308