sim-air working paper series

22
Simple Interactive Models for Better Air Quality MultiPollutant Emissions Inventory for the National Capital Region of Delhi Dr. Sarath Guttikunda Dr. Giuseppe Calori March, 2012 SIMair Working Paper Series: 382012

Upload: duongkiet

Post on 23-Dec-2016

224 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: SIM-air Working Paper Series

Simple Interactive Models for Better Air Quality

Multi‐Pollutant Emissions Inventory for the National Capital Region of Delhi

Dr. Sarath GuttikundaDr. Giuseppe Calori

March, 2012

SIM‐air Working Paper Series: 38‐2012

Page 2: SIM-air Working Paper Series

Analysis & errors are sole responsibility of the authors.© www.urbanemissions.info 

Please send your questions and comments tosim‐[email protected]

This report is distributed under the SIM‐air working paper series for free and requests an appropriate citation as

Guttikunda, S.K. and G. Calori, 2012. “Multi‐Pollutant Emissions Inventory for the National Capital Region of Delhi”, UrbanEmissions.Info (Ed.), SIM‐air Working Paper Series, 38‐2012, New Delhi, India.

Page 3: SIM-air Working Paper Series

MultiCapita Dr. SarathDr. Giuse

 Delhi (Indincluding collectivepast 20 y(Census‐Inhousing –and  Bell, GuttikundrespiratorKhaturia a Over the introduce

• Thfoth20pre20an

• Bofbala 

• ThfrInci

• CDci

Whdtolage

‐Pollutaal Regio

h Guttikundappe Calori, A

dia), host city parts  of  thly referred asears  ‐‐  in 199ndia,  2012). – that have co2006;  Kandl

da  and  Gurjary ailments (Cand Khan, 20

past decade, ed to address he  largest evor more than hree  wheeler000’s  this  reollution, withetrofitting  ap002; Kathuriand Devotta, 2efore  the 20f  the  retrofituses  and  thelong with imppilot for futuhe  city  also rom  65  km nternational Aities of Gurgaonversion of 

Delhi, 2010) anity outskirts, f

While  these  inealth  for  theaunting challo alternative ack of enoughenerator sets

ant Emison of De

, UrbanEmissAriaNet srl., M

for the 2010e  neighborins the Nationa90,  the  total As  India’s  caontributed tolikar,  2007; Mar,  2011).  ThChhabra, et a07).  

a number ofcity’s pollutio

ver compresse100,000 pubrs,  and  taxisesulted  in  sh  the  largest pproximately a, 2005; Kuma2007).    010 Commonwted  fleet wase  fleet  size  iplementationure bus rapid tbenefitted  frin  Phase  I  tAirport.  This on and Noidacoal based  tnd relocationfollowing the

nitiatives  hele  citizens  of enges posed fuels like CNGh public transs, and industr

ssions Inelhi

sions.info, NeMilano, Italy

0 Commonweng  states  of l Capital Regipopulation o

apital,  Delhi o an  increaseMohan  et  alis,  in  turn,  hal., 2001; Pan

f green initiaton problem, ied natural gablic transport )  (DTC,  2010significant  deimprovemen3,000  diese

ar and Foster

wealth Games  replaced wincreased  to  of special tratransport approm  the  como  180  km,  iresulted  in  aa. thermal pown of the coal a Supreme Co

ped  improveDelhi,  they by the growG is outdone sport buses, ial growth.  

nventor

ew Delhi, Ind

ealth Games, Haryana,  Ution of Delhi (Nof NCR stoodhas  grown  ae  in air pollutl.,  2007;  Guthas  increasednde et al., 200

tives have bencluding as (CNG) switvehicles (bus0).  In  the  eaecrease  in  Pnt  coming  froel  buses  (DTr, 2007; Chela

es,  a  large pawith newer CNaround  5,00ansport corriplication.  

mpletion  of  thncluding  an a drop  in on

wer plants witand fuel oil burt orders,  (N

e  the  quality have  neverthing sources oby the increagrowing dem

ry for th

dia

covers an arettar  PradeshNCR). The regd at ~8.6 millcross  all  section (Bose, 19ttikunda,  200d  health  risk02; 

en 

tch ses, rly PM om TE, ani 

art NG 00; dors during t

he Metro  Phaexpress  line

n‐road  vehicle

thin Delhi  to based industrNarain and B

of  air  in  theheless  fallen of air pollutioasing numbermand  for elec

Fig.01 

he Natio

ea of ~2,500 h,  and  Rajastgion has growion and  in 20tors  ‐  indust996; Gurjar e09;  Firdaus  aks,  reflected 

the Games, w

ase‐II,  increae  from  the  ce density  tow

 gas based pies, includingell, 2006).  

e  city  and  thshort  in  kee

on. The benefr of passengectricity  leadin

1: Mail Today

onal

square kilomthan.  The  arwn rapidly ove011 at ~22 mtry,  transportt al., 2004; Nand  Ahmad, by  an  increa

which succeed

asing  the  covcity  center  twards  the  sa

power plants g brick kilns, t

us  the  respireping  up witfits of leapfror vehicles on ng to use of  i

y, March 3rd, 2

 

meters rea  is er the million t,  and Narain 2011; ase  in 

ded as 

verage o  the tellite 

(SoE‐to the 

ratory th  the ogging road, n‐situ 

2009

Page 4: SIM-air Working Paper Series

 

For the pe

g/m3  an

diameter 

annual  ampollution due to inc

In Decemfour statio

Fig.05:  

Apte et al~1.5 timeenvironmare knowdevelopedcontributicontributirole  of  veburning, monitorinthese are necessary  

Fig.02: Old B

eriod of 2008

nd  PM10  ave

< 10m and 

mbient  air  stlevels are wocreased emis

ber 2011, thons in Delhi.  

PM2.5 Measu

l., (2011) highes the ambienents (Chowdn (Chhabra, ed a compreheion for the citions based onehicle  exhauand  industring  sites, whenot for the c

y to assess the

Bus

 

8 and 2011, a

eraged  208  ±

PM2.5 refers

tandards  for orse in the wisions from he

e daily avera

urements in D

hlighted the rnt  levels for Phury et al., 2et al., 2001; Pensive emissity as a wholen establishedst  emissionsal  emissions ere  the  sourccity as a wholeir impacts on

 

Fig

at the seven m

±  137  g/m3.

s to particula

PM10  and nter months eating, and m

age PM2.5 wa

December 201

risks of exposPM2.5. Enrich2007; ShridhaPande et al., ions  inventor. The Central PM pollution,  re‐suspensiand  discuss

ce  apportionmle. Knowledgn the ambien

- 2 -

g.03: New Bu

monitoring st

.  PM10  refer

ate matter wi

PM2.5  are  6with concentmeteorologica

as 267 ± 105

11 Fig.06

 

sure to air pohed trace eler et al., 20102002; HEI (2ry for the crit Pollution Con source appion  of  road sed  an  emissment  sampline about the snt pollution le

SIM

us

tations in the

rs  to  particu

ith aerodynam

60  g/m3  antrations at leaal conditions 

5 g/m3 and P

6: PM10 Meas

ollutants on thements are al0). While the 2004 and 201teria pollutanntrol Board (ortionment mdust,  diesel sions  inventong was  condspatial spreadevels and hea

M‐air Working P

Fig.04: M

e city PM2.5 a

late matter 

mic diameter

d  40  g/m3ast double the(Guttikunda 

PM10 was 36

urements in

he roads of Dlso reported health  impac0)), relativelynts and  invesCPCB) of Indimethodologiegenerator  seory  for  areasucted  (CPCB,d of emissionlth (Johnson e

Paper Series 38

Metro System

averaged 123

with  aerodyn

r < 2.5m, an

  respectivelye annual averand Gurjar, 2

68 ± 116 g/

December 20

Delhi, which cin urban andcts of air poly few studiestigated the sia published ses, highlightinets,  domestics  surroundin,  2010). Howns across the et al., 2011). 

8.2012 

m

3 ± 87 

namic 

nd the 

y.  The rages, 2011). 

/m3 at 

011

 

can be d rural lution s have ource sector ng the c  fuel g  the wever, city is  

Page 5: SIM-air Working Paper Series

Emissions Inventory Analysis for Delhi

- 3 -

Sources of Air Pollution in Delhi  In  this paper, we present  results of  a bottom‐up emissions  inventory,  an  analysis of  source‐receptor relationships for PM10 and PM2.5 for residential and industrial areas in the region, and implications of sector based interventions on the air pollution control policy, for the city of Delhi.    The study domain, presented in Fig.07 covers Delhi and  its  satellite  cities  –  Gurgaon,  Noida,  Greater Noida, Faridabad, and Ghaziabad, between 76.85°E to 77.65°E  longitude and 28.2°N to 29.0°N latitude. Also  in  the  figure  are  the  two  ring  roads,  main highways,  locations  of  brick  kilns  (mostly  located north and east of the city limits), power plants, and some points of interest.  We compiled an emissions inventory for base year 2010  based  on  fuel  consumption  data  and emission  factors  for  transport,  industrial,  and domestic  sectors.  We  used  the  activity  based method  to  estimate  the  emissions  inventory  for PM,  SO2, NOx,  CO  and VOCs  is  estimated  using  a well  established  activity  based methodology.  The same method  has  been  used  for  building  similar regional  and  urban  inventories  (Timilsina  and Shrestha,  2009;  Zhang  et  al.,  2008;  Kan  et  al.,  2004;  Tung  et  al.,  2011;  EEA,  2002  and  2010; Ramachandra and Shwetmala, 2009; Reddy and Venkataram, 2002; Garg et al., 2006; Singh et al., 2008; Baidya and Borken‐Kleefeld, 2009; Majumdar and Gajghate, 2011). Recently, similar methodology was utilized in India for the cities of Delhi, Mumbai, Pune, Bangalore, Kanpur, and Chennai for the base year 2006‐07  (CPCB,  2010). We  acknowledge  the  uncertainties  involved  in  the  use  of  available  emission factors  instead  of  us  calculating  emission  factors  for  every  activity which  is  an  expensive  and  time consuming process. Our method allows us to better understand the pollution sources in the city and the accordingly formulate policy to improve air quality (Schwela et al., 2006; Johnson et al., 2011).  

Vehicle Exhaust  We used the ASIF methodology by Schipper et al., (2000) to calculate vehicular emissions. In this method total travel activity (A) and modal shares (S) describe how much people travel by mode (in vehicle‐km traveled  per  day), modal  energy  intensity  (I)  represents  energy  use  per  kilometer,  and  the  emission factor (F) is the emitted mass per vehicle‐km travelled. Table 1 lists a summary of registered vehicles in the NCR. The types of vehicles included are passenger cars (30%), taxis (<1%), 2‐wheelers (motorcycles and  scooters,  61%),  3‐wheelers  (<1%),  buses  (urban  and  inter‐state,  ~2%),  and  multi‐utility  and commercial vehicles (~4%). We obtained passenger travel statistics from MoUD (2008). The Ministry of Urban Development (MoUD, Government of India) studied these patterns in 30 big, medium, and small scale cities  in India. The age mix of on‐road vehicles  is calculated using data from the “pollution under check” program, under which all passenger and para‐transit vehicles are required to undergo emission tests and receive an inspection and maintenance certificate. We did not utilize the emission rate results from these tests, as they are based free‐acceleration tests conducted along the road‐side for compliance 

Fig.07: Study domain over the NCR Delhi  

76.9 77.0 77.1 77.2 77.3 77.4 77.5 77.628.2

28.3

28.4

28.5

28.6

28.7

28.8

28.9

29.0

Rohini

Faridabad

Greater Noida

NOIDA

South Delhi

Satellite cities

PP ‐ Dadri

PP = power plants

PP ‐ gas based

Brick kilns

Page 6: SIM-air Working Paper Series

and do n(2007) anwhich meintegrated 

 

Ca

M

Tw

LM

Bu

HD

LM

To 

So 

M(a(c)pecainc

 

Road D Re‐suspenmost Asia30% to ththe  trans2004; Srivfew  monempirical States, Eu2003;  Gil2011; Beron roads suggests (this  is  ho(Apte et agrams perand 10.5 and mix o

ot  include a nd CPCB  (201easured emisd with DIESEL

Table 1: Num

ars 

MUV (Passenge

wo Wheelers 

MV (Passenge

uses d 

DV (Goods) e 

MV (Goods) f 

otal

ource: Ministry

UV = multiple ) includes jeep) includes threer trip, and locaarriers; (e) inclucludes three a

ust 

nsion of roadan cities  (Johhe ambient PMport  corridorvastava et alnitoring  and functions  th

urope, and Chlies  et  al.,  2rger and Denbusing the USits  applicatioowever  2  timal., 2011)). Thr vehicle km tfor main roadof vehicles, sil

full driving  c10).  In  this wsions  factorsL (2008) and G

mber of regis

M

er) a b 

er) c 

y of Road Trans

utility vehiclesps, vans, and spe and four wheal and radio taudes trucks, lornd four wheele

d dust  is a signson et al., 2M10 concentrs  and  residel., 2009; Shridsource  app

at estimate  rhina (Abu‐Alla005;  USEPA, by, 2011). WeEPA AP‐42 mon  for  averagmes more  thahe average rotraveled for fds, are calcult loading, and

cycle. We usework, we mos between CNGAINS (2010)

stered vehiclecapital re

March, 2007

 1,536,900 

 77,850 

 3,377,100 

 193,300 

 127,850 

 87,800 

 91,700 

 5,493,000 

sport and High

s; LMV = light mport utility veheeler passengexis; (d) includerries, ambulaner goods vehic

gnificant sour2011) and corations in Deential  areas  (dhar et al., 2portionment re‐suspensionaban et al., 202006;  EEA, 

e estimated rmethodology (ge  road  speedan  the  obserad dust re‐sufeeder roads, ated based od vehicle spee

- 4 -

ed emission  fstly  refer  to  tNG, petrol, an.  

es in 2007, 20egion of Delh

March, 200

 1,668,90

 78,75

 3,616,45

 212,00

 129,00

 89,10

 105,35

 5,900,00

ways, Governm

motor vehicle; icles; (b) includer vehicles, whes public transpces, and policeles.

rce of air polntributes as lhi, particular(Balachandra2010; CPCB, 2studies  est

n  rates  in  the003; Etymezia2009;  Amatore‐suspension(USEPA, 2006ds  less  than rved  speeds uspension rate5.8 for arter

on the vehicleeds, on each 

SIM

factors  for  ththe  latest  stund diesel bas

008, 2009, anhi, India

08 March,

00   1,80

50   7

50   3,84

00   23

00   13

00   8

50   12

00   6,30

ment of India (M

HDV = heavy ddes mopeds, schich can carry tport, contract, e and other sta

lution  in much as rly along an  et  al., 2010). A tablished e United an et al., o  et  al., n of dust 6), which 55 mph in  Delhi es of 4.8 ial roads, e density of these 

 

M‐air Working P

he  Indian vehudies of Reynsed 3‐wheele

nd 2010 in the

, 2009 M

02,300  

78,900  

46,750  

30,050  

30,550  

89,650  

24,200  

03,000  

(MoRTH, 2011)

duty vehicle;  cooters, and mthree to seven  school, and prate owned veh

Fig.08: D

Paper Series 38

hicle  fleet bynolds et al.  (ers on Delhi  r

e national

March, 2010

 1,946,450 

 81,300 

 4,126,500 

 244,750 

 134,850 

 92,250 

 141,600 

 6,768,000 

motorcycles; passengers rivate stage hicles; (f) 

Dust on roads

8.2012 

y ARAI (2011) roads, 

s

 

Page 7: SIM-air Working Paper Series

Emissions 

road typeNew  Delhprimarily passenge 

Industri NCR has sand pharm(in the ealocated inNew Delhfuel oil  (3previous s The  constcase of Nblack dots~25,000 bnorth of tdominateemployedbull  trenctechnologSimilar kilBangalorethis sectoused the SO2; 2.5 fobserved primarily construct

  

Inventory Ana

es. We used vhi,  India).  Thtravel  on  thr cars plying o

ial and Con

several commmaceuticals ost), Janakpurn these clustehi, India. The t35%), gas  (7%studies (Redd

truction  sectoCR, the bricks in Fig.07 shbricks per dathe outer ringed by  small  ind on a seasonch  kilns  that gies, as Hoffmlns are founde, Chennai, aor based on bfollowing emfor NOx; 64.0 at the brick due to differion activities 

lysis for Delhi

vehicle densithe  density  fige  highways on a mix of ro

nstruction

mercial areasoperate. Thesri (in the westers and the lototal energy %), and diesedy et al., 2002

or  is  rapidly k kilns are  locow the locatiy, using a mig road containdividual openal basis  (Gupare more  p

mann, high dr in most of Nnd Hyderabarick producti

mission factorsfor CO; and kilns in Dhakarences  in fueto estimate r

F

 

 

ty figures frogures  accounand  ring  roaoads.   

 Activities

 where smeltse clusters (Fit), and Gurgaocation informconsumptionel  (33%)  (GAIN2; Gurjar et al

growing  in  Icated  just ouion of ~1,000ix of coal andins most of therators,  eachpta, 2003). Molluting  and raught or vertNorthern Indiaad  (in South  Ion rates for ts (in grams p420 for CO2  a, operating l mix  (World re‐suspension

Fig.09 Brick k

- 5 -

om studies bynt  for  type  ods  and  the  l

ters,  tanningig.07) are locon (in the somation is gatn is approximaNS, 2010; CPl., 2004; GAIN

ndia.  This  inctside the Del0 kilns in the sd biomass. The kilns (~60%h  consisting oMost of the  inenergy‐inefftical shaft bria, along the Inndia)  (Isebellthe manufacter brick prod(Maithel et aunder similarBank, 2007; 

n of dust that

kilns around N

y the Central of  vehicle,  folight  duty  co

g,  textiles, macated in Fariduth). SoE (20thered from tately ~43 PJ, PCB, 2010). WNS, 2010; CPC

cludes brick lhi city  limitsstudy domainThe area cove%). Brick manof 200  to 300nstallations aficient  as  comick kilns (CAI‐ndo‐Gangeticle et al., 200turing seasonduced) of 3.4 al., 2012). Thr conditions aGuttikunda 

t has an impa

NCR Delhi

Road Researor  instance  hommercial  ve

anufacturing, dabad (in the 010) lists ~6,0the EICHER mfueled by co

We used emiCB, 2010). 

and  cement , mostly alonn, with a prodered by  the bnufacturing in0 daily wageare conventiompared  to  th‐Asia, 2008; Wc plain, and a07). We calcun (non‐monsofor PM2.5; 4.ese rates areand utilizing set al., 2012).ct on PM em

rch Institute (heavy  duty  tehicles,  buses

 chemicals, psouth), Ghaz

000 individualmapping divisal and coke (ssion  factors

manufacturing the borderduction capacblack boxes dn northern Ine workers peronal  fixed chihe  newer,  clWorld Bank, 2round the citlated emissiooonal months6 for PM10; 1e lower than similar techno. We also  incissions. 

(CRRI, trucks s,  and 

paper, ziabad l units ion in (25%),   from 

ng.  In r. The city of drawn ndia is r  kiln, imney eaner 2010). ties of ons of s) and 1.5 for those ology, cluded 

Page 8: SIM-air Working Paper Series

Electrici Six majortheir locaplants  locoutside  (FMW, with(Kansal et

While  moFaridabadcapacity cinemas, consumptdiesel  pemonth. Th

Emissions 

 

ity Genera

r power planttion, fuel concated  in  the Faridabad, Bah an average t al., 2009).  

ost  of  the  ed,  and  Ghaziagenerators  iand farm hoution. For examr month  andhe total diese

s factors for p

ation 

ts are  locatensumption, ancity  (Indrapradapur, and fuel consum

Fig.10 Powe

 

 

lectricity  neeabad,  supplein  hotels,  houses are a somple, a five‐sd  a  campus  lel consumptio

power plants a

 

d within  the nd flue gas chastha, RajghaDadri) are coption rate of

er Plants in th

eds  are  met ement  their  pospitals,  malource of emissstar hotel or ike  the  Indiaon in the in‐si

Fig.11 Diese

and diesel ge

- 6 -

modeling doharacteristics at,  and Pragaoal based.   Th800 kg of co

he modeling d

by  the  powpower  needsls,  markets, sions. These a big hospitaan  Institute  otu generator 

el generators

nerators are 

SIM

omain of  thisis presented ati)  are natuheir combineoal and 250 m

domain of NC

wer  plants,  as  using  in‐sitlarge  instituare estimateal  is estimateof  Technologysets is estima

s in use

from GAINS (

M‐air Working P

s  study  (Fig.0in SoE‐Delhi ral  gas baseded generationm3 of natural 

CR Delhi

reas  such  asu  diesel  genutions,  aparted using on‐sid to consumy  consumes ated at ~60 P

(2010). 

Paper Series 38

07). A  summa(2010). The pd  and while n capacity  is gas per MW

s  Gurgaon,  Nerator  sets. tment  compite surveys foe ~30,000  lit~80,000  literPJ. 

 

8.2012 

ary of power those 2,700 

W‐hour 

Noida, Large lexes, or fuel ers of rs  per 

Page 9: SIM-air Working Paper Series

Emissions 

Domest We estimhas  informemissionswith highmix of  fu(Novembecoal,  andheating fr

 

Waste M There areprocessinat ~9,000residentiaemissionsdistrict  lecollection

 

 

Inventory Ana

tic Sector 

ate domesticmation  on ms from cookin density areaels  including er  to Februa wood. We rom Zhang et

Managem

e  three activeg capacity of 0  tons per daal areas, colles are estimateevel.  The  secn rates (World

lysis for Delhi

c emissions frmix  of  fuels  ang activities inas utilizing mcoal, biomasry)  the domeobtain  activit al. (1999), Bh

Fig.

 

ment Sector

e  landfills  in ~5,000 tons 

ay  (SoE‐Delhi,ection sites, roed for varyinctors  with  thd Bank, 2006;

 

 

rom the distrand  daily  usento urban andostly  liquefiess,  cow dungestic  sector aty  based  emhattacharya e

12 Winter he

Delhi at Okhper day. How 2010). A pooadside sitesg collection ehe  highest  po CPCB, 2010)

Fig.13 L

- 7 -

ribution of poe  at  the  sub‐d rural areas ed petroleumg, wood, keroalso  includes missions  factoet al. (2000), 

eating and wa

la Phase  I,  Jhwever, the totortion of  the , and in someefficiencies bopulation  de.  

Landfills in De

opulation in t‐district  level based on the gas  (LPG) anosene, and  Lemissions  frors  for  variouZhang et al. (

aste burning

hangir puri, atal garbage gcollected gae cases, at thbased on the ensity  often 

elhi

the city.  The (IFMR,  2011e population nd  low densitLPG. During  tom heating  tus  fuels  used(2000), and G

and Ghazipur,generation forbage  is  reguhe landfill sitepopulation dexperience  t

2001 Census1). We  segredensity, per ty areas utilizthe winter mthat uses biod  for  cookingGAINS (2010).

, with a comr NCR is estimularly burnt  ie. Garbage budensity at thethe  highest  w

s data gated grid ‐ zing a onths ofuels, g  and  

bined mated in  the urning e sub‐waste 

Page 10: SIM-air Working Paper Series

Air Traf The domefor a weealso  includomestic passenge

 

Emissio A summaTable 2, 133,900 t(CO), and  

Table 2:

 

Transport (T

Domestic (D

Diesel Gen S

Brick Kilns (B

Industries (IN

Construction

Waste Burni

Road Dust (R

Power Plant 

Total

 

ffic 

estic and intek was collectdes emissionterminal  andr cars. 

ons Invento

ry of the totaalong  with  stons of PM10332,700 tons

An activity b

PM

R)   17,

OM)   7,3

Sets (DG)   3,2

BK)   9,2

ND)   9,0

n (CON)   2,4

ng (WB)   3,8

RD)   6,3

(PP)   10,

69,

rnational airped from the fns  from bus od  a  fraction 

ory and Se

al emissions rsector  contri0, 37,000 tonss of volatile o

ased emissio

M2.5 P

,750 (26%)    2

300 (11%)    8

200 (5%)    4

250 (13%)    1

000 (13%)    1

450 (4%)    8

850 (6%)    5

300 (9%)    4

,150 (15%)    1

,050 1

ports in Delhiflight status inoperations  foof  idling  em

Fig.14 Fligh

ector Contr

resulting for yibutions.  Tots of SO2, 492organic compo

ons inventoryDelhi,

PM10

23,800 (18%)  

8,800 (7%)  

4,300 (3%)  

12,400 (9%)  

12,650 (9%)  

8,050 (6%)  

5,450 (4%)  

41,750 (31%)  

16,850 (13%)  

133,900

- 8 -

 operate ~65nformation aor  shuttling pmissions  at  th

ht statistics fo

ributions

year 2010 foral  emissions ,250 tons of ounds (VOCs)

y (tons/year) , India, in 201

SO2

 950 (3%)  

 2,050 (6%)  

 1,050 (3%)  

 4,000 (11%)  

 8,500 (23%)  

 100 (1%)  

 250 (1%)  

 

 20,250 (55%) 

37,000

SIM

0 flights dailyvailable in thpassengers  tohe  arrival  and

or Delhi

r the Nationa  are  estimatNOx, 1.52 m).  

by sector for10

NOx

 329,750 (67%

 2,350 (1%) 

 81,300 (17%

 6,750 (1%) 

 41,500 (8%) 

 2,150 (1%) 

 1,450 (1%) 

 

 27,200 (6%) 

492,250

M‐air Working P

y. The landinghe public domo and  from  td  departure 

l Capital Regted  as  69,05illion tons of 

r the national

CO

%)    421,450 (2

 161,200 (

%)    85,100 (6%

 171,850 (

   219,600 (

 2,700 (1%

 20,050 (1%

 

   442,150 (2

1,524,050

Paper Series 38

g and take‐offmain. The invehe aircrafts asections  from

 

ion is present50  tons  of  PCarbon Mon

l capital regio

VOC

28%)    208,900

11%)    18,300 

%)    31,600 

11%)    24,200 

14%)    13,250 

%)    50 (1%)

%)    1,600 (

 

29%)    34,900 

0 332,700

8.2012 

f data entory at  the m  the 

ted in M2.5, noxide 

on of

0 (63%) 

(6%)  

(9%)  

(7%)  

(4%)  

)  

%)  

(10%)  

0

Page 11: SIM-air Working Paper Series

Emissions 

Overall, rothe vehicldust  (31%industriesthe domin(15% and 11%)  resppower pla In  the  traand light dexcept  foDuring  thduty vehithe benefto CNG basales of ddiesel  basthe diesel The six pototal SO2 for  in‐situthe hotelapartmenof  PM2.5

emissionsemissionspopulated The brickDue  to  thproductiothe vicinitannual  PFollowingallowed  tevident frborder anDelhi.   The emissfor  dispediurnal cythe  rush hours  forhours for  

Inventory Ana

oad transportle exhaust or%)  and  vehicls (9%), and bnant sources,29%), brick kpectively.  Forants (55%) an

ansport  sectoduty trucks isor  some  lighe CNG  shift cles were retfits of  conveased vehicles diesel based psed  passengel subsidy prog

ower plants i(54%) and COu  power  gens, hospitals, nt complexes,.  Although, s is small, whes  are  substd areas. 

k  kilns operathe  recent  boon rates and tty of the cityPM2.5,  11%  og an ordinancto  operate  wrom Fig.07 thnd a major co

sion  inventorersion  modeycles for the tand  non‐ru

r  the  industrthe domestic

lysis for Delhi

t sector remar indirectly frole  exhaust  (1rick kilns (9%, with substankilns (13% anr NOx  emissid industries (

or,  freight ms the largest cht  duty  vehiin  the early trofitted to orting  the busare now lostpassenger veer  vehicle  sagram (SIAM, 2

n the modeliO (29%) emisseration  fromlarge  institut,  is estimatedthe  overa

en spatially setantial,  esp

te only betwoom  in  the  cthe number y and estimatof  CO  and ce by the Supwithin  the  cihat these kilnontributor to 

ry also  includel‐ready  inpuransport sectsh  hours  forial  sector,  ac sector. 

ains one of thom the re‐sus18%)  remain %). For PM2.5 antial contribud 11%), indusons,  vehicle (23%), the lar

movement  viacontributor. Micles,  operat2000’s,  someperate on CNses,  taxis, and, due to an inehicles. An  incles  is  primar2012).  

ng domain, dsions. Diesel 

m  diesel  genetions, marketd  to contribull  percentagegregated, thecially  in  t

een Novembconstruction of kilns haveted to accoun11%  of  SO

preme Court, ity  limits.  Hos are locatedthe air pollu

des sector‐speut  preparatiotor to distingur  all  modes,and  cooking 

- 9 -

he major sourspension of dthe major  soand CO emissutions from vestries (13% aexhaust  (67%rgest coal use

a  heavy  dutyMost of thesee  on  diesel.e of  the  lightNG. However,d 3‐wheelersncrease in thecrease  in  therily  driven  by

dominate theconsumptionerator  sets  ints, malls, andute about 5%ge  of  thesehese low lyingthe  densely

ber  and May.industry,  the  increased  innt  for 13% ofO2  emissions.kilns are notowever,  it  isd close to thetion  levels  in

ecific profileson;  such  asuish between,  operationaland  heating

rces of all thedust on the rource,  followsions, diesel ehicle exhausnd 14%), and%)  remains  ters in the regi

y e, . t , s e e y 

e n n d % e g y 

. e n f . t s e n 

s s n l g 

Fig. 

e emissions, eoads. For PM

wed by  the pand biomassst (26% and 2d the domestthe  dominanton, are the d

.15: Sector C

either directlyM10 emissions,ower  plant  ( based secto28%), power pic sector (11%t  source.  Forominant sour

Contributions

y from , road (13%), rs are plants % and r  SO2, rces.  

s

Page 12: SIM-air Working Paper Series

Previou An earlier(2007) for(68%) andsector. Adand solid (2004) wathe  powepassenge The Minissource ap2010). Thper day odifferencemain  cityinventoriethe sourcareas suractivities.clusters  lcontributiinventory A numberconductedKhillare  eSrivastava2007b; SrChelani et2004;  ShrPM pollutdust,  vecombustioaerosols, among otkey  contrCPCB (201in the pascontributivaried  froprovide  amonitorinthe expercomplime 

us studies 

r emissions  inr the time ped total suspendditionally, agwaste disposas much smaler  plants  locar and comme

stry of Enviropportionmentis study for Dof SO2. Since, es  in the met,  covering  anes were prime apportionmrounding  the In case of Deocated  ~20 ion to air poly for the regio

r of receptor d  in  Delhi  (et  al.,  2004;a  and  Jain,  2rivastava et at al., 2010; CPridhar  et  al.,tion in Delhi ehicle  exhaon,  open  rand constructher sources,ributor  to  PM10), which nost (Pant and Hions estimateom  study  to a  scientific  bng sites. Howeriment for maentary (Johnso

nventory for riod of 1990 tnded particlegriculture wasal the main sller than the ated  in Delhiercial activitie

onment and t study  in six Delhi estimatethese figuresthodologies. Cn  area of 32 arily estimatement study ane main districelhi, the largekm  away  frolution concenon at 1.67km x

modeling stu(Balachandra;  Chowdhury2007a;  Srivaal., 2009; TiwPCB, 2010; M  2010).  Key have been idaust,  coal refuse  burnction activitieLPG gas wasM2.5  in  resido other studieHarrison, 2012ed from the rstudy,  depenackground  aever, the rigoany locations,on et al., 201

 

Delhi, preparto 2000, conces (80%), whias the major csource of meone used in t  have  been s has at least

Forests  (MoEcities: Delhi, ed ~147 tons s are below tCPCB (2010)km  x 32  kmed for an areand then extrapct where  the est missed coom  the  city ntrations ovex 1.67km grid

udies have ben  et  al.,  20y  et  al.,  20stava  and  Ja

wari et al., 20önkönnen et contributorsentified as roand  bioming,  secondes.  Interestings  identified aential  areas es have report2). Although treceptor modnding  on  thend  a methoorous method, in which cas1).  

- 10 -

red by Gurjarcluded that ple NOx, CO acontributor foethane CH4 (8the current sconverted  frt doubled (SoE

EF) of  India aKanpur, ChePM10 per dathe estimatesis for the bas; which  is ~2a of 2 km x 2polated to thindustrial ac

ontribution sedistrict  bouner the whole d resolution, a

een 000; 007; ain, 009; al.,   to oad ass ary gly, as a by ted the dels e  season  andd  to  validatedology is finase the source

SIM

r et al. (2004)power plants and VOC emisor ammonia 80%). The mostudy; anotherom  coal  to  CE‐Delhi, 2010

and CPCB,  caennai, Mumbaay, ~460 tonss from our stuse year of 2025% of  the  a km around te city districtctivity  is geneeems to arise ndaries  (Fig.0NCR. Sahu etalso fails to d

  location  of e  the  sourcencially and tee modeling st

Fig.16: Recep

M‐air Working P

) and updateare the primassions came f(70%) and niodeling domaer change is tCNG,  and  the0). 

arried out paai, Pune, and per day of Nudy, it is imp006‐07 and rearea  covered the monitorint area. This doerally  larger  t from brick k07),  yet  theyt al. (2011) pistinguish the

monitoring  se‐receptor  reechnically demtudies such as

ptor modelin

Paper Series 38

ed by Mohan ary sources fofrom the trantrous oxide (ain in Gurjar hat since 200e  vehicle  flee

articulate pold Bangalore (NOx, and ~268portant to notepresents onin our  study

ng site selecteoes not includthan  the  in‐diln emissionsy  make  a  deublished a gre brick kiln se

site,  these  stelationships  amanding to rs this study c

g schematics

8.2012 

et al. or SO2 nsport (50%), et al., 00‐05, et  for 

lution CPCB, 8 tons te the ly the y.  The ed for de the istrict , with efinite ridded ector. 

tudies at  the epeat can be 

s

Page 13: SIM-air Working Paper Series

Emissions 

Spatial  We  develfurther usin each demissions

 For  the  paverage p We used depots, trapartmenbased  poemissions Emissionsindustriesscattered  Four panekilns), doand  const

Inventory Ana

Distributio

loped  the  emse in atmosphdirection at 0s for each sec

Fig.17: Schem

population  depopulation de

GIS data fromraffic signals, nt complexes,opulation  dens on feeder, a

s from powers,  brick  kilns,garbage burn

els  for griddemestic  (inclutruction  activ

lysis for Delhi

on of Emis

missions  inveheric modelin.01°  resolutiotor on the gri

matics utilize

ensity maps, ensity is more

m EICHER (Neand landmar, large institunsity  and  vehrterial and m

r plants were,  and  generaning emission

ed PM10 emisding heating,vities)  are  pr

ssions

ntory  on  a Gng. Hence we on,  correspoid ‐ summariz

ed for spatial

we  used  da than 5,000 p

ew Delhi, Indiarks), industrietions, and fahicle  density 

main roads.  

 directly assigator  sets  wens were distri

ssions  (in  ton, waste burnresented  belo

- 11 -

GIS  based  plasubdivided tnding  to 1 kmzed below.  

segregation

ata  from  GRUper km2 in the

a) to map roaes, brick kilnsrm houses. Insurveys  con

gned to theirere  spatially buted using t

ns/year/grid) ing, and winow.  In  case 

atform  to  spahe domain unm. We used 

of total emis

UMP  (2010)e main distric

ads (includings, hotels, hospn case of thenducted  by  C

r respective lallocated  accthe populatio

for vehicles,ter heating),of  vehicle  ex

atially  segregnder study (Fspatial proxi

ssions over N

at  30”  spatits.  

g informationpitals, marke transport seCRRI  (New  D

ocations, whcording  to  ton density and

  industries  (i and dust  (inxhaust,  the  h

gate  emissionFig.07) into 80ies  to allocat

CR Delhi

ial  resolution

n on bus stopts, malls, cineector, we useDelhi)  to  distr

ile emissionsheir  locationd land‐use da

ncluding  thencluding  roadhighest  dens

ns  for 0 cells te  the 

n.  The 

s, bus emas, d grid ribute 

s from n.  The ata.   

 brick d dust sity  of 

Page 14: SIM-air Working Paper Series

SIM‐air Working Paper Series 38.2012 

- 12 -

emissions  is observed along  the major road  intersections, which  is  linked  to  the density of  the  feeder roads  in  the grid. A  combination of vehicle,  road,  industrial, and population density  is used  to assign weights for congestion emissions. For convenience, only PM10 emissions are presented below. However, gridded fields were also developed for PM2.5, SO2, NOx, CO and VOC. 

Fig.18: Schematics utilized for spatial segregation of total emissions over NCR Delhi

While  it  is  important  to  know  the  footprint  of  total  emissions  for  a  city,  it  is  also  important  to understand the hotspots and their pollution loads in residential and industrial regions. Table 3 presents the percentage contributions by sector to total annual PM2.5 emissions for six select regions evidenced in Figure 3. Note that the other pollutants are not presented  in this graph. The regions are selected with equal areas, so that we can compare the mix of activities in the main district and in the satellite cities. Gurgaon (GURG) and West Delhi (WDEL) experience the most in terms of the total emissions, due to the large contribution of industries (>40%). Industries account for (35%) in nearby Faridabad (FARD). In the industrial regions, vehicular emissions are attributed to movement of heavy duty and light duty trucks.  

76.9 77.0 77.1 77.2 77.3 77.4 77.5 77.628.2

28.3

28.4

28.5

28.6

28.7

28.8

28.9

29.0

(a)

0.00 to 0.010.01 to 0.100.10 to 1.001.00 to 5.005.00 to 50.0050.00 to 400.00

76.9 77.0 77.1 77.2 77.3 77.4 77.5 77.628.2

28.3

28.4

28.5

28.6

28.7

28.8

28.9

29.0

SDEL

FARD

NEBK

WDEL

GNOD

GURG

(b)

0.00 to 0.010.01 to 0.100.10 to 1.001.00 to 5.005.00 to 50.0050.00 to 400.00

76.9 77.0 77.1 77.2 77.3 77.4 77.5 77.628.2

28.3

28.4

28.5

28.6

28.7

28.8

28.9

29.0

(c)

0.00 to 0.010.01 to 0.100.10 to 1.001.00 to 5.005.00 to 50.0050.00 to 400.00

76.9 77.0 77.1 77.2 77.3 77.4 77.5 77.628.2

28.3

28.4

28.5

28.6

28.7

28.8

28.9

29.0

(d)

0.00 to 0.010.01 to 0.100.10 to 1.001.00 to 5.005.00 to 50.0050.00 to 400.00

Page 15: SIM-air Working Paper Series

Emissions Inventory Analysis for Delhi

- 13 -

Table 3: Contributions to total PM2.5 emissions in select residential and industrial regions for year 2010 in Delhi, India

  SDEL FARD GNOD NEBK WDEL GURG

Total PM2.5 (tons/year)  2,080  3,700  1,680  2,700  5,360  4,700 

             

Transport  48%  35%  40%  10%  31%  27% 

Domestic  7%  5%  16%  12%  5%  5% 

Diesel Gen Sets  13%  6%  2%    6%  6% 

Brick Kilns      8%  68%    1% 

Industries  10%  35%      45%  43% 

Construction  2%  3%  10%  1%    6% 

Waste Burning  5%  4%  6%  4%  4%  3% 

Road Dust  14%  13%  17%  5%  9%  10% 

 In South Delhi  (SDEL), an area with high population density, vehicle exhaust emissions are  the  largest contributors  (48%),  while  in  less  dense  parts  of  the  city  like  Northeast  Delhi  (NEBK),  brick  kilns contribute about 68% of the emissions. In addition, most of the vehicle exhaust emissions are related to freight movement, originating or ending either at  the brick kilns or at  the  industries. Among  satellite cities,  Gurgaon  and  Greater  Noida  (GNOD)  experience  the  most  significant  contribution  from construction activities (6% and 10% respectively), also linked to the lack of paved roads in the area. Road dust re‐suspension and waste burning are uniformly present  in all  the regions.  It  is  important  to note that the road dust particles are predominantly  in the coarse size range (particle diameter between 2.5 

and 10 m), so the percent contribution to total PM10 emissions  is much  larger than those estimated for total PM2.5 emissions. The use of diesel generator sets is the highest in the densely populated areas (>6%  in  SDEL,  WDEL,  FARD,  and  GURG),  due  to  the  high  number  of  hotels,  hospitals,  malls,  and institutions.  The  industrialized  areas  (WDEL,  FARD,  and  GURG)  cannot  meet  all  the  demand  for electricity and there are instances when large institutions operate on diesel generators for more than 12 hours a day.    

Page 16: SIM-air Working Paper Series

SIM‐air Working Paper Series 38.2012 

- 14 -

Particulate Matter Concentrations  We used the Atmospheric Transport Modeling System (ATMoS) dispersion model ‐ a meso‐scale three‐layer  forward  trajectory  Lagrangian Puff‐transport model  (Calori and Carmichael, 1999)  to model PM concentrations  for  the  base  year  2010.  This model was  previously  utilized  in  pollution management studies  in  Asia  at  a  regional  scale  (Arndt  et  al.,  1998;  Streets  et  al.,  2000;  Guttikunda  et  al.,  2001; Holloway et al., 2002; Carmichael et al., 2008) and urban scale (Kan et al., 2004; Guttikunda et al., 2003; Guttikunda  and Gurjar,  2011).  The ATMoS model  is  a modified  version of  the USA National Oceanic Atmospheric Administration, Branch Atmospheric  Trajectory  (BAT) model  (Heffter, 1983).    The  layers include a surface layer, boundary layer (designated as the mixing layer height) and a top reservoir layer. The multiple  layers  allow  the model  to  differentiate  the  contributions  of  near‐ground  diffused  area sources, like transport and domestic combustion emissions and of elevated sources like industrial, brick kilns, and power plant stacks. The model also  includes  first order chemical  reactions  for SO2 and NOx emissions  to estimate  the  secondary  contributions  in  the  form of  sulfates and nitrates, added  to  the total  PM2.5  concentrations.  The model  has  flexible  temporal  and  spatial  resolution  and  can  run  for periods ranging from one month to a year and from regional to urban scales.   Input meteorological data  for Delhi  analysis  (3D wind,  temperature,  and pressure,  as well  as  surface heat  flux  and  precipitation  fields)  is  derived  from  the  National  Center  for  Environmental  Prediction (NCEP) global reanalysis (Kalnay et al. 1996),  interpolated on the model grid. The summer time mixing heights are estimated to be as high as 2,500 meters during the daytime compared to the  lows of  less than 100 meters in the winter months (Guttikunda and Gurjar, 2011). 

Fig.19 Mixing layer height in 2008 over NCR Delhi, estimated from NCEP Reanalysis data (thick line indicates a 15 day moving average)

    

Mixing Height (meters)

0

500

1000

1500

2000

2500

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Page 17: SIM-air Working Paper Series

Emissions Inventory Analysis for Delhi

- 15 -

Fig. 20: Wind speed and wind direction for the Delhi domain @ 6 hour interval, estimated from NCEP reanalysis data for year 2008

 We  present  below  the  modeled  annual  average  concentrations  for  PM2.5  and  PM10.  We  ran  the dispersion model by  sector  and  then  aggregated  the  total  PM2.5  and  PM10  bins.  These  totals  include primary PM and contributions  from chemical  transformation of SO2 and NOx emissions  in  the  form of sulfates and nitrates (Guttikunda et al., 2001; Holloway et al., 2002) and do not  include any effects of long‐range transport from the regions outside modeling domain. 

0

45

90

135

180

225

270

315

0% 2% 4% 6% 8%

<=1

>1 - 2

>2 - 3

>3 - 4

>4 - 5

>5

January

0

45

90

135

180

225

270

315

0% 4% 8% 12% 16%

<=1

>1 - 2

>2 - 3

>3 - 4

>4 - 5

>5

February

0

45

90

135

180

225

270

315

0% 4% 8% 12% 16%

<=1

>1 - 2

>2 - 3

>3 - 4

>4 - 5>5

March

0

45

90

135

180

225

270

315

0% 4% 8% 12% 16%

<=1

>1 - 2

>2 - 3

>3 - 4

>4 - 5

>5

April

0

45

90

135

180

225

270

315

0% 4% 8% 12% 16%

<=1

>1 - 2

>2 - 3

>3 - 4

>4 - 5

>5

May

0

45

90

135

180

225

270

315

0% 5% 10% 15% 20% 25%

<=1

>1 - 2

>2 - 3

>3 - 4

>4 - 5

>5

June

0

45

90

135

180

225

270

315

0% 5% 10% 15% 20% 25%

<=1

>1 - 2

>2 - 3

>3 - 4

>4 - 5

>5

July

0

45

90

135

180

225

270

315

0% 4% 8% 12% 16% 20%

<=1

>1 - 2

>2 - 3

>3 - 4

>4 - 5

>5

August0

45

90

135

180

225

270

315

0% 4% 8% 12% 16%

<=1

>1 - 2

>2 - 3

>3 - 4

>4 - 5

>5

September

0

45

90

135

180

225

270

315

0% 4% 8% 12% 16%

<=1

>1 - 2

>2 - 3

>3 - 4

>4 - 5

>5

October

0

45

90

135

180

225

270

315

0% 2% 4% 6% 8% 10%

<=1

>1 - 2

>2 - 3

>3 - 4

>4 - 5

>5

November

0

45

90

135

180

225

270

315

0% 2% 4% 6% 8% 10%

<=1

>1 - 2

>2 - 3

>3 - 4

>4 - 5

>5

December

Page 18: SIM-air Working Paper Series

SIM‐air Working Paper Series 38.2012 

- 16 -

 

Fig.21 Modeled annual average (a) PM10 and (b) PM2.5 concentrations over the NCR of Delhi

 For most  of  NCR  the  estimated  concentrations  exceeded  the  national  ambient  standards  for  yearly 

averages,  60  g/m3  for  PM10  and  40  g/m3  for  PM2.5.  The  resulting  modeled  annual  average 

concentration for the main Delhi district  (the area  inside outer ring road)  is ~120 g/m3 for PM2.5 and 

~160 g/m3 for PM10. For the regional boxes designated in Figure 3, the estimated annual average PM2.5 

concentrations are ‐ 131 g/m3 for SDEL, 88 g/m3 for GURG, 50 g/m3 for GNOD, 89 g/m3 for FARD, 

102 g/m3 for WDEL, 46 g/m3 around the brick kiln clusters in the Northeast (NEBK).   

Comparison with Monitoring Data  We also compare the modeled concentrations against monitoring data from six continuous monitoring stations  (presented  below).  The monitoring  data  analyzed  in  this  paper  is  from  the  continuous  air monitoring stations operated by CPCB and the Delhi Pollution Control Committee. This data  is from (1) Delhi  College  of  Engineering  (DCE,  university  campus)  (2)  Netaji  Subhas  Institute  of  Technology  in Dwarka  (NSIT,  university  campus)  (3)  Income  Tax  Office  (ITO,  traffic  junction)  (4)  Shadipur  (mixed residential,  industrial,  and  traffic)  (5)  Institute  of  Human  Behaviour &  Allied  Sciences  (IHBAS, mixed residential and  traffic)  (6) Mandir Marg  (mixed  traffic and  industrial)  (7) RK Puram  (mixed  traffic and residential)  and  is  available  in  the  public  domain.  These  stations measure  SO2, NOx,  and  CO,  not  all stations measure both PM2.5 and PM10. Ozone and PM2.5 were added to the list of criteria pollutants in November, 2009.   The uncertainties in measured and in modeled data are not undermined and these results are presented to ensure  that  the emission estimates and  the dispersion model schematics are  representative of  the geographical and meteorological conditions prevalent  in the region. All the stations measure only one fraction of PM (either PM2.5 or PM10) and the data collection efficiencies are lower than 40% in a year. So, the measurements  are  an  average  of  all  the  data  available  during  the  period  of  2009  to  2011.  The stations at Mandir Marg (MM) and RK Puram (RK) both measuring PM2.5 are new and operational since April, 2011; while the station at the income tax office (ITO) is operational since 2006. However, for PM10, stations  at  IHBAS,  Shadipur  (SHAD),  and  in  Dwarka  (NSIT)  are  operational  since  2009.  The  annual 

average measured concentrations ranged 130 ± 92 g/m3 for PM2.5 at  ITO; 89 ± 50 g/m3 for PM2.5 at 

Page 19: SIM-air Working Paper Series

Emissions 

MM; 91 ±

and 205 ±

Fig.22 Comont

The graphof the daithe  monimeasuremthe modeobserved behaviorsunfavorabbetween emissionsinto grids,

Inventory Ana

± 51 g/m3 fo

± 171 g/m3 f

omparison of thly average

h, also presenily averages oitoring  statioments are moeled concentrat  the  diffe

s, with maximble dispersionthe measures  inventory es, and (c) unce

lysis for Delhi

or PM2.5 at RK

for PM10 at SH

PM10 and PMconcentratio

nts the variatover each moon  for  the  mostly represenrations are inrent  sites  arema  in  the  coln conditions ed and  the mstimation (b)ertainty in the

K; 162 ± 97 gHAD.  

M2.5 measuremons over a 3km

tions in the month for the mmodeled  resntative of theherently gride  reasonablyld  season  as during these 

modeled num uncertainty e dispersion m

- 17 -

g/m3 for PM1

ments from sm x 3km area

measured andmeasurementults.  It  is  ine monitoring l averages. Fry  captured,  aa  combined months (Gutbers  can be in the spatiamodeling resu

10 NSIT; 240 ±

six stations ina covering th

d the modelets and the van  fact  to  belocation and rom the compas well  the mresult of  thettikunda andexplained  fual disaggregatults. 

± 155 g/m3 f

n Delhi with te monitoring

d concentratriation over 9e  considered the surroundparison it seemain  featurese  increased ed Gurjar, 2011rther by  (a) tion of the em

for PM10 at IH

the modeled g station

tions: the var9 cells surrou  that  the  stding sources; ems that the s  in  their moemissions  an1). The differuncertainty  imissions  inve

HBAS; 

riation nding tation while levels onthly nd  the ences in  the entory 

Page 20: SIM-air Working Paper Series

 

Source‐ Due to prthe sourcemissionsshows theinformatio3x3 grid cimpact fa 

Fig.23becabric

winter

Area  andexhaust (uopen washeight anwith  a  poclusters pkilns. The proportio  

‐Receptor R

revalent metee contributios at  the samee sector conton is presentcells, centeredctor (HEI, 201

3: Contributioause of emissck kilns (BK), r burning), ro

  diffused  soup to 50%) anste burning. Wd  intensity oopulation  denpresented  in monitoring sn of vehicle e

Relationsh

eorological coons to ambiene  location. Astributions to ed for six mod on the locat10), percent s

ons to total Psions from podiesel generad dust (RD),

(

urces  contribnd followed bWhile the briof emissions, nsity  of  ~10,0Figure 1 andstations are oexhaust. 

 

hips by Reg

onditions detnt concentrats presented  ithe modeledonitoring statition of the stshares for onl

PM2.5 and PMower plants (ator sets (DG, vehicle exha(b) around th

bute  the moby road dust, ck kilns are  lthe effects a000  people  pd yet experienoften located 

- 18 -

gion 

termining theions are not in Table 3 w ambient conions used fortation. For coy PM2.5 conce

M10 concentraPP), construc

G), waste burnaust (VEH) fo

he monitoring

ost  to  the  PMdiesel generalimited to cerare  felt  fartheper  km2,  is  ances 10% of closer to the 

SIM

e role of eminecessarily thith  total emincentrations r comparisonsnvenience anentrations are

tions over section activitiening (WB), do

or (a) six selecg stations

M2.5  concentator sets, andrtain pocketser  from  theirapproximatelyfine PM2.5 potraffic junctio

M‐air Working P

ssions from she same as thssions by  regover the sams, using the mnd because ofe presented h

elect regions es (CON), induomestic (DOMct residential

rations,  domd domestic ems of the city, r  locations. Fy  30km  awayollution origions and thus 

Paper Series 38

surrounding ahose estimategion, Figure bme regions. Smodeled dataf the higher hhere. 

in Delhi, Indiustries (IND),M, including and industri

minated  by  vemissions, incldue to their or example, y  from  any  onating  from capturing a h

8.2012 

areas, ed for below imilar a from health 

a ,

als

ehicle uding stack SDEL, of  the these higher 

Page 21: SIM-air Working Paper Series

Emissions 

Implica For  the  n133,900 tVOCs; andsectors. Tthe deter From thisof the dayfrom the emissionsmaintenatraffic ma Our studyquality  antanneriesMoreoverthe 6 millwith the gtechnologenforcem The  passconsumptexposed  t(Apte  et transportspecial buareas,  suc2010 CWG(UNEP, 20transport and an ex

Inventory Ana

tions to Ai

national  capitons of PM10, d further spaThe monitoriniorating PM p

 study (and py – pollution city and natios and pollutionce. This appanagement, w

y highlights thnd  better  pu, brick kilns, sr,  it  is easier lion vehicles growing popugies that reduent of an insp

enger  and  ction, emissioto  the vehicleal.,  2011).  A. After only aus corridors focceeded as aG  in Delhi we009), but servsector got a 

xtension of th

Fig.24 Sp

lysis for Delhi

ir Pollution

tal  region,  th37,000 tons otially segregang data frompollution leve

previously puis an externaonal authoriton, implemenplies to all secwaste manage

he  low hangiublic  health. smelters, andto  inspect anplying on theulation and cuce the emisspection and m

commercial  vns, and harme exhaust anA  number  ofa 6 km pilot for the CWG ca good pilot  fere not as strved as an exaboost from de metro lines

pecial lanes d

 

n Control i

he  total  emisof SO2, 492,25ated  into 80x the stationsls in the regio

blished studility (a public ies – such as tation of necctors ‐ industrement, road m

ng fruit  in teThe  urban  c

d metalworkinnd maintain 1e roads. Whiity size, a mosion rates at tmaintenance 

vehicles  are mful exposurend  the  road df  interventionor bus rapid covering 80 kfor  future BRringent as thoample for pubdoubling of fles.  

uring the 201

- 19 -

in Delhi

ssions  for  2050 tons of NOx80 grids at 0 and the dispon, from a mi

es), we knowbad) that cansetting emisscessary intervry, public tranmaintenance,

erms of policyclusters  of  sng shops acco1,000 brick kle relocation ore promisingthe brick kilnprogram. 

responsible e.  In dense  tdust pollutionns  are  in  platransport (BRm between vRT applicationose observedblic awareneseet, along wit

10 Commonw

10  are  estimOx, 1.52 millio0.01° resolutiopersion modeix of sources. 

w the areas thnnot be addresion and ambventions and nsport, perso, and domest

y changes thsmall‐scale  mount for a largkilns or 6,000of  industries

g approach ws and the ind

for  an  increraffic  zones on, sometimesace  or  beingRT) corridor ivenues, Gamen.  The  intervd  in Beijing duss on air qualth the introd

wealth Games

mated  as  69,0on tons CO, anon for each oeling results   

hat need actiessed withoubient standarenforcementnal transportic.  

at can be mamanufacturersge portion of other  industs proved benwould be to industrial boiler

easing  portioof Delhi,  largs double  the g  promoted  fin 2008, the ies village, andventions  introuring the 200ity issues in tuction of air 

s and BRT in

050  tons  of nd 332,700 toof the contribfurther emph

on, but at thut concerted ads, monitorint of inspectiot, freight tran

ade to  impros,  such  as  lef pollution in tries, comparneficial  in thentroduce emers, followed b

on  of  the  ege populationambient polfor  the  passimplementatd major residoduced durin08 Olympic Gthe city. The pconditioned 

2008

PM2.5, ons of buting hasize 

e end action ng the n and sport, 

ve air eather Delhi. red to  past, erging by the 

energy ns are lution enger ion of ential ng  the Games public buses 

Page 22: SIM-air Working Paper Series

The para‐from  the heavy  duemission raw  and emissionsdebris and  Another mconstructas  it  depconstructlike  wet vegetatioroad  worpavementdepartmehas finish A  sourcemanagemknowledgcollectionhas been conditionmanagemof peoplereduce th The electrdiesel genup  new  penergy, an It is oftenthat can bof sourcean operat(CWG),  nsystems walert noticontrol ai In an effopresentedinconsistecorrected 

‐transit sectorexpansion  oty  trucks  areloads and expfinished  pros, and this pod sand, which

major source ion activities.pends  on  theion sites, andsweeping 

n  in dry areark  that  oftents  that  are ent  (telephoned their work

  which  neement  and  gage  of  best  prn and managein adapting s.  In  Delh

ment is highly e, which meane garbage bu

ricity demandnerator sets apower  plantsnd environme

n observed thbe made by b and receptotional air quaow maintainwhile advantaces, also pror pollution. 

rt to continud  in  this  paencies  in  the  or suppleme

r, 3‐wheelersof metro  by  le  banned  froposure levelsoducts,  constollution tend h is often carr

of pollution i. This source,e  vehicle  mod meteorologof  street 

as, paving roan  time  resuleft  as  is  aftne,  sewer,  elk. 

ds  further  aarbage  burnractices  to  imement exists. these practichi  and  othlabor intensins we need aurning emissio

d in the domeand related ems  in  the  regioent ministries

at emission ibuilding monitor modeling slity forecastined,  updated,ageous for mevided better 

ously improvper  will  be procedures,

ented with ad

s and taxis halinking  the  feom  entering s during the druction  debrto  linger everied without a

n most Indian a large part ovement  on ical conditionroads,  promads and complts  in  ditcheter  the  conclectricity,  and

attention  is ning.  Considmprove  the The basic pr

ces to specificher  cities, ive, and proma consolidatedons. 

estic, commemissions. Thison  and  requis.   

nventories artoring capacitudies. The eng system for,  and  validatega events likunderstandi

e the quality made  availa  such  as  emdditional data

- 20 -

ve also benefeeding  lanes the  city  limitday time. Howris,  sand,  anden after the tany covers, te

n cities is roaof the coarsethe  roads,

ns. However, moting pleting es  and cerned d  gas) 

waste erable waste oblem c  local waste 

mises basic emd effort betw

rcial, and inds is a sector wires  a  consen

re never comty, continuedemissions  invr NCR, launched  by  CPCB ke CWG, whicng of  the  inf

of the data, table  via  the ission  factors as they beco

 

SIM

fitted from thto  the  residts  between wever, the ded  bricks,  hastrucks have send to add to

d dust (CPCB,e PM10 pollutiroad  types, this source c

mployment oween the com

dustrial sectorwhich cannot nted  dialogu

mplete and red identificatioventory presehed before th(Guttikunda 

ch benefited ffluencing sou

the emission internet  as s  and  spatialome available

Fig.25

M‐air Working P

he expansiondential  points6AM  and  9Pensity of thess  increased, stopped opero the silt load

B, 2010), incluion, is often dsilt  loading 

can be manag

opportunities mmunities and

rs is fueling tbe addressede  between  p

quire refinemon of pollutioented  in this he 2010 Commet  al.,  2011from 48‐hoururces  for  long

inventory anan  Excel  fill weights  fore. 

5: Sweeping o

Paper Series 38

 of their fleets.  The  commPM,  to  reduce vehicles caresulting  in rating at 6AMing on these 

uding that frodifficult to quon  roads  a

ged with mea

for large numd manageme

he need for id by simply sepower,  petro

ments and upn sources, anpaper  is  in‐umonwealth G).  These modr short term hg  term planni

nd activity datle.  The  remar  gridding, m

on roads

8.2012 

ts and mercial ce  the rrying more 

M. The roads.    

m the antify nd  at asures 

mbers ent, to 

n‐situ etting leum, 

pdates nd use se for Games deling health ing  to 

tasets aining ay  be