Title of article :
Prediction of the Effects of Combustion–Generated Pollutant on Human Health: Mathematical Models and Numerical Solutions
Author/Authors :
Sobamowo, M. G Department of Mechanical Engineering - University of Lagos - Akoka - Lagos, Nigeria
Abstract :
The rapid increase in technological innovations and utilizations have adversely affected the environment and consequently continued to constitute a threat to the future survival of human. To counter these assaults and the threats of further degradation of the environment and human health, the basic recommended approach for predicting the impact of the pollution and for the determination of the risk assessment strategies is through the use of mathematical models. Therefore, this work presents mathematical models for the prediction of the effects of combustion generated pollutants, such as Carbon-monoxide (CO) on human health. The developed coupled system of nonlinear partial differential equation for the ambient concentration of carbon mono-oxide in which the human subject was exposed to and the concentration of Carboxyhemoglobin (COHb) in the blood is solved numerically using Alternating-Direct Implicit (ADI) scheme. From the computations, the variables of the models show significant results in their variations and the standard error of the predicted results from the model range in between 0.5-0.85 for the different concentrations of ambient carbon monoxide. This established that the computed results show good agreement with available experimental data. Therefore, the model can be used as a means of controlling the effects of the pollutant on human health and the results will serve as a way of evaluating our technological injuries, effectively controlling our pollutants emissions and also as a tool for designing and developing better equipments and engines with lower carbon or pollutants emissions.
Farsi abstract :
امروزه اختراعات با نگاه فناورانه و به كار گيري آنها در جهت مخالف مصالح محيطزيستي و به تبع آن ادامه تهديد براي بقاي انسان هاي آينده، سريعا در حال
رشد است. براي مقابله با چنين تهديداتي و پيشگيري از تغييرات نامطلوب در سلامت محيط زيست و انسان، راه اساسي، پيش بيني اثر آلودگي است و براي
تعيين استراتژي ارزيابي ريسك استفاده از مدلهاي رياضي پيشنهاد مي شود. بنابراين، پژوهش حاضر مدل هاي رياضياتي را براي پيشبيني اثرات احتراق آلاينده هاي توليدي نظير مونوكسيد كربن (CO) بر سلامت انسان به كار گرفته است. از سيستم ادغامي ارتقاء يافته اي از معادله ديفرانسيلي غيرخطي جزئي براي تعيين غلظت مونوكسيد كربن محيط كه فرد مورد آزمايش در معرض آن قرار داشت استفاده گرديد و غلظت كربوكسي هموگلوبين(COHb) محلول در خون به صورت عددي با استفاده ازADI) Alternating-Direct Implicit) بدست آمد. بنابر محاسبات، متغيرها نتايج قابل توجهي در گستره تغييرات خود نشان داده اند و خطاي استاندارد از نتايج پيشبيني شده از بازه مدل بين 85 / 0 - 5 / 0 براي غلظت هاي متفاوتي از مونوكسيد كربن محيط مشاهده شد. اين نتيجه بيانگر اين مطلب است كه نتايج حاصله با داده هاي تجربي موجود از همبستگي خوبي برخوردارند. بنابراين، اين مدل ميتواند به عنوان ابزاري براي كنترل اثرات آلاينده بر
سلامت انسان بكار گرفته شده و از نتايج آن به عنوان ابزاري براي ارزيابي آسيب هاي مرتبط با تكنولوژي خود، كنترل موثر انتشار آلاينده ها و نيز براي طراحي
و ارتقاء بهتر تجهيزات و موتورها با انتشار كمتر گاز مونوكسيد كربن و ديگر آلايندهها استفاده نمود.
Keywords :
Combustion , Carbon-monoxide , Carboxyhemoglobin , Human Health-Effects , Numerical solution
Journal title :
Astroparticle Physics