Application of spectral analysis to assess the impact of car traffic on nitrogen dioxide concentration

The objective of this research was the assessment of the dependence between the road traffic volume and the concentration of nitrogen dioxide at the investigated section of a road. The concentration of nitrogen dioxide has been measured on the basis of the method of differential optical absorption spectroscopy, with the application of OPSIS analyzer located above a highly loaded street accessing the city of Gliwice. The road traffic volume was adopted on the basis of the data from the road traffic monitoring system in Gliwice By means of the cross-spectrum analysis, which allows to investigate the harmonic structure of time series of concentrations and traffic volume, the road traffic volume has been identified to be the essential factor influencing local NO2 concentration values. Taking advantage of NO2 average concentration values in July 2013 during the working days between 6 am ÷ 3 pm, regression function has been determined. This function best describes the dependence between concentration and traffic volume within the given time frame. These functions feature non-linear characteristics.

---

Celem pracy była ocena zależności pomiędzy natężeniem ruchu drogowego, a stężeniem dwutlenku azotu nad jezdnią na badanym odcinku drogi. Stężenie dwutlenku azotu było mierzone z zastosowaniem różnicowej optycznej spektroskopii absorpcyjnej, przy użyciu analizatora OPSIS zainstalowanego nad silnie obciążoną drogą dojazdową do centrum Gliwic. Natężenie ruchu drogowego na tym odcinku drogi zostało ustalone na podstawie danych z systemu ciągłego monitoringu ruchu drogowego funkcjonującego w Gliwicach. Za pomocą metod analizy spektralnej szeregów czasowych, zidentyfikowano natężenie ruchu jako istotny czynnik wpływający na lokalne wartości stężenia NO2 w badanym przedziale czasowym (w godzinach 6.00 ÷ 15.00 dni roboczych lipca 2013). Na podstawie zmierzonych stężeń NO2 i stwierdzonego natężenia ruchu, znaleziono funkcję najlepiej opisująca badaną zależność. Funkcja ta posiada nieliniowy charakter.