Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Forskere afslører nyt hyper-lokalt luftforureningskort

Denne figur viser kortlægning af forurening i høj opløsning efter gentagen kørsel i det vestlige Oakland og downtown Oakland. Kredit:American Chemical Society

Ingeniørforskere ved University of Texas i Austin har udviklet det mest detaljerede og omfattende lokale kort over luftforurening, der nogensinde er produceret i et byområde, ved hjælp af specielt udstyrede Google Street View-biler til at måle luftkvaliteten blok for blok. Denne nye hyper-lokale mobile tilgang til måling af luftkvalitet, som afslører, at luftforurening kan variere dramatisk, selv inden for en enkelt byblok, kunne løse store luftkvalitetsovervågninger på verdensplan.

Forskerteamet blev ledet af Cockrell School of Engineering assisterende professor Joshua Apte i partnerskab med Environmental Defense Fund (EDF), Google og Aclima, en udbyder af miljøsensorer i Californien. Ved at integrere Aclimas sensorsystem i Google Street View -biler, holdet kortlagde luftforurening i 78 kvadratkilometer i Oakland, Californien, over et helt år, indsamling af et af de største datasæt for luftforurening, der nogensinde er målt på enkeltgader. Denne nye teknik kortlægger byforurening ved 100, 000 gange større rumlig opløsning end det er muligt med traditionelle regeringsluftkvalitetsmonitorer. Deres tilgang og resultater blev offentliggjort i denne uge i tidsskriftet Miljøvidenskab og teknologi . Undersøgelsen omfattede medforfattere fra University of Washington, University of British Columbia, Utrecht Universitet, Lawrence Berkeley National Laboratory, Aclima og EDF.

Teamet mener, at deres hyper-lokale mobile målesystem kunne implementeres i mange byer over hele verden, levere detaljerede oplysninger om luftkvalitet til borgerne, familier, lokale regeringer og forskere. Den nye teknik kan løse store huller i overvågning af luftkvaliteten på verdensplan og har potentiale til at ændre måden, hvorpå luftforurening overvåges i byområder samt belyse sundhedsmæssige virkninger for byboere.

Luftforurening er en stor global risikofaktor for sygdom og død, og den luftforurening, som mennesker trækker vejret, kan være, til tider, langt værre end hvad officielle luftkvalitetsmonitorer rapporterer. De fleste store byområder har kun en luftkvalitetsmonitor for hver 100 til 200 kvadratkilometer. Sammenlignet med, UT Austin -teamets mobile tilgang kortlægger luftforurening hver 100 fod, eller på cirka fire til fem steder langs en enkelt byblok.

"Luftforurening varierer meget fint i rummet, og vi kan ikke fange den variation med andre eksisterende måleteknikker, "Apte sagde." Ved hjælp af vores tilgang og analyseteknikker, vi kan nu visualisere luftforurening med utrolige detaljer. Denne form for information kan transformere vores forståelse af luftforureningens kilder og virkninger. "

Mange steder, holdets Google -biler målte luftforureningsniveauer, der var flere gange højere end på Oaklands officielle skærme. I deres analyse, forskerne identificerede også mange tilbagevendende hotspots, hvor forurening på en enkelt blok konsekvent var meget højere end andre steder i et kvarter. Disse forurening hotspots omfattede havnen, travle kryds, restauranter, lagre, industrianlæg og bilforhandlere.

"Det, der overraskede os, er, at der konsekvent er steder, der kan være op til seks gange mere forurenede i den ene ende af blokken end i den anden, "sagde Kyle Messier, en postdoktor ved UT Austin og medforfatter af undersøgelsen. "Blandt andet, dette viser, at folk får uforholdsmæssige udsættelser for usund luft nogle steder. "

Forskere identificerede høje koncentrationer af forurening, kaldes 'hot spots, ', der blev fremhævet på kortet og billederne. Nogle hotspots inkluderede lagre, kryds i høj trafik, bilforhandlere og gennemkøringsrestauranter. Kredit:American Chemical Society

Dette projekt er den sidste fase af et partnerskab mellem EDF og Google, som har arbejdet sammen siden 2012 for at kortlægge og måle en voksende liste over sundheds- og miljømæssige risici, herunder skjulte lækager fra lokale naturgassystemer.

"Luftforurening er stort set en usynlig trussel, en, der udgør særligt uforholdsmæssige risici i områder med lavere indkomst som West Oakland. Denne nye metode giver os mulighed for at visualisere dataene, så lokalsamfund og beslutningstagere kan identificere kilderne til skadelig forurening og tage skridt til at forbedre sikkerhed og sundhed, "sagde Steven Hamburg, EDFs hovedforsker.

Undersøgelsens tilgang var designet til at være omkostningseffektiv og let replikeret. For eksempel, forskningspartner Aclima designet forureningsfølende systemer, der gjorde det ligetil at indsamle luftforureningsdata af høj kvalitet om køretøjer i bevægelse dag efter dag. Kører mere end 14, 000 miles, Google -bilerne indsamlede 3 millioner målinger af nitrogenoxid, nitrogendioxid og sorte kulstofforurenende stoffer i Oakland, genererer det største datasæt af luftkvalitet af sin slags.

Som undersøgelsens hovedforskere, UT Austins bidrag omfattede:

  • Designe dataindsamlingsmetoden og dirigere, hvor bilerne kørte på daglig basis.
  • Udvikling af dataanalysealgoritmer til at producere blok-for-blok-kort over luftforurening på gadeniveau fra målinger foretaget ved at passere Street View-biler.
  • Identificering af nabolagets hotspots for luftforurening.
  • Bestemmelse af, hvordan denne tilgang effektivt kan skaleres op til andre byområder.

I fremtiden, Apte håber at tage denne mobile luftkvalitetsovervågningstilgang til andre større byer for at hjælpe med at formulere et hyper-lokalt kort over luftforurening i USA, der kan hjælpe folk med at træffe mere velinformerede beslutninger.

"Du kan bruge disse oplysninger, når du vælger en skole til dine børn. Er der en skole med en legeplads, der måske har bedre luftkvalitet, fordi dit barn har astma?" Sagde Apte. "Disse hyperlokale oplysninger om konsekvent luftkvalitet kan virkelig være nyttige for mennesker, især dem, der er sårbare på grund af alder eller sundhedstilstand. "


Varme artikler