Gennemsnitlige 10-min PM 2,5 niveauer for hvert 48-timers scenarie på Salt Lake County skoler under en rengøring, moderat vinter vedvarende luftpool (PCAP, inversion) og større PCAP-begivenhed. Jo større den blå prik, jo højere koncentration af PM 2,5-partikler. I alle tre scenarier, de laveste PM 2,5 -koncentrationer var på den sydlige og østlige side af undersøgelsesområdet langs bænken, hvor højden stiger fra dalbunden. Kredit:Mullen et. al. Enviro Res (2020)
Salt Lake County, Utahs luftforurening varierer over året, og til tider er det værst i USA. Geografien fanger vinterinversioner og sommersmog i hele Salt Lake Valley, men undertjente kvarterer – og deres skoler – oplever de højeste koncentrationer. Tidligere forskning har vist forureningsforskelle ved hjælp af årlige gennemsnit af PM 2,5-niveauer, de små åndbare partikler, der kan beskadige lungerne kun få timer efter eksponering. Børn er særligt udsatte og oplever mere end blot sundhedseffekter; udsættelse for PM 2.5 påvirker skolegang og akademisk succes.
En ny undersøgelse brugte et community-universitet-partnerskab af næsten 200 PM 2.5-sensorer gennem University of Utahs luftkvalitets- og U-netværk (AQ&U). U-forskere udforskede sociale uligheder i luftforurening mere detaljeret end nogensinde før, og deres resultater afslører vedvarende sociale uligheder i Salt Lake County. Avisen blev lagt online forud for offentliggørelse i tidsskriftet Miljøundersøgelser .
Forskerne analyserede PM 2.5 -niveauer på 174 offentlige skoler i Salt Lake County, Utah under tre forskellige scenarier:relativt rent, moderat inversion og større inversion dage. Skoler med overvejende minoritetselever blev uforholdsmæssigt udsat for dårligere luftkvalitet under alle scenarier. Charterskoler og skoler, der betjener elever fra lavindkomsthusholdninger, var uforholdsmæssigt udsatte, når PM 2,5 var relativt god eller moderat. Resultaterne taler om behovet for politikker, der beskytter børn i skolealderen mod miljøskader.
"Vedholdenheden af disse uretfærdigheder - fra de ret rene, men sundhedsskadelige niveauer helt op til de forfærdelige luftdage - på skoler, der betjener børn med race/etniske minoriteter, er uacceptabelt, sagde Sara Grineski, U professor i sociologi og miljøstudier og seniorforfatter af papiret.
Forfatterne forventede sociale forskelle på dårlige luftdage, men var overraskede over, at de fortsatte på dage med ren luft, hvor PM 2,5-niveauerne stadig er højere end anbefalet af U.S. Environmental Protection Agency.
"Det, der gør dette projekt så nyt, er fællesskab-U-partnerskabet, der gav os adgang til dette større netværk af sensorer og hjalp med at levere den detaljerede undersøgelse. Hvis vi havde stolet på Utah Department of Air Quality, vi ville kun have haft to skærme og ville have savnet den nuancerede variabilitet, "sagde Casey Mullen, en ph.d.-studerende ved U og hovedforfatter på undersøgelsen.
Placeringen af de 174 folkeskoler, der er inkluderet i undersøgelsen, og PM 2.5-sensorerne. Kredit:Mullen et. al. Enviro Res (2020)
Et øjebliksbillede med højere opløsning
De værste PM2,5-episoder opstår om vinteren, når kold luft sætter sig i Salt Lake Valley og højtryksvejrsystemer fungerer som et låg, der forsegler partikler fra køretøjets udstødning, træfyrede brande og emission fra industrielle faciliteter. Lokalbefolkningen omtaler disse perioder som inversioner, som kan vare fra et par dage til et par uger. De laveste højder oplever høje koncentrationer af PM 2,5 i længst tid, påvirker boligsamfundene uforholdsmæssigt. Undersøgelsen sammenlignede PM 2.5-niveauerne på 174 offentlige skoler i intervaller på 10 minutter over 2-dages perioder under hver af tre begivenheder:en større vinterinversion (dårlig luftkvalitet), en moderat vinterinversion (moderat luftkvalitet) og en relativt ren, efterårsdag (god luftkvalitet). Det omfattende AQ&U-netværk, der består af 190 PM 2.5-sensorer, er ekstremt følsomt - hver sensor indsamler PM 2.5-koncentrationer hvert sekund, uploader derefter de 60 sekunder til en database, som offentligheden kan få adgang til via U's AQ&U-websted:aqandu.org.
Forskerne nedbrød 174 offentlige skoler i Salt Lake County med hensyn til race/etnicitet, økonomisk status, og studerendes alder. De skelnede også mellem skoletype; Titel I-status (skoler, der betjener de fleste lavindkomsthusstande), charterskoletype, og alternativ eller specialundervisningsskoletype. Den gennemsnitlige elevmasse var 31% spansktalende, 15 % ikke-spansktalende minoritet, og 54 % hvide og omkring 45 % af skolerne var berettiget til titel I. Godt halvdelen af skolerne var folkeskoler, omkring 16 % var charterskoler, og omkring 5 % var alternative skoler eller specialskoler.
Under dage med relativt ren luft, race/etniske minoritetsstuderende var uforholdsmæssigt udsat for høje koncentrationer. På skoleniveau, en stigning på 21 % i andelen af spansktalende studerende var forbundet med en stigning på 12 % i koncentrationen af PM 2,5. Charterskoler blev udsat for 20 % højere koncentrationer af PM 2,5 end ikke-charterskoler. I løbet af en dag med moderat luftkvalitet, charter, Titel I skoler, og skoler med større andel af minoritetselever blev udsat for højere koncentrationer af PM 2,5. Under dage med dårlig luftkvalitet, eksponeringskoncentrationerne var højere for skoler med større andele af minoritetselever.
"Ingen har endnu kigget på skoletype i forhold til miljømæssig retfærdighed. Charterskoler er en ny variabel, der fascinerede os, " sagde Mullen. "Det begynder at bygge videre på en anden historie - hvorfor fandt vi disse uligheder i charter- og titel I-skoler?"
Udviklingen af PM 2,5-koncentrationer i hele Salt Lake County under en forureningshændelse (ikke inkluderet i undersøgelsen). Mørk lilla angiver lave PM 2,5 partikelkoncentrationer, blå indikerer højere PM 2,5-koncentrationer. Den vestlige side af amtet har vedvarende højere koncentrationer under alle scenarier. Kredit:luftkvalitet og U:https://aqandu.org
Ser frem til
Dette papir er et af mange samarbejder, der bruger det nyetablerede AQ&U-netværk.
"Dette er den første publikation fra et så forskelligartet tværfagligt partnerskab, der stammer fra AQ&U, selvom vi forventer, at dette er den første af mange, " sagde Kerry Kelly, adjunkt ved Institut for Kemiteknik og medforfatter til undersøgelsen. "Vi er begejstrede for igangværende partnerskaber - for at forstå effekten af forureningsmikroklimaer på astma-eksacerbationer; at forudsige sværhedsgraden af skovbrandsrøgfaner; og for at engagere studerende forskere og samfundspartnere i at forstå effekten af lydvægge på luftkvaliteten."
I fremtidige undersøgelser, forskerne håber at kunne udfylde endnu flere huller i sensorerne for at få et bedre billede af de sociale uligheder i Salt Lake County, Utah og i andre områder, især med hensyn til børn i skolealderen.
"Jeg ser forskning som denne fortsætte med at bygge en mur af beviser for, at vi skal gøre det bedre på den måde, vi regulerer forureningseksponering i USA og på verdensplan, " sagde Grineski. "Beviser oven i beviser peger på, at vi skal gøre et bedre stykke arbejde med at beskytte mennesker, især børn, fra forurening."