Forskere ændrer luftkvalitetsmodeller for at afspejle den forurenede virkelighed i Latinamerika

Beregningsmodeller for luftkvalitet har længe været brugt til at kaste lys over indsatsen for forureningskontrol i USA og Europa, men værktøjerne har ikke fundet udbredt anvendelse i Latinamerika. Nyt arbejde fra North Carolina State University og Universidad de La Salle demonstrerer, hvordan disse modeller kan tilpasses til at give praktisk indsigt i luftkvalitetsudfordringer i Amerika uden for USA.

Beregningsmæssige luftkvalitetsmodeller kan bruges på flere måder. For eksempel, de kan bruges til at bestemme, hvilke kilder der er ansvarlige for hvilken del af luftforureningen. De kan også hjælpe myndighederne med at forudsige, hvordan luftforureningen kan ændre sig, hvis forskellige forureningskontrolmetoder bliver vedtaget.

"Historisk set, det har været meget udfordrende at anvende disse modelleringsværktøjer i Latinamerika, så det er sjældent blevet gjort, " siger Fernando Garcia Menendez, tilsvarende forfatter til et papir om arbejdet og en adjunkt i miljøteknik ved NC State. "Dette er vigtigt, fordi regionen har mange områder, der har at gøre med betydelig luftforurening, og disse modelleringsværktøjer kan hjælpe regeringer med at identificere de mest omkostningseffektive måder at opnå luftkvalitetsforbedringer på."

En udfordring ved at bruge beregningsmæssige luftkvalitetsmodeller i Latinamerika er, at de relevante modelleringsrammer i vid udstrækning blev udviklet i sammenhæng med USA og Europa. Det betyder, at nogle af de antagelser, som modelbyggere tog for givet, da de udviklede værktøjerne, ikke altid gælder i latinamerikanske byer. Desuden, beregningsressourcer og uddannede miljømodelbyggere er stadig knappe i regionen.

For eksempel, der er ofte betydeligt færre luftemissionsdata tilgængelige. Ud over, der er nogle bidragydere til luftforurening, der er almindelige i latinamerikanske metroområder, men det adskiller sig fra det, vi ser i USA - mere uasfalterede veje, en ældre fragtflåde, et stort antal motorcykler, uformelle økonomier, og så videre.

Med det i tankerne, Garcia Menendez udviklede et forskningsprojekt med samarbejdspartnere ved Universidad de La Salle, i Bogotá, Colombia. Specifikt, forskerholdet finjusterede en modelleringsramme for at afspejle luftforureningsdynamikken i Bogotá og undersøge byens luftkvalitetsproblemer. Samarbejdspartnerne ved Universidad de La Salle indsamlede også luftforureningsdata, der gjorde det muligt for holdet at vurdere nøjagtigheden af ​​dets modelleringsresultater.

"Vores papir beskriver de teknikker, vi har brugt til at udføre beregningsmodellering af luftkvalitetsproblemer i en stor latinamerikansk by, " siger James East, førsteforfatter af papiret og en ph.d. studerende ved NC State. "Dette viser ikke kun, at det kan lade sig gøre, men giver en tilgang, som andre kan bruge til at give indsigt i luftforurening i andre dele af regionen, der oplever lignende problemer."

Mens papiret fokuserer på en luftkvalitetsmodel for fine partikler (PM2.5), forskerne siger, at modellen kunne bruges til at se på andre luftforurenende stoffer. Eksponering for PM2.5 er forbundet med en lang række sundhedsproblemer, herunder hjerte- og lungesygdomme.

I deres proof-of-concept demonstration, forskerne fandt, at de største lokale kilder til PM2.5 i Bogotá var støv fra ikke-asfalterede veje og emissioner fra tunge køretøjer. Imidlertid, når modellen blev brugt til at fremskrive fremtidig luftkvalitet, undersøgelsen fandt også, at mens asfaltering af veje ville mindske luftforureningen i nogle dele af byen, Forskellige emissionskilder ville stadig føre til øget luftforurening i andre dele af byen – medmindre andre emissionskontrolforanstaltninger også blev implementeret.

Kort sagt, modellen gav praktisk indsigt i mulige løsninger for et komplekst storbyområde med 10 millioner mennesker.

"Disse resultater er af interesse for miljømyndigheder, fra lokalt til nationalt niveau, som forfølger måder til effektivt at håndtere luftforurening i Bogotá og andre colombianske byer, " siger Jorge Pachon, en medforfatter til papiret og en lektor ved Universidad de La Salle.