Исследователи-инженеры из Техасского университета в Остине разработали самую подробную и обширную карту загрязнения воздуха, когда-либо созданную для городских районов, используя специально оборудованные автомобили Google Street View для измерения качества воздуха в каждом квартале. блочная основа. Этот новый гиперлокальный мобильный подход к измерению качества воздуха, который показывает, что загрязнение воздуха может сильно варьироваться даже в пределах одного городского квартала, может устранить основные пробелы в мониторинге качества воздуха во всем мире.
Исследовательскую группу возглавлял доцент инженерной школы Кокрелла Джошуа Апте в партнерстве с Фондом защиты окружающей среды (EDF), Google и Aclima, калифорнийским поставщиком датчиков окружающей среды. Интегрировав сенсорную систему Aclima в автомобили Google Street View, команда составила карту загрязнения воздуха на 78 квадратных милях в Окленде, штат Калифорния, в течение всего года, собрав один из самых больших наборов данных о загрязнении воздуха, когда-либо измеренных для отдельных городских улиц. Этот новый метод отображает загрязнение воздуха в городах с пространственным разрешением в 100 000 раз выше, чем это возможно с помощью традиционных государственных мониторов качества воздуха. Их подход и выводы были опубликованы на этой неделе в журнале Environmental Science & Technology. В исследовании участвовали соавторы из Вашингтонского университета, Университета Британской Колумбии, Утрехтского университета, Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, Aclima и EDF.
Команда считает, что их гиперлокальная мобильная система измерения может быть внедрена во многих городах по всему миру, предоставляя гражданам, семьям, местным органам власти и ученым подробную информацию о качестве воздуха. Новый метод может устранить основные пробелы в мониторинге качества воздуха во всем мире и может изменить способ мониторинга загрязнения воздуха в городских районах, а также пролить свет на воздействие на здоровье горожан.
Загрязнение воздуха является основным глобальным фактором риска болезней и смерти, а загрязнение воздуха, которым дышат люди, иногда может быть намного хуже, чем сообщают официальные мониторы качества воздуха. В большинстве крупных городских районов имеется только один монитор качества воздуха на каждые 100-200 квадратных миль. Для сравнения, мобильный подход команды UT Austin составляет карту загрязнения воздуха через каждые 100 футов или примерно в четырех-пяти местах в одном городском квартале.
«Загрязнение воздуха очень сильно меняется в пространстве, и мы не можем зафиксировать это изменение с помощью других существующих методов измерения», - сказал Апте. «Используя наш подход и методы анализа, мы теперь можем визуализировать загрязнение воздуха с невероятной детализацией. Такая информация может изменить наше понимание источников и последствий загрязнения воздуха».
Во многих местах автомобили Google команды измерили уровень загрязнения воздуха, который был в несколько раз выше, чем на официальных мониторах Окленда. В своем анализе исследователи также выявили множество повторяющихся горячих точек, где загрязнение в одном квартале постоянно было намного выше, чем где-либо еще в этом районе. Эти очаги загрязнения включали порт, оживленные перекрестки, рестораны, склады, промышленные предприятия и автосалоны.
«Что нас удивило, так это то, что постоянно есть места, которые могут быть в шесть раз более загрязненными на одном конце квартала, чем на другом», - сказал Кайл Мессье, постдокторант UT Austin и соавтор. автор исследования. «Среди прочего это демонстрирует, что в некоторых местах люди подвергаются непропорциональному воздействию нездорового воздуха».
Этот проект является последним этапом партнерства между EDF и Google, которые работают вместе с 2012 года, чтобы составить карту и измерить растущий список рисков для здоровья и окружающей среды, включая скрытые утечки из местных систем природного газа.
Загрязнение воздуха в значительной степени является невидимой угрозой, которая представляет особенно непропорциональные риски в районах с низким уровнем дохода, таких как Западный Окленд. Этот новый метод позволяет нам визуализировать данные, чтобы сообщества и политики могли выявлять источники вредного загрязнения и принимать меры для повышения безопасности и здоровья», - сказал Стивен Гамбург, главный научный сотрудник EDF.
Подход исследования был разработан, чтобы быть экономически эффективным и легко воспроизводимым. Например, исследовательский партнер Aclima разработал системы обнаружения загрязнения, которые упростили день за днем сбор высококачественных данных о загрязнении воздуха на движущихся транспортных средствах. Проехав более 14 000 миль, автомобили Google собрали 3 миллиона измерений оксида азота, диоксида азота и загрязнителей черного углерода в Окленде, создав самый большой в своем роде набор данных о качестве городского воздуха.
Вклад UT Austin в качестве главных исследователей исследования включал:
- Разработка подхода к сбору данных и указание, где автомобили проезжают ежедневно.
- Разработка алгоритмов анализа данных для создания поблочных карт загрязнения воздуха на уровне улиц на основе измерений, сделанных проезжающими автомобилями Street View.
- Выявление очагов загрязнения воздуха в районе.
- Определение того, как этот подход может быть эффективно применен к другим городским районам.
В будущем Apte надеется применить этот мобильный подход к мониторингу качества воздуха в других крупных городах, чтобы помочь сформулировать гиперлокальную карту загрязнения воздуха в Соединенных Штатах, которая поможет людям принимать более обоснованные решения.
"Вы можете использовать эту информацию при выборе школы для своих детей. Есть ли школа с детской площадкой, в которой качество воздуха может быть лучше, потому что у вашего ребенка астма?" - сказал Апте. «Эта гиперлокальная информация о постоянном качестве воздуха может быть очень полезна для людей, особенно для тех, кто уязвим из-за возраста или состояния здоровья».