Исследовательскую группу возглавил 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 нанесла на карту загрязнение воздуха на 78 квадратных милях в Окленде, штат Калифорния, в течение целого года, собрав один из самых больших наборов данных о загрязнении воздуха, когда-либо измерявшихся для отдельных городских улиц.
Этот новый метод отображает загрязнение воздуха в городах с пространственным разрешением, в 100 000 раз большим, чем это возможно с помощью традиционных государственных мониторов качества воздуха. Их подход и результаты были опубликованы на этой неделе в журнале Environmental Science. Технология. В исследовании участвовали соавторы из Вашингтонского университета, Университета Британской Колумбии, Утрехтского университета, Национальной лаборатории Лоуренса Беркли, Aclima и EDF.
Команда считает, что их гиперлокальная мобильная система измерения может быть внедрена во многих городах по всему миру, предоставляя подробную информацию о качестве воздуха гражданам, семьям, местным органам власти и ученым. Новый метод может устранить серьезные пробелы в мониторинге качества воздуха во всем мире и может изменить методы мониторинга загрязнения воздуха в городских районах, а также пролить свет на последствия для здоровья городских жителей.Загрязнение воздуха является основным глобальным фактором риска заболеваний и смерти, а загрязнение воздуха, которым дышат люди, иногда может быть намного хуже, чем то, что сообщают официальные наблюдатели за качеством воздуха. В большинстве крупных городских районов на каждые 100–200 квадратных миль приходится только один монитор качества воздуха.
Для сравнения, мобильный подход команды UT в Остине отображает загрязнение воздуха через каждые 100 футов или примерно в четырех-пяти точках вдоль одного городского квартала.«Загрязнение воздуха очень сильно варьируется в космосе, и мы не можем уловить это изменение с помощью других существующих методов измерения», — сказал Апте. «Используя наш подход и методы анализа, теперь мы можем визуализировать загрязнение воздуха с невероятной детализацией. Такая информация может изменить наше понимание источников и воздействий загрязнения воздуха».
Во многих местах автомобили команды Google измеряли уровень загрязнения воздуха, который был в несколько раз выше, чем на официальных мониторах Окленда. В своем анализе исследователи также определили множество повторяющихся горячих точек, где загрязнение в одном квартале постоянно было намного выше, чем где-либо еще в районе. Эти горячие точки загрязнения включали порт, оживленные перекрестки, рестораны, склады, промышленные предприятия и автосалоны.«Что нас удивило, так это то, что постоянно существуют места, которые могут быть в шесть раз более загрязненными на одном конце квартала, чем на другом», — сказал Кайл Мессье, научный сотрудник UT Austin и соавтор исследования. «Среди прочего, это свидетельствует о том, что люди в некоторых местах подвергаются непропорциональному воздействию вредного воздуха».
Этот проект является последним этапом партнерства между EDF и Google, которые с 2012 года работают вместе над картированием и измерением растущего списка 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 определить источники вредного загрязнения и принять меры для повышения безопасности. и здоровье ", — сказал Стивен Гамбург, главный научный сотрудник EDF.Подход исследования был разработан так, чтобы быть рентабельным и легко воспроизводимым.
Например, партнер по исследованиям 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 загрязняющих веществ сажи в Окленде, создав крупнейший в своем роде набор данных о качестве воздуха в городах.В качестве основных исследователей UT Остин внесла свой вклад в:Разработка подхода к сбору данных и ежедневное направление движения автомобилей.
Разработка алгоритмов анализа данных для создания поквартальных карт загрязнения воздуха на уровне улиц на основе измерений, сделанных проезжающими автомобилями Street View.Выявление очагов загрязнения воздуха по соседству.Определение того, как этот подход можно эффективно распространить на другие городские районы.
В будущем Apte надеется применить этот мобильный подход к мониторингу качества воздуха в других крупных городах, чтобы помочь составить гиперлокальную карту загрязнения воздуха в Соединенных Штатах, которая могла бы помочь людям принимать более обоснованные решения.«Вы можете использовать эту информацию, когда выбираете школу для своих детей.
Есть ли школа с детской площадкой, где качество воздуха может быть лучше, потому что у вашего ребенка астма?» — сказал Апте. «Эта гиперлокальная информация о постоянном качестве воздуха может быть действительно полезна для людей, особенно для тех, кто уязвим из-за возраста или состояния здоровья».