Eine Forschungsstudie des Politecnico di Milano in der Zeitschrift Chemosphäre hat die Auswirkungen landwirtschaftlicher Aktivitäten auf die räumliche Verteilung von Feinstaub (PM 2,5) in der Lombardei quantifiziert und gezeigt, dass diese mit den Auswirkungen anderer bekannter Verschmutzungsquellen wie Urbanisierung, Industrie und Verkehr vergleichbar sind.
Solche vergleichbaren Auswirkungen wurden nicht nur in ländlichen Gebieten festgestellt, sondern auch bei Betrachtung dichter besiedelter Gebiete.
Insbesondere der Beitrag der Landwirtschaft korrelierte eher mit Verschmutzungsspitzen als mit einem Grundanstieg, allerdings mit begrenzter zeitlicher Dauer. Unter den analysierten Kulturpflanzen zeigten Reisfelder nur minimale Auswirkungen, Mais- und Getreidefelder zeigten jedoch einen erheblichen Beitrag zur Umweltverschmutzung.
Diese Ergebnisse wurden mithilfe eines innovativen Rahmens und eines datengesteuerten Modells erzielt, das die Bewertung der Auswirkungen der unterschiedlichen Landnutzung auf die räumliche Verteilung der PM2,5-Konzentration umfasst und sich insbesondere für die Analyse landwirtschaftlicher Flächen mit höherer Präzision eignet im Vergleich zu bereits vorhandenen Modellen.
Zu diesem Zweck wurden sowohl Erdbeobachtungsdaten von Satelliten als auch Atmosphärenmodelle des Copernicus-Programms zur Ableitung der PM2,5-Konzentration genutzt, während Informationen zur Landnutzung aus der Open-Access-Datenbank und dem Agrarinformationssystem der Region Lombardei gewonnen wurden.
Für die Analyse wurde ein innovatives GEOAI-System (Geomatics and Earth Observation Artificial Intelligence) verwendet, das aus einer dreistufigen Architektur besteht und es Forschern ermöglicht, räumliche Dynamiken auf lokaler Ebene zu messen und zu interpretieren und die Auswirkungen verschiedener Landnutzungen auf die Umweltverschmutzung zu vergleichen . Dank dieses neuen Ansatzes wird es möglich sein, neue Erkenntnisse über die Schadstoffkonzentration aufgrund spezifischer landwirtschaftlicher Tätigkeiten wie Düngung und Gülleaustritt zu gewinnen.
Diese Forschung entstand im Rahmen des D-DUST-Projekts (Data-driven modelling of particUlate with Satellite Technology Aid) mit dem Ziel, das Potenzial – im Hinblick auf Bedienbarkeit, Kosten-Wirksamkeits-Verhältnis und Genauigkeit – einer systematischen Integration von Nicht-Partikeln zu bewerten. konventionelle Daten in die traditionellen PM2,5-Überwachungsansätze basierend auf Bodenstationen, mit Schwerpunkt auf Satellitendaten und landwirtschaftlichen Schadstoffemissionen.
Das Projekt wurde von Professor Maria Brovelli und Dr. Daniele Oxoli vom Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwesen in Zusammenarbeit mit Professor Enrico Caiani und Dr. Lorenzo Gianquintieri vom Fachbereich Elektronik, Information und Biomedizintechnik am Politecnico di Milano durchgeführt Dr. Santoni von der Fondazione Politecnico di Milano und mit Professor Andrea Spinazzè von der Università degli Studi dell’Insubria.
Mehr Informationen:
Lorenzo Gianquintieri et al., Implementierung eines GEOAI-Modells zur Bewertung der Auswirkungen landwirtschaftlicher Flächen auf die räumliche Verteilung der PM2,5-Konzentration, Chemosphäre (2024). DOI: 10.1016/j.chemosphere.2024.141438