Bronx-Studie verfolgt Belastung durch Luftverschmutzung im Tagesverlauf – Daten offenbaren demografische Unterschiede bei Belastungsniveaus

Es gibt erhebliche Unterschiede darin, wie stark Menschen der Luftverschmutzung ausgesetzt sind. Dies geht aus einer neuen Studie hervor, an der auch Wissenschaftler des MIT beteiligt waren und die die tägliche Mobilität berücksichtigt.

Die in der Bronx im Bundesstaat New York durchgeführte Studie schätzt die Belastung durch Luftverschmutzung nicht nur auf Grundlage des Wohn- oder Arbeitsorts der Menschen, sondern untersucht mithilfe mobiler Daten, wo sich die Menschen an einem typischen Tag aufhalten, und kommt so zu einer gründlicheren Bewertung der Auswirkungen der Umwelt auf sie.

Die Forschung zeigt, dass die Belastung durch Feinstaubpartikel mit einer Größe von 2,5 Mikrometer oder mehr um etwa 2,4 % steigt, wenn das tägliche Reiseverhalten berücksichtigt wird.

„Eine der Hauptstärken der Studie ist, dass wir versuchen, die von uns verwendeten Informationen zu verbessern, sowohl im Hinblick auf die Luftqualität als auch auf die differenziertere Einschätzung der Mobilität der Menschen“, sagt Paolo Santi, leitender Wissenschaftler am Senseable City Lab, das zum Department of Urban Studies and Planning (DUSP) des MIT gehört, und Mitautor eines neuen Papiers, in dem die Ergebnisse der Studie detailliert beschrieben werden.

„Dadurch können wir Bewegungsbahnen von Menschen erstellen. Zum ersten Mal konnten wir diese Daten kombinieren, um ein neues Maß für die Exposition zu entwickeln.“

Denn die tägliche Belastung der Menschen durch Luftverschmutzung kann eine komplexe Kombination davon sein, ob sie in der Nähe von Feinstaubquellen wohnen, in deren Nähe arbeiten oder sich an solchen Quellen entlang bewegen.

„Die Menschen ziehen innerhalb der Stadt umher, um zu arbeiten, sich weiterzubilden und vieles mehr. Wenn wir diese Gebiete studieren, bekommen wir bessere Informationen über die Exposition“, sagt An Wang von der Hong Kong Polytechnic University, ein weiterer Koautor der Studie.

Das Papier „Big Mobility Data enthüllt hyperlokale Unterschiede bei der Luftverschmutzung“ ist erschienen in Naturstädte.

Die Autoren sind Iacopo Testi vom Senseable City Lab; An Wang von der Hong Kong Polytechnic University; Sanjana Paul, eine Doktorandin am DUSP; Simone Mora vom Senseable City Lab; Erica Walker, außerordentliche Professorin an der Brown University School of Public Health; Marguerite Nyhan, Dozentin/außerordentliche Professorin an der National University of Ireland, University College Cork; Fábio Duarte vom Senseable City Lab; Santi; und Carlo Ratti, Direktor des Senseable City Lab.

Zur Durchführung der Studie erfassten die Forscher Daten zur Luftverschmutzung, indem sie solarbetriebene Umweltsensoren, darunter optische Partikelzähler, Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren sowie GPS, an Fahrzeugen des New Yorker Stadtverkehrs anbrachten, die in der Bronx im Einsatz waren.

„Diese Strategie zeigt, dass Städte ihre vorhandene Flotte als Umweltsensoren nutzen können“, sagt Mora.

Um zu messen, wie Menschen, die sich durch die Bronx bewegen, zu verschiedenen Zeiten der Verschmutzung ausgesetzt sind, verwendeten die Forscher anonymisierte Telefonaufzeichnungen von 500.000 verschiedenen Personen und 500 Millionen tägliche Standortaufzeichnungen in New York.

Aus den Daten zur bodennahen Verschmutzung ging hervor, dass der südöstliche Teil der Bronx, wo Autobahnen und Industrieanlagen am dichtesten zusammentreffen, die meisten Feinstaubpartikel aufweist.

Die Mobilitätsdaten offenbarten auch Unterschiede in der Exposition, wenn sie nach demografischen Gesichtspunkten ausgewertet wurden. Einkommensunterschiede waren vorhanden, Unterschiede nach ethnischer Zugehörigkeit waren jedoch größer. Einige überwiegend hispanische Gemeinden beispielsweise gehören zu den Gemeinden mit der höchsten Exposition. Die Daten zeigten jedoch auch große Unterschiede in der Exposition innerhalb hispanischer Gemeinden.

Wie Duarte anmerkt, hat die Belastung durch Luftverschmutzung erhebliche gesundheitliche Folgen. So ist die Luftqualität in der Bronx die schlechteste aller New Yorker Stadtbezirke, und die Zahl der Asthmaanfälle ist in der Bronx 2,5 Mal höher als in jedem anderen Stadtbezirk.

„Die Folgen der Belastung durch Umweltverschmutzung sieht man an den Krankenhausaufenthalten der Erwachsenen in der Bronx“, sagt Duarte.

Da die Studie im Herbst 2021 durchgeführt wurde, als die globale COVID-19-Pandemie noch immer die Wirtschaft und den Pendlerverkehr beeinträchtigte, räumen die Forscher ein, dass es in der Bronx heute möglicherweise leicht unterschiedliche Mobilitätsmuster gibt. Sie glauben jedoch, dass ihre Methoden Anlass zu weiteren zukünftigen Studien zur Schadstoffbelastung geben können.

Ratti weist darauf hin, dass mobile Daten, darunter Schadstoffsensoren an Fahrzeugen, als „großes Überwachungssystem“ genutzt werden können. „Das ist nicht teuer, wir haben die Infrastruktur in Form von Autos und Bussen, und wenn man diese mit Sensoren ausstattet, kann man die Luftqualität besser überwachen.“

Und Wang weist darauf hin, dass detaillierte Studien wie diese zu Studien ausgeweitet werden können, die neben PM2,5-Partikeln auch weitere Arten von Gefahren für die Luftqualität berücksichtigen.

„Dies öffnet tatsächlich die Tür für neue Analysen für viele Arten von Toxizitätsstudien in Kombination mit Exposition“, sagt er.

Diese Geschichte wird mit freundlicher Genehmigung von MIT News erneut veröffentlicht (web.mit.edu/newsoffice/), eine beliebte Site mit Neuigkeiten zu Forschung, Innovation und Lehre am MIT.