U-Bahn-Fahrer, die in Stationen in der Nähe von Tunneln warten, die unter den Flüssen der Stadt verlaufen, sind höheren Schadstoffkonzentrationen ausgesetzt als in anderen Stationen. Der „Fluss-Tunnel-Effekt“, wie die Forscher ihn nennen, könnte helfen, die extrem schlechte Luftqualität im größten unterirdischen Transitsystem des Landes zu erklären, und hat besondere Auswirkungen auf Stationen in der Nähe von Flüssen im Allgemeinen.
Bei einer früheren Untersuchung der New Yorker U-Bahnen fanden Forscher der NYU Grossman School of Medicine erhebliche Unterschiede in der Luftqualität zwischen den U-Bahnstationen der Städte. Während manche um ein Vielfaches höher belastet waren als die Außenluft, war die Luftqualität in anderen vergleichbar mit verrußter Luft, die durch Waldbrände oder Gebäudeabrisse belastet war.
Um besser zu verstehen, warum, hat das NYU Grossman-Forschungsteam während der morgendlichen Hauptverkehrszeit Luftqualitätsproben in 54 NYC-Stationen gemessen. Sie fanden heraus, dass Stationen in der Nähe von Flusstunneln 80 % bis 130 % höhere Konzentrationen potenziell gefährlicher Partikel in der Luft aufwiesen als Stationen, die nur zwei oder drei Haltestellen weiter von Flüssen entfernt waren. Die neue Studie wurde online am 30. Dezember in der Zeitschrift veröffentlicht Verkehrsforschung Teil D: Verkehr und Umwelt.
„Unsere Ergebnisse helfen zu erklären, warum einige unterirdische U-Bahn-Stationen stärker verschmutzt sind als andere“, sagt der Hauptautor der Studie, David Luglio, MS; ein Doktorand an der NYU Grossman School of Medicine. „Die U-Bahn-Stationen, die den Flüssen am nächsten liegen, müssen bei den Reinigungsarbeiten eindeutig priorisiert werden.“
Um den „Fluss-Tunnel-Effekt“ zu erklären, stellt Luglio fest, dass viele Tunnel im unterirdischen U-Bahn-System der Stadt einen gewissen Luftaustausch mit der Oberfläche haben, während diejenigen, die unter Wasser fahren, eine eingeschränktere Belüftung haben. Infolgedessen werden schädliche Ablagerungen eingeschlossen und bauen sich im Laufe der Zeit auf. Durchfahrende Züge können diese Eisen- und Kohlenstoffpartikel dann wieder in die Luft schleudern und sie in die nächstgelegenen Bahnhöfe schieben – die an beiden Enden des Tunnels.
Die Untersuchung, die laut Luglio die bisher größte Untersuchung darüber ist, wie Flusstunnel die Luftqualität in unterirdischen U-Bahnstationen beeinflussen, ergab auch, dass die Nähe zu einem Flusstunnel der stärkste Faktor bei der Vorhersage des Verschmutzungsgrads einer Station war, gefolgt von seinem Alter. Andere potenzielle Faktoren, wie z. B. Stationsgröße und -tiefe, schienen bei den Luftqualitätsunterschieden keine große Rolle zu spielen.
Die Metropolitan Transit Authority berichtete, dass 5,5 Millionen Menschen im Jahr 2019 jeden Tag mit den U-Bahnen von New York City fuhren, bevor die COVID-19-Pandemie begann. Früheren Untersuchungen zufolge waren Passagiere Luft mit einem hohen Partikelgehalt ausgesetzt, was Experten mit Lungen- und Herzerkrankungen sowie einem insgesamt höheren Todesrisiko in Verbindung gebracht haben.
Für die Untersuchung sammelten die Forscher zwischen Februar und März 2022 über 100 Luftproben in Stationen. Die Studie zeigte unter anderem, dass die Schadstoffwerte in allen gemessenen Stationen im Durchschnitt die von der Environmental Protection Agency empfohlene tägliche Expositionsgrenze überschritten, die das Potenzial bewertet Gesundheitsgefahren in der Umwelt.
Zum Vergleich und zur Bestätigung des Flusstunneleffekts maß das Studienteam die Partikelablagerung auf der B-Linie, einer Zugstrecke, die den East River über eine Brücke überquert, anstatt unter Wasser zu verlaufen. Bemerkenswerterweise waren die Schadstoffwerte in den beiden Bahnhöfen, die auf dieser Zugstrecke dem Fluss am nächsten waren, niedriger als die der weiter entfernten Bahnhöfe – wie erwartet, das Gegenteil des Flusstunnelphänomens.
„Jetzt, da unsere Ergebnisse die Hauptursachen für die schlechte Luftqualität in den unterirdischen U-Bahnstationen von New York City identifiziert haben, haben wir eine bessere Vorstellung davon, wo wir die Bedingungen in den am stärksten kontaminierten Bereichen des Transitsystems verbessern können“, sagt der leitende Autor der Studie, Terry Gordon, Ph .D. „Die Verbesserung der Belüftung und das Schrubben der Tunnelwände und -böden, um kontinuierlich recycelten Schutt zu entfernen, kann die Stationen für Fahrgäste und Transitarbeiter sicherer machen“, fügt Gordon, Professor an der medizinischen Fakultät der NYU Langone Health, hinzu.
Gordon, ebenfalls Mitglied des Zentrums für die Untersuchung von Umweltgefahren der NYU Langone, warnt davor, dass es unklar bleibt, ob der Flusstunneleffekt auch in anderen Städten auftritt, da die Untersuchung nur U-Bahnen in New York City untersucht hat.
Er fügt hinzu, dass das Studienteam als nächstes plant, die Auswirkungen von U-Bahn-Kontaminanten auf menschliche Zellen zu untersuchen, um das Expositionsniveau, das erforderlich ist, um ein Risiko für die menschliche Gesundheit darzustellen, besser zu bestimmen.
Neben Luglio und Gordon waren weitere an der Studie beteiligte Forscher der NYU Langone-Studie Tri Huynh, BS; und Antonio Saporito, BS.
Mehr Informationen:
David G. Luglio et al, Untersuchung eines Flusstunneleffekts auf PM2,5-Konzentrationen in New Yorker U-Bahnstationen, Verkehrsforschung Teil D: Verkehr und Umwelt (2022). DOI: 10.1016/j.trd.2022.103579