Verfolgen Sie Unterschiede in der Luftverschmutzung – täglich – aus dem Weltraum

Studien haben gezeigt, dass die Umweltverschmutzung, sei es durch Fabriken oder durch Verkehr verwickelte Straßen, Gemeinden, in denen wirtschaftlich benachteiligte Menschen und Hispanoamerikaner, Schwarze und Asiaten leben, unverhältnismäßig stark beeinträchtigt. Da sich die Technologie verbessert hat, haben Wissenschaftler damit begonnen, diese Unterschiede im Detail zu dokumentieren, aber es fehlten Informationen über tägliche Schwankungen. Heute berichten Wissenschaftler über vorläufige Arbeiten, die berechnen, wie Ungleichheiten bei der Exposition von Tag zu Tag in 11 großen US-Städten schwanken. Zudem zeigen sie, dass der Klimawandel mancherorts diese Unterschiede noch verstärken könnte.

Die Forscher stellen ihre Ergebnisse auf dem Herbsttreffen der American Chemical Society (ACS) vor.

Die Luftverschmutzung kann über relativ kurze Entfernungen erheblich variieren und beispielsweise einige hundert Meter von einer Autobahn entfernt abfallen. Forscher, darunter Sally Pusede, Ph.D., haben Satelliten- und andere Beobachtungen verwendet, um zu bestimmen, wie sich die Luftqualität auf einer kleinen geografischen Ebene auf der Ebene von Nachbarschaften verändert.

Aber dieser Ansatz übersieht eine andere entscheidende Variable. „Wenn wir die Luftverschmutzung regulieren, denken wir nicht, dass sie im Laufe der Zeit konstant bleibt, wir sehen sie als dynamisch an“, sagt Pusede, der Hauptforscher des Projekts. „Unsere neue Arbeit macht einen Schritt nach vorne, indem sie untersucht, wie sich diese Werte von Tag zu Tag ändern“, sagt sie.

Informationen über diese Schwankungen können dabei helfen, Verschmutzungsquellen zu lokalisieren. Zum Beispiel stellten Pusede und Kollegen von der University of Virginia in einer im vergangenen Jahr veröffentlichten Studie fest, dass die Unterschiede in der Luftqualität in den großen US-Städten an Wochenenden abnahmen. Ihre Analyse verband diesen Rückgang mit der Reduzierung der Lieferungen durch dieselbetriebene Lkw. An den Wochenenden stehen mehr als die Hälfte dieser Lastwagen.

Pusedes Forschung konzentriert sich auf das Gas NO2, das ein Bestandteil des komplexen Gebräus potenziell schädlicher Verbindungen ist, die durch Verbrennung entstehen. Um ein Gefühl für die Luftverschmutzung zu bekommen, schauen Wissenschaftler oft auf NO2. Aber es ist nicht nur ein Proxy – die Exposition gegenüber hohen Konzentrationen dieses Gases kann die Atemwege reizen und Lungenerkrankungen verschlimmern. Auch das Einatmen erhöhter NO2-Spiegel über einen längeren Zeitraum kann zur Entstehung von Asthma beitragen.

Das Team hat Daten über NO2 verwendet, die fast täglich von einem weltraumgestützten Instrument mit der Bezeichnung „ TROPOMIwas sie mit Messungen mit höherer Auflösung bestätigten, die von einem ähnlichen Sensor an Bord eines Flugzeugs gemacht wurden, das als Teil der NASA geflogen wurde LISTE Projekt. Sie analysierten diese Daten in kleinen geografischen Regionen, den sogenannten Census tracts, die vom US Census Bureau definiert werden. In einem Proof-of-Concept-Projekt verwendeten sie diesen Ansatz, um anfängliche Disparitäten in Houston zu analysieren, und wandten später diese Datenerfassungsmethoden an, um tägliche Disparitäten über New York City und Newark, New Jersey, zu untersuchen.

Jetzt haben sie neben New York City und Newark satellitenbasierte Daten für 11 weitere Städte auf tägliche Schwankungen analysiert. Die Städte sind: Atlanta, Baltimore, Chicago, Denver, Houston, Kansas City, Los Angeles, Phoenix, Seattle, St. Louis und Washington, DC die Gebiete mit dem niedrigsten sozioökonomischen Status (SES). Sie erlebten in derselben Stadt eine durchschnittlich 38 % höhere Schadstoffbelastung als ihre nicht-hispanischen weißen Kollegen mit höherem SES – obwohl die Unterschiede an manchen Tagen viel größer waren. Washington, DC, wies die geringsten Unterschiede auf, mit durchschnittlich 10 % höheren Werten in schwarzen, hispanischen und asiatischen Gemeinden in Gebieten mit niedrigem Einkommen.

In diesen Städten, wie in New York City und Newark, analysierten die Forscher die Daten auch, um zu sehen, ob sie irgendwelche Zusammenhänge mit Wind und Hitze identifizieren konnten – beides Faktoren, die sich voraussichtlich ändern werden, wenn sich die Welt erwärmt. Obwohl die Analyse noch nicht abgeschlossen ist, hat das Team bisher einen direkten Zusammenhang zwischen stehender Luft und ungleichmäßiger Schadstoffverteilung gefunden, was für das Team nicht überraschend war, da Wind die Schadstoffe verteilt. Da im Nordosten und Südwesten der USA in den kommenden Jahren mit einer Zunahme der Luftstagnation gerechnet wird, deutet dieses Ergebnis darauf hin, dass sich die ungleichmäßige Verteilung der Luftverschmutzung auch in diesen Regionen verschlimmern könnte, wenn keine Maßnahmen zur Reduzierung der Emissionen ergriffen werden. Das Team fand eine weniger robuste Verbindung mit Hitze, obwohl eine Korrelation bestand. Es wird erwartet, dass heiße Tage im ganzen Land mit dem Klimawandel zunehmen werden. Die Forscher sagen daher, dass die Menschen in diesen Gemeinden, wenn die Treibhausgasemissionen nicht bald reduziert werden, mehr Tage mit gesundheitsgefährdenden Bedingungen durch die Kombination von NO2 und Hitzeeinwirkungen konfrontiert sein könnten.

Pusede hofft, dass diese Art von Analyse verwendet wird, um Gemeinden zu unterstützen, die für die Verbesserung der Luftqualität kämpfen. „Da wir tägliche Daten über Schadstoffwerte erhalten, ist es möglich, den Erfolg von Maßnahmen zu bewerten, wie z. B. die Umleitung von Diesel-Lkw oder das Hinzufügen von Emissionskontrollen für Industrieanlagen, um sie zu reduzieren“, sagt sie.