Rekenmodellen van luchtkwaliteit worden al lang gebruikt om licht te werpen op de inspanningen om vervuiling in de Verenigde Staten en Europa te beheersen, maar de tools hebben geen brede toepassing gevonden in Latijns-Amerika. Nieuw werk van North Carolina State University en Universidad de La Salle laat zien hoe deze modellen kunnen worden aangepast om praktische inzichten te bieden in de uitdagingen op het gebied van luchtkwaliteit in Amerika buiten de VS.

Computationele luchtkwaliteitsmodellen kunnen op meerdere manieren worden gebruikt. Bijvoorbeeld, ze kunnen worden gebruikt om te bepalen welke bronnen verantwoordelijk zijn voor welk deel van de luchtvervuiling. Ze kunnen autoriteiten ook helpen te voorspellen hoe luchtvervuiling zou kunnen veranderen als verschillende methoden voor verontreinigingsbeheersing worden toegepast.

"Historisch, het was een hele uitdaging om deze modelleertools toe te passen in Latijns-Amerika, dus het is zelden gedaan, " zegt Fernando Garcia Menendez, corresponderende auteur van een paper over het werk en een assistent-professor milieutechniek bij NC State. "Dit is belangrijk omdat de regio veel gebieden heeft die te maken hebben met aanzienlijke luchtvervuiling, en deze modelleringstools kunnen regeringen helpen bij het identificeren van de meest kosteneffectieve manieren om de luchtkwaliteit te verbeteren."

Een uitdaging bij het gebruik van computationele luchtkwaliteitsmodellen in Latijns-Amerika is dat de relevante modelleringskaders grotendeels zijn ontwikkeld in de context van de VS en Europa. Dat betekent dat sommige aannames die modelbouwers als vanzelfsprekend aannamen bij het ontwikkelen van de tools niet altijd van toepassing zijn in Latijns-Amerikaanse steden. Verder, computationele middelen en getrainde milieumodelleurs zijn nog steeds schaars in de regio.

Bijvoorbeeld, er zijn vaak aanzienlijk minder gegevens over luchtemissies beschikbaar. In aanvulling, er zijn enkele oorzaken van luchtvervuiling die veel voorkomen in Latijns-Amerikaanse metropolen, maar die verschillen van wat we in de VS zien - meer onverharde wegen, een oudere vrachtvloot, een groot aantal motorfietsen, informele economieën, enzovoort.

Met dat in gedachten, Garcia Menendez ontwikkelde een onderzoeksproject met medewerkers aan de Universidad de La Salle, in Bogota, Colombia. specifiek, het onderzoeksteam heeft een modelleringskader verfijnd om de dynamiek van luchtvervuiling in Bogotá weer te geven en de luchtkwaliteitsproblemen van de stad te onderzoeken. De medewerkers van Universidad de La Salle verzamelden ook luchtvervuilingsgegevens waarmee het team de nauwkeurigheid van de modelleringsresultaten kon beoordelen.

"Ons artikel schetst de technieken die we hebben gebruikt om computermodellen van luchtkwaliteitsproblemen in een grote Latijns-Amerikaanse stad uit te voeren, " zegt James Oost, eerste auteur van het papier en een Ph.D. student aan NC State. "Dit toont niet alleen aan dat het kan, maar biedt een benadering die anderen kunnen gebruiken om inzicht te geven in luchtvervuiling in andere delen van de regio die soortgelijke problemen ervaren."

Terwijl de paper zich richt op een luchtkwaliteitsmodel voor fijnstof (PM2,5), de onderzoekers zeggen dat het model kan worden gebruikt om naar andere luchtverontreinigende stoffen te kijken. Blootstelling aan PM2,5 wordt in verband gebracht met een breed scala aan gezondheidsproblemen, waaronder hart- en longaandoeningen.

In hun proof-of-concept demonstratie, de onderzoekers ontdekten dat de grootste lokale bronnen van PM2,5 in Bogotá stof waren van onverharde wegen en emissies van zware voertuigen. Echter, toen het model werd gebruikt om de toekomstige luchtkwaliteit te projecteren, de studie wees ook uit dat, hoewel het verharden van wegen de luchtvervuiling in sommige delen van de stad zou verminderen, verschillende emissiebronnen zouden nog steeds leiden tot verhoogde luchtvervuiling in andere delen van de stad, tenzij ook andere emissiebeheersingsmaatregelen werden geïmplementeerd.

Kortom, het model bood praktische inzichten in mogelijke oplossingen voor een complexe metropool van 10 miljoen mensen.

"Deze bevindingen zijn van belang voor milieuautoriteiten, van lokaal tot nationaal niveau, die manieren zoeken om de luchtvervuiling in Bogotá en andere Colombiaanse steden effectief aan te pakken, " zegt Jorge Pachon, een co-auteur van het papier en een universitair hoofddocent aan de Universidad de La Salle.