Met wat geluk, de luchtkwaliteitssensoren die onderzoeker Daniel Mendoza en zijn collega's van de Universiteit van Utah in Park City installeerden, Utah in september 2019, in de hoop te zien hoe de vervuiling steeg en daalde tijdens het skiseizoen en het Sundance Film Festival, een veel indrukwekkender natuurlijk experiment vastgelegd:de COVID-19-pandemie.

Gedurende de pandemie, de luchtsensoren keken tijdens lockdowns hoe de luchtvervuiling daalde in woon- en commerciële gebieden, en toen de vervuiling weer toenam met heropening. De veranderende niveaus, vonden de onderzoekers, die zich anders gedroegen in residentiële en commerciële delen van de stad, laten zien waar vervuiling vandaan komt en hoe deze in de toekomst zou kunnen veranderen in het kader van verschillende beleidsmaatregelen.

"De lockdownperiode toonde aan hoe laag de vervuilingsniveaus kunnen zijn en wat de achtergrondvervuiling in het gebied is, " zegt Mendoza, een onderzoeksassistent-professor bij de afdeling Atmosferische Wetenschappen en een gastdocent bij de afdeling City &Metropolitan Planning. "De zeer lage niveaus van PM _2,5 [fijnstof] kan worden beschouwd als een ambitieus doel en zou de toename van hernieuwbare en weinig vervuilende energiebronnen kunnen stimuleren."

De studie, ondersteund door het Sustainability Office van Park City, is gepubliceerd in Milieuonderzoek .

Goede timing

Voorafgaand aan deze studie, noch Park City, noch Summit County, Utah had een langdurig record van gereguleerde luchtkwaliteitssensoren. Hoewel de bevolking van Park City veel kleiner is dan de Salt Lake Valley, zijn geografie creëert nog steeds temperatuurinversies die de emissies van auto's kunnen vasthouden en concentreren, bedrijven en andere bronnen. Mendoza, die ook aanstellingen heeft als adjunct-assistent-professor in de Pulmonary Division aan de School of Medicine en als senior scientist bij het NEXUS Institute, en zijn collega's plaatsten sensoren op twee verschillende locaties, één bovenop het gebouw van het KPCW-radiostation, in de wijk "Oude Stad" van Park City, die een bruisend handelsgebied vertegenwoordigen. De andere bevond zich in het Park City Municipal Athletic &Recreation Center, in een welvarende woonwijk.

"We zijn op zoek naar andere gebieden, inclusief de Salt Lake Valley, maar we wilden ons concentreren op Park City vanwege de nieuwigheid om daar sensoren te installeren, ", zegt Mendoza. In tegenstelling tot de gevarieerde reeks industriële en residentiële emissies van de Salt Lake Valley, De uitstoot van Park City heeft voornamelijk te maken met verwarming en wegverkeer. Het beloofde al een boeiende studie te worden.

"Echter, zoals we allemaal weten, COVID-19 gebeurde en we hadden een natuurlijk experiment, " zegt hij. Toen de beperkingen en voorzorgsmaatregelen van kracht werden, het onderzoeksteam volgde hoe de emissies veranderden.

Lockdown

De emissies daalden tijdens de lockdown-periode in de stad, maar daalden meer in commerciële gebieden. Veel bewoners bleven thuis en veel kantoren gingen over op werken op afstand. Maar de uitstoot Mendoza zegt, verplaatst naar de woonwijken.

"Vanwege de bezorgdheid over de blootstelling, veel mensen bestelden eten, boodschappen, enz. thuisbezorgd, "zegt hij. "Bovendien, veel bedrijven hebben mensen in staat gesteld om vanuit huis te werken, tenminste een deel van de week, dus autoritten verplaatsten zich naar woonwijken in plaats van naar commerciële gebieden."

Het bestuderen van twee duidelijk verschillende locaties in dezelfde stad is een belangrijk kenmerk van het onderzoek, zegt Mendoza. "De intra-city variabiliteit is iets dat niet in detail is bestudeerd en kan ons helpen mogelijke toekomstige emissie- en vervuilingspatronen te begrijpen, vooral omdat telewerken een meer haalbare en geaccepteerde optie wordt."

De bevindingen kunnen niet direct worden geëxtrapoleerd naar grotere steden, maar het spreekt voor zich, Mendoza zegt, dat de uitstoot van luchtvervuiling in veel steden op dezelfde manier kan zijn verschoven van een centraal stadssignaal naar een meer verspreid woonpatroon. "Terwijl traditionele woonwijken schonere lucht hadden, dit was niet noodzakelijk het geval tijdens en na de lockdownperiodes, " hij zegt.

Terugkaatsing

De sensoren hielden de wacht terwijl de activiteit in mei en juni 2020 grotendeels terugkeerde naar een vorm van normaal. Tegen het einde van de onderzoeksperiode, eind juli 2020, commerciële emissies nog niet waren teruggekeerd naar pre-pandemische niveaus, terwijl residentiële emissies een volledige opleving hadden gemaakt. De onderzoekers merkten op dat de uitstoot in twee maanden tijd toenam.

"Ik denk dat het relatief eenvoudig is om een ​​plaats af te sluiten - bedrijven en activiteiten sluiten, "zegt Mendoza. "Echter, heropening kost veel meer tijd en denkwerk."

De onderzoekers controleerden hun gegevens zorgvuldig en sloten de mogelijkheid uit dat de veranderingen in emissies te wijten waren aan veranderende seizoenen of meteorologie. Ze concludeerden dat veranderingen in menselijke activiteit een meetbare verandering in de luchtkwaliteit veroorzaakten - een bevinding met brede implicaties. Emissies op pandemisch niveau kunnen als basis dienen, bijvoorbeeld, voor doelstellingen voor het terugdringen van luchtverontreiniging. De studie toonde ook aan dat verwarming en koeling van woningen belangrijke componenten zijn van de luchtkwaliteitsvergelijking - iets voor beleidsmakers om te overwegen bij de overgang naar een koolstofarme energie-economie.

De luchtvervuiling is verbeterd na andere gebeurtenissen in het verleden, zoals de Grote Recessie van 2008 zegt Tabitha Benney, universitair hoofddocent politieke wetenschappen en een co-auteur van het papier. Maar die eerdere gebeurtenissen werden niet gevolgd vanuit een interstedelijk perspectief. Dus de waargenomen trends in Park City, met residentiële emissies die sneller herstellen dan commerciële emissies, kwam als een verrassing.

"Echter, op provinciaal niveau, blijkt dat de vervuiling gedurende de gehele onderzoeksperiode laag blijft, ', zegt ze. 'Pas als we het interstedelijk perspectief gebruiken, worden zulke patronen zichtbaar. Dat heeft ook belangrijke implicaties voor andere stedelijke gebieden."