Wetenschap
Gegevens over de luchtkwaliteit bijna kosteloos democratiseren
Vanwege de hoge kosten van luchtkwaliteitsmonitors beschikken veel landen niet over de instrumenten om regelmatig verontreinigende stoffen te monitoren. Zonder routinematige metingen kunnen beleidsmakers geen op feiten gebaseerde beleidsbeslissingen nemen om fijn stof terug te dringen (PM2.5 ) blootstelling en verbetering van de menselijke gezondheid.
Om dit probleem te bestrijden heeft Albert Presto, een onderzoeksprofessor in de werktuigbouwkunde, een goedkope manier gevonden om zwarte koolstof in PM te kwantificeren2.5 met behulp van glasvezelfiltertapes die al zijn ingezameld door geselecteerde Amerikaanse ambassades over de hele wereld.
"Voor dit project zijn we begonnen met het Zuiden, omdat in Afrika de behoefte aan gegevens over de luchtkwaliteit het grootst is", aldus Presto.
Het team verzamelde banden van Amerikaanse ambassades in Ivoorkust, Ghana en Ethiopië en vergeleek hun fijnstof met die van een locatie in Pittsburgh. Hun artikel wordt op de preprint-server ChemRxiv geplaatst .
Om de luchtkwaliteit te testen, gebruikten de onderzoekers een mobiele telefooncamera om de filtervlekken op de tape te fotograferen bovenop een speciaal ontworpen referentiekaart. Door op elke foto een beeldverwerkingsalgoritme toe te passen, konden ze de roodschaalwaarde van de foto extraheren.
Met deze waarde kunnen ze de zwarte koolstofconcentratie in de lucht identificeren tijdens het uur van de dag waarop het filter werd verzameld.
Met behulp van deze methode kunnen onderzoekers een beter inzicht krijgen in de bronnen van verontreinigende stoffen. Zwarte koolstof wordt beschouwd als een klimaatversterker op de korte termijn vanwege de manier waarop het licht absorbeert en daardoor de atmosfeer verwarmt. Als het bijvoorbeeld op een gletsjer wordt afgezet, zal de gletsjer sneller smelten.
De bevindingen van het onderzoek onderstreepten de noodzaak van meer monitoring van de luchtkwaliteit in ontwikkelingslanden. De zwarte koolstof PM2.5 De niveaus in de landen ten zuiden van de Sahara waren maar liefst vier keer hoger dan die in Pittsburgh.
"Ons proces is een nieuwe manier om na te denken over goedkope analyses", aldus Presto. "Omdat de banden al worden verzameld, zijn de marginale kosten voor onze analyse bijna nul. Deze methode kan de luchtkwaliteitsgegevens democratiseren omdat er genoeg groepen zijn die banden van andere ambassades kunnen verzamelen en hun eigen analyses kunnen doen voor vrijwel geen kosten."
Presto wil graag met meer ambassades samenwerken en onderzoeken wat zijn team nog meer van de banden kan leren. Ze onderzoeken momenteel een nieuwe manier om de filters in een oplosmiddel te extraheren om precies te ontdekken wat er nog meer in de PM zit2.5 bestaat uit de hele dag.
"Er wordt steeds meer gewerkt aan het monitoren van de luchtkwaliteit vanuit de ruimte, maar om dat te doen hebben we gegevens nodig die ter plaatse zijn verzameld om de bevindingen te valideren", zei hij. "Met deze methode kunnen we waarschijnlijk het aantal locaties vergroten waar we de metingen van de satelliet kunnen vergelijken met gegevens op de grond. We kunnen ook meer gegevens beschikbaar maken voor landen over de hele wereld."