Étude: Le réseau de capteurs montre comment la pollution varie dans le temps et dans l'espace


Un dans le journal Science et technologie de l'environnement démontre comment les réseaux de capteurs fixes peuvent révéler des changements complexes de la pollution de l'air dans les quartiers urbains. Des chercheurs du Lawrence Berkeley National Lab et de l'Université de Californie à Berkeley ont utilisé un réseau de 100 moniteurs de carbone noir pour montrer comment la pollution résultant du trafic et de l'activité industrielle se développait à West Oakland, Californie. En analysant les données du réseau de capteurs pendant 100 jours, l’équipe a montré comment les arrêts de la circulation, les activités industrielles ou même les horaires de travail des chauffeurs routiers peuvent avoir un impact sur la pollution de l’air.

«Nous sommes maintenant en mesure de voir où et quand la pollution est à son plus grave, jusqu’au bloc du quartier», a déclaré Millie Chu Baird, vice-président associé du bureau du scientifique en chef d’EDF. "Cette nouvelle étude s'appuie sur notre corpus croissant de recherches sur les schémas de pollution hyper-locale, ce qui nous aide à identifier les sources potentielles et, finalement, les solutions."

Cette étude, qui s’appuyait sur le réseau de capteurs de carbone noir interconnecté le plus vaste et le plus dense jamais réalisé, a montré que la pollution variait fortement sur de courtes périodes et sur des distances de 100 mètres ou moins et était fortement influencée par l’utilisation des sols, les caractéristiques du trafic et les sources de pollution à proximité. peut être consulté en ligne. L’équipe a également mis au point une application qui permet aux utilisateurs de sélectionner le lieu, la date et l’heure afin de pouvoir observer l’augmentation et la diminution des concentrations de carbone noir dans le temps.

EDF a réuni le groupe de chercheurs et de défenseurs locaux du projet d'indicateurs environnementaux de West Oakland (WOEIP), qui ont recruté des résidents et des entreprises locales pour héberger 100 capteurs de carbone noir construits sur mesure à différents endroits sur 15 km.2 quartier pendant 100 jours. Les capteurs, dont certains étaient situés au même endroit que les moniteurs de niveau réglementaire du District de gestion de la qualité de l’air de la Bay Area, ont renvoyé les relevés toutes les heures vers une base de données en ligne créée pour l’étude. L'ensemble de données final comprend près d'un quart de million de mesures horaires du carbone noir.

Parmi les résultats:

· Les schémas de pollution reflètent l'activité commerciale quotidienne. Les mesures effectuées par les capteurs sur les routes de camions près du port de Oakland étaient en moyenne 200% plus élevées que celles des capteurs placés au vent, avec des concentrations atteignant généralement leur niveau maximal lorsque les barrières du terminal portuaire s'ouvrent vers 8h00. La circulation peut provoquer des pointes de carbone noir – un capteur en cas de forte affluence Arrêt à quatre voies près d'une entrée principale du port, concentrations mesurées en moyenne 60% supérieures à celles d'un capteur situé à moins de 500 mètres sur le même parcours de camion désigné

· Il est possible de voir l'impact de l'activité industrielle nocturne sur la pollution de l'air dans les quartiers, par exemple, dans un parc situé à proximité d'une installation de camionnage qui utilisait des moteurs diesel auxiliaires pour alimenter les unités de réfrigération la nuit, un capteur mesurant les concentrations de carbone noir pendant la nuit. plus du double de la moyenne du quartier.

«Nous avons créé une technologie qui n'existait pas pour rendre visible ce problème invisible», a déclaré Thomas Kirchstetter, professeur auxiliaire à l'Université de Californie à Berkeley et directeur de la division Analyse énergétique et impacts environnementaux du Lawrence Berkeley National Lab, un auteur. de l'étude. "Nous avons dû créer un capteur aussi précis qu'une instrumentation coûteuse de haute qualité, mais d'un coût suffisamment bas pour pouvoir en distribuer 100 à travers la communauté."

Pour les groupes communautaires, ce niveau de détail peut aider à développer des stratégies ciblées pour un air pur. Par exemple, WOEIP utilise cette information et les données d’études antérieures réalisées par EDF et ses partenaires pour étayer leurs activités de sensibilisation dans le cadre du programme communautaire de protection de l’air en Californie. «Nous attendons ce type d’informations plus détaillées depuis plus de 20 ans», a déclaré Mme Margaret Gordon, codirectrice de l’organisation. Cette nouvelle étude s’appuie sur le nombre croissant d’évaluations par les pairs d’EDF.

EDF étudie la qualité de l'air à Oakland en Californie depuis 2015, année de son partenariat avec. Depuis son étude initiale en 2017, EDF a également établi un partenariat avec Kaiser Permanente, qui a montré que les personnes âgées résidant dans les zones les plus polluées de West Oakland présenteraient un risque de crise cardiaque, de chirurgie ou de décès dû à une maladie cardiaque plus de 40% plus élevé. personnes âgées vivant dans des quartiers moins pollués du quartier, ce qui est comparable à l’augmentation du risque lié aux antécédents de tabagisme. EDF prévoit de publier des études sur la pollution atmosphérique mobiles et fixes similaires dans les prochains mois. Il a également commencé à mesurer la qualité de l'air avec Google et l'Université de l'Utah à Salt Lake City.

«EDF lance un nouveau type de recherche scientifique axée sur les politiques. Nous espérons que ce type de science actionnable examinée par des pairs offrira de nouvelles possibilités aux résidents, aux activistes et aux gouvernements d’aborder des problèmes pernicieux tels que la pollution de l’air », a déclaré Baird. «En fournissant une image plus claire et plus détaillée de la gravité de la pollution et de ses impacts, nous pouvons travailler ensemble pour développer des solutions ayant un impact profond sur la santé humaine."