猶他大學和 EDF 的一項開創性研究利用Google街景汽車對鹽湖谷的空氣品質進行了詳細監測。這項研究揭示了超本地污染熱點，突顯了環境正義問題，標誌著在了解和解決城市空氣污染的不均衡影響方面取得了重大進展。

在鹽湖谷，配備了先進空氣品質測量工具（類似Google街景車）的汽車穿梭於各個社區，收集高度詳細的空氣品質資料。這種全面的採樣揭示了不同地區污染水平的明顯差異。此外，還開發了一種新穎的大氣建模技術，以準確定位這些污染排放的來源。

2019 年，猶他大學的大氣科學家團隊與環境保護基金會及其他合作夥伴合作，在鹽湖谷引入了一種創新的空氣品質監測方法。他們為兩輛Google街景汽車配備了移動空氣污染探測器，能夠識別超本地污染熱點。

在隨後的幾個月裡，該大學大氣科學教授約翰-林（John Lin）開發了突破性的建模技術。這種方法結合了風向模式建模和統計分析，可以追溯污染物的確切來源。這種技術在污染追蹤方面提供的詳細程度超過了傳統的空氣品質監測方法，而傳統的空氣品質監測方法通常是對整個城市地區的空氣品質進行評估。

美國大學和環境保護基金會（EFD）領導的一項研究最近在《大氣環境》雜誌上發表了研究結果。

林說：”有了移動車輛，你實際上可以把它們送到任何它們可以行駛的地方，以繪製污染地圖，包括以前監測漏掉的路邊污染源。我認為巡迴哨兵的想法對許多城市來說都是可行的。 “

裝有空氣品質儀器的Google街景車。圖片來源：洛根-米切爾

研究人員在車輛上裝載了空氣品質儀器，並指揮駕駛員逐街逐巷地在居民區內尋找，每秒鐘採集一個空氣樣本，從而建立了鹽湖城從2019年5月到2020年3月空氣污染物濃度的海量資料集。觀測結果繪製出了迄今為止分辨率最高的污染熱點細尺度地圖–數據捕捉到了200公尺（約兩個足球場）範圍內的變化。

“最大的啟示是，從一個街區的一端到另一端，空氣污染的空間變化很大。 “EDF的高級空氣品質科學家、該研究的共同作者塔米-湯普森（Tammy Thompson）說：”人們呼吸的空氣可能存在很大差異，而典型的監管監測儀和美國環保局用來控制空氣污染的政策無法捕捉到這種規模。 “

空氣品質模式符合預期，交通和工業區周圍的污染程度較高。在平均收入較低、黑人居民比例較高的社區，污染物含量較高，證實了眾所周知的環境正義問題。這種模式可以追溯到一個世紀前的紅線政策，當時房主貸款公司繪製了地圖，用紅色墨水勾勒出”危險”社區。被劃入紅線的社區通常空氣品質較差，原因是居民身邊有工業活動，而這些居民通常是有色人種。城市規劃者利用這些地圖作為在所謂的危險區域建造高速公路和允許工業公司進入的理由，加劇了環境問題。

“空氣品質不是一個新問題。空氣品質問題已經存在了幾十年，而且當時的情況可能更糟，”林說。 “I-15 州際公路走廊沿線都是被劃為紅線的居民區。可悲的是，有相當多的研究證明，80 年前的紅線社區仍然存在。這些社區仍在與空氣品質問題作鬥爭。種族歧視的遺留問題依然存在，因為它們往往是投資不足的社區”。

新大氣模型源定位步驟示意圖。資料來源：Lin et. al (2023) Atm.

安裝在Google街景車上的研究級儀器可測量從周圍抽入的環境空氣，並分辨出主要空氣污染物的化學特徵，包括汽車、卡車、非道路車輛和發電廠排放的氧化亞氮（NOx） ；道路及非道路柴油車輛及工業窯爐不完全燃燒產生的黑碳（BC）；灰塵或灰渣產生的細懸浮微粒（PM2.5）；以及主要來自垃圾掩埋場的甲烷。研究人員指導駕駛者對 26 個社區的空氣進行採樣，從北鹽湖的工業化地區到南至棉林高地和西約旦的居民區。研究人員選擇的居民區代表了整個山谷中截然不同的人口組成，包括黑人居民比例、從 3.4 萬到 10 多萬不等的平均收入，以及以工業或住宅建築為主的地區。

大多數污染物顯示出強烈的模式，強化了我們已經知道的事實——山谷中高速公路沿線的氮氧化物、PM2.5、BC 和二氧化碳水平升高。一種污染物含量較高的地區很可能是其他污染物含量較高的地區，這些污染物可能來自排放多種污染物的單一污染源，也可能來自重疊污染源。

測試大氣模式以確定礫石坑作業附近 PM2.5 排放熱點的案例研究。 c) 中的Google地球影像顯示了礫石坑，與 b) 中相關性最高的網格單元相對應。資料來源：Lin 等人 (2023) Atm Enviro

“說’路上有污染’有點無聊。每個人都知道。對不對？所以，我們想利用數據找到道路以外的污染源，”Lin 說。作者們用兩個著名污染源的案例研究測試了林的新大氣建模方法–一個是大型垃圾掩埋場甲烷源，另一個是已知的礫石坑 PM2.5 源。然後，他們應用模型分析了鹽湖城機場以南的一個工業區內以前未知的 PM2.5 升高區域。

作者希望其他地方也能利用這項新方法來辨識污染熱點源，使他們的城市更安全，包括辨識臨時污染源（如瓦斯外洩）和永久污染源（如工業污染源）。巡迴哨兵可以幫助決策者制定法規，更有效地利用資源來減輕對市民的傷害。

作者希望將大氣模型用於”空氣追蹤器”等項目。 “空氣追蹤器”是第一個基於網路的工具，可幫助用戶找到其所在社區可能的空氣污染源。空氣追蹤器基於即時、可信的科學模型運行，並與空氣污染和天氣數據相結合，是與美國大學、歐洲環境基金和卡內基梅隆大學的CREATE 實驗室合作開發的，它可以幫助用戶多了解他們呼吸的空氣，包括污染濃度及其潛在來源。空氣追蹤器已在鹽湖城谷投入使用，並將在未來幾個月內推廣到全國更多地方。

“這項工作涉及許多重要的環境正義議題，”環境發展基金會的湯普森說。 “我們需要了解不同社區的平均空氣污染狀況，然後了解為什麼會有差異，為什麼會有熱點地區，因此我們可以做些什麼。當我們越來越了解空氣污染的不平等以及我們在全國各地呼吸到的空氣時，這真的非常非常重要。 “

參考文獻：John C. Lin、Ben Fasoli、Logan Mitchell、Ryan Bares、Francesca Hopkins、Tammy M. Thompson 和Ramón A. Alvarez 於2023 年8 月2 日發表在《大氣環境》雜誌上的《透過移動測量與大氣建模結合實現城市污染物超本地源識別》。

DOI: 10.1016/j.atmosenv.2023.119995

編譯來源：ScitechDaily