, Ytterligare fyra indiska storstäder kommer snart att ha sina egna tunnelbanelinjer, har landets regering meddelat. På andra sidan Himalaya, Shanghai bygger sin 14:e tunnelbanelinje, planeras att öppna 2020, lägga till 38,5 km och 32 stationer till världens största tunnelbanenät. Och New York-bor kan äntligen njuta av sin Second Avenue Subway-linje efter att ha väntat i nästan 100 år på att den ska komma.

Bara i Europa, pendlare i mer än 60 städer använder järnvägstunnelbanor. Internationellt, mer än 120 miljoner människor pendlar förbi dem varje dag. Vi räknar runt 4,8 miljoner ryttare per dag i London, 5,3 miljoner i Paris, 6,8 miljoner i Tokyo, 9,7 miljoner i Moskva och 10 miljoner i Peking.

Tunnelbanor är avgörande för pendling i trånga städer, något som kommer att bli viktigare och viktigare med tiden – enligt en FN-rapport från 2014, hälften av världens befolkning är nu urbana. De kan också bidra till att minska luftföroreningarna utomhus i stora metropoler genom att hjälpa till att minska användningen av motorfordon.

Stora mängder andningsbara partiklar (partiklar, eller PM) och kvävedioxid (NO ₂ ), produceras delvis av industriutsläpp och vägtrafik, ansvarar för att förkorta stadsbornas livslängd. Kollektivtrafiksystem som tunnelbanor har alltså verkat som en lösning för att minska luftföroreningarna i stadsmiljön.

Men hur är luften som vi andas under jorden, på järnvägsperrongerna och inne i tågen?

Blandad luftkvalitet

Under det senaste decenniet, flera banbrytande studier har övervakat luftkvaliteten i tunnelbanan i en rad städer i Europa, Asien och Amerika. Databasen är ofullständig, men växer och är redan värdefull.

Till exempel, jämföra luftkvaliteten på tunnelbanan, buss, spårvagns- och gångresor från samma ursprung till samma destination i Barcelona, avslöjade att tunnelbaneluft hade högre nivåer av luftföroreningar än i spårvagnar eller att gå på gatan, men något lägre än de i bussar. Liknande lägre värden för tunnelbanemiljöer jämfört med andra kollektiva transportsätt har påvisats av studier i Hong Kong, Mexico City, Istanbul och Santiago de Chile.

Av hjul och bromsar

Sådana skillnader har tillskrivits olika hjulmaterial och bromsmekanismer, såväl som variationer i ventilations- och luftkonditioneringssystem, men kan också relatera till skillnader i mätkampanjprotokoll och val av provtagningsplatser.

Nyckelfaktorer som påverkar tunnelbanans luftföroreningar kommer att omfatta stationsdjup, byggdatum, typ av ventilation (natur/luftkonditionering), typer av bromsar (elektromagnetiska eller konventionella bromsbelägg) och hjul (gummi eller stål) som används på tågen, tågfrekvens och på senare tid förekomsten eller frånvaron av plattformsskärm-dörrsystem.

Särskilt, mycket partiklar från tunnelbanan kommer från rörliga tågdelar som hjul och bromsbelägg, såväl som från stålskenor och strömförsörjningsmaterial, vilket gör partiklarna övervägande järnhaltiga.

Hittills, det finns inga tydliga epidemiologiska tecken på onormala hälsoeffekter på underjordsarbetare och pendlare. New Yorks tunnelbanearbetare har exponerats för sådan luft utan att signifikanta observerade effekter på deras hälsa, och ingen ökad risk för lungcancer hittades bland tunnelbaneförare i Stockholms tunnelbanesystem.

Men en anmärkning av försiktighet slås av observationer från forskare som fann att anställda som arbetar på plattformarna i Stockholms tunnelbana, där PM-koncentrationerna var störst, tenderade att ha högre nivåer av riskmarkörer för hjärt-kärlsjukdom än biljettförsäljare och lokförare.

De dominerande järnpartiklarna blandas med partiklar från en rad andra källor, inklusive rockballast från banan, biologiska aerosoler (som bakterier och virus), och luft från utomhus, och drivs genom tunnelsystemet på turbulenta luftströmmar som genereras av tågen själva och ventilationssystem.

Jämför plattformar

Det mest omfattande mätprogrammet på tunnelbaneplattformar hittills har genomförts i Barcelonas tunnelbanesystem, där 30 stationer med olika design studerades inom ramen för IMPROVE LIFE-projektet med ytterligare stöd från AXA Research Fund.

Den avslöjar betydande variationer i koncentrationer av partikelmaterial. Stationerna med bara en enda tunnel med ett järnvägsspår separerat från plattformen med glasbarriärsystem visade i genomsnitt hälften av koncentrationen av sådana partiklar i jämförelse med konventionella stationer, som inte har någon barriär mellan plattform och spår. Användningen av luftkonditionering har visat sig ge lägre koncentrationer av partiklar i vagnar.

I tåg där det är möjligt att öppna fönstren, som i Aten, koncentrationer kan generellt visas öka inne i tåget när de passerar genom tunnlar och mer specifikt när tåget går in i tunneln med hög hastighet.

Övervakningsstationer

Även om det inte finns några befintliga lagliga kontroller av luftkvaliteten i tunnelbanemiljön, forskning bör gå mot realistiska metoder för att mildra partikelföroreningar. Vår erfarenhet av Barcelonas tunnelbanesystem, med sitt stora utbud av olika stationskonstruktioner och driftventilationssystem, är att varje plattform har sin egen specifika atmosfäriska mikromiljö.

För att designa lösningar, man måste ta hänsyn till lokala förhållanden för varje station. Först då kan forskare bedöma påverkan av föroreningar som genereras från rörliga tågdelar.

Sådan forskning växer fortfarande och kommer att öka i takt med att tunnelbaneföretagen nu är mer medvetna om hur renare luft direkt leder till bättre hälsa för stadspendlare.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.