Beräkningsmodeller för luftkvalitet har länge använts för att belysa insatser för föroreningskontroll i USA och Europa, men verktygen har inte fått någon utbredd användning i Latinamerika. Nytt arbete från North Carolina State University och Universidad de La Salle visar hur dessa modeller kan anpassas för att erbjuda praktiska insikter om luftkvalitetsutmaningar i Amerika utanför USA.

Beräkningsmodeller för luftkvalitet kan användas på flera sätt. Till exempel, de kan användas för att avgöra vilka källor som är ansvariga för vilken del av luftföroreningarna. De kan också hjälpa myndigheter att förutsäga hur luftföroreningar kan förändras om olika metoder för föroreningskontroll används.

"Historiskt sett, det har varit mycket utmanande att tillämpa dessa modelleringsverktyg i Latinamerika, så det har sällan gjorts, " säger Fernando Garcia Menendez, motsvarande författare till en artikel om arbetet och en biträdande professor i miljöteknik vid NC State. "Detta är viktigt eftersom regionen har många områden som har att göra med betydande luftföroreningar, och dessa modelleringsverktyg kan hjälpa regeringar att identifiera de mest kostnadseffektiva sätten att uppnå förbättringar av luftkvaliteten."

En utmaning med att använda beräkningsmodeller för luftkvalitet i Latinamerika är att de relevanta modelleringsramarna utvecklades till stor del i samband med USA och Europa. Det betyder att vissa av de antaganden som modellbyggare tog för givna när de utvecklade verktygen inte alltid gäller i latinamerikanska städer. Vidare, beräkningsresurser och utbildade miljömodellerare är fortfarande knappa i regionen.

Till exempel, det finns ofta betydligt mindre data om luftutsläpp tillgängliga. Dessutom, det finns några bidragsgivare till luftföroreningar som är vanliga i latinamerikanska storstadsområden, men det skiljer sig från vad vi ser i USA – mer obanade vägar, en äldre fraktflotta, ett stort antal motorcyklar, informella ekonomier, och så vidare.

Med det i åtanke, Garcia Menendez utvecklade ett forskningsprojekt med medarbetare vid Universidad de La Salle, i Bogotá, Colombia. Specifikt, forskargruppen finjusterade ett modelleringsramverk för att återspegla luftföroreningsdynamiken i Bogotá och undersöka stadens luftkvalitetsproblem. Samarbetspartnerna vid Universidad de La Salle samlade också in luftföroreningsdata som gjorde det möjligt för teamet att bedöma riktigheten av dess modelleringsresultat.

"Vårt papper beskriver de tekniker vi har använt för att utföra beräkningsmodellering av luftkvalitetsproblem i en stor latinamerikansk stad, säger James East, uppsatsens första författare och en Ph.D. student vid NC State. "Detta visar inte bara att det kan göras, men ger ett tillvägagångssätt som andra kan använda för att ge insikter om luftföroreningar i andra delar av regionen som upplever liknande problem."

Medan tidningen fokuserar på en luftkvalitetsmodell för fina partiklar (PM2,5), forskarna säger att modellen skulle kunna användas för att titta på andra luftföroreningar. Exponering för PM2.5 är förknippad med en mängd olika hälsoproblem, inklusive hjärt- och lungsjukdomar.

I deras proof-of-concept demonstration, forskarna fann att de största lokala källorna till PM2,5 i Bogotá var damm från oasfalterade vägar och utsläpp från tunga fordon. Dock, när modellen användes för att projicera framtida luftkvalitet, studien fann också att även om asfaltering av vägar skulle minska luftföroreningarna i vissa delar av staden, olika utsläppskällor skulle ändå leda till ökade luftföroreningar i andra delar av staden — om inte andra utsläppsbegränsande åtgärder också genomfördes.

Kortfattat, modellen erbjöd praktiska insikter om möjliga lösningar för ett komplext storstadsområde med 10 miljoner människor.

"Dessa resultat är av intresse för miljömyndigheter, från lokal till nationell nivå, som strävar efter sätt att effektivt ta itu med luftföroreningar i Bogotá och andra colombianska städer, " säger Jorge Pachon, en medförfattare till uppsatsen och en docent vid Universidad de La Salle.