Som tur skulle ha det, luftkvalitetssensorerna som forskaren Daniel Mendoza från University of Utah och hans kollegor installerade i Park City, Utah i september 2019, i hopp om att se hur föroreningarna ökade och minskade under skidsäsongen och Sundance Film Festival, fångade ett mycket mer effektfullt naturligt experiment:COVID-19-pandemin.

Under hela pandemin, luftsensorerna såg under låsningar när luftföroreningarna minskade i bostads- och kommersiella områden, och sedan när föroreningarna steg igen med återöppningar. De föränderliga nivåerna, forskarna fann, som betedde sig annorlunda i bostads- och kommersiella delar av staden, visa var föroreningarna kommer ifrån och hur de kan förändras i framtiden under olika politikområden.

"Låsperioden visade hur låga föroreningsnivåer kan vara och visade vad bakgrundsföroreningarna är i området, säger Mendoza, en forskarassistent vid institutionen för atmosfärsvetenskap och gästadjunkt vid institutionen för stads- och storstadsplanering. "De mycket låga nivåerna av PM _2.5 [fina partiklar] kan betraktas som ett ambitiöst mål och kan stimulera ökningar av förnybara och lågförorenande energikällor."

Studien, stöds av Hållbarhetskontoret i Park City, publiceras i Miljöforskning .

Bra timing

Före denna studie, varken Park City eller Summit County, Utah hade ett långvarigt rekord från regulatoriska luftkvalitetssensorer. Även om befolkningen i Park City är mycket mindre än Salt Lake Valley, dess geografi skapar fortfarande temperaturinversioner som kan fånga och koncentrera utsläpp från bilar, företag och andra källor. Mendoza, som också innehar utnämningar som adjungerad biträdande professor vid lungavdelningen vid School of Medicine och som senior vetenskapsman vid NEXUS Institute, och hans kollegor satte upp sensorer på två olika platser, en ovanpå byggnaden av KPCW-radiostationen, i Park Citys "Old Town"-distrikt, representerar ett livligt kommersiellt område. Den andra var belägen vid Park City Municipal Athletic &Recreation Center, i ett välbärgat bostadsområde.

"Vi funderar på att studera andra områden, inklusive Salt Lake Valley, men vi ville fokusera på Park City på grund av det nya med att ha sensorer installerade där, " säger Mendoza. I motsats till Salt Lake Valleys mångsidiga uppsättning av industri- och bostadsutsläpp, Park Citys utsläpp är främst relaterade till uppvärmning och vägtrafik. Det var redan satt att bli en fascinerande studie.

"Dock, som vi alla vet, COVID-19 hände och vi hade ett naturligt experiment, " säger han. När restriktioner och försiktighetsåtgärder trädde i kraft, forskargruppen spårade hur utsläppen förändrades.

Nedstängning

Utsläppen minskade under avstängningsperioden över hela staden men minskade mer i kommersiella områden. Många invånare stannade hemma och många kontor gick över till distansarbete. Men utsläppen, Mendoza säger, flyttas till bostadsområdena.

"På grund av exponeringsproblem, många beställde mat, specerier, etc. för att levereras till sina hem, " säger han. "Dessutom, många företag har tillåtit människor att arbeta hemifrån, åtminstone en del av veckan, så bilresor flyttade till bostadsområden istället för kommersiella områden."

Att studera två tydligt olika platser i samma stad är ett viktigt inslag i forskningen, säger Mendoza. "Variabiliteten inom staden är något som inte har studerats i detalj och som kan hjälpa oss att förstå potentiella framtida utsläpps- och föroreningsmönster, särskilt eftersom distansarbete blir ett mer lönsamt och accepterat alternativ."

Fynden kan inte direkt extrapoleras till större städer, men det är rimligt, Mendoza säger, att luftföroreningsutsläppen på liknande sätt kan ha skiftat i många städer från en central stadssignal till ett mer spritt bostadsmönster. "Medan traditionellt bostadsområden har haft renare luft, detta var inte nödvändigtvis fallet under och efter låsningsperioderna, " han säger.

Studs

Sensorerna höll koll när aktiviteten i stort sett återgick till en form av normal i maj och juni 2020. Vid slutet av studieperioden i slutet av juli 2020, kommersiella utsläpp hade ännu inte återgått till nivåerna före pandemi, medan utsläppen från bostäder hade gjort en full återhämtning. Forskarna noterade att utsläppen ökade under två månader.

"Jag tror att det är förhållandevis lätt att låsa en plats - företag och aktiviteter stängs ner, Mendoza säger. återöppning tar mycket mer tid och eftertanke."

Forskarna kontrollerade noggrant sina data och uteslöt möjligheten att förändringarna i utsläppen berodde på skiftande årstid eller meteorologi. De drog slutsatsen att förändringar i mänsklig aktivitet gav en mätbar förändring i luftkvaliteten - ett fynd med breda konsekvenser. Utsläpp på pandeminivå skulle kunna fungera som baslinje, till exempel, för att minska luftföroreningarna. Studien visade också att uppvärmning och kylning av bostäder är viktiga komponenter i luftkvalitetsekvationen - något för beslutsfattare att överväga i övergången till en energiekonomi med låga koldioxidutsläpp.

Luftföroreningarna har förbättrats efter andra händelser tidigare, som den stora lågkonjunkturen 2008, säger Tabitha Benney, docent i statsvetenskap och medförfattare på tidningen. Men dessa tidigare händelser övervakades inte med ett intercityperspektiv. Så de observerade trenderna i Park City, med bostäder som återhämtar sig snabbare än kommersiella utsläpp, kom som en överraskning.

"Dock, på länsnivå, det verkar som om föroreningarna förblir låga under hela studieperioden, ", säger hon. "Det är först när vi använder intercity-perspektivet som sådana mönster blir uppenbara. Detta har viktiga konsekvenser för andra stadsområden också."