USC Dornsifes William Berelson installerar en USC kolsensor nära taket på Ahmanson Center på University Park campus. Kredit:Mike Glier
De ser enkla nog ut, ljusgrå och ungefär lika stor som ett bröd. På deras ansikte, en etikett har ett färgstarkt "C" stiliserat för att likna en molekylär struktur tillsammans med orden "Carbon Census at USC."
Inuti metalllådorna, ett mycket sofistikerat paket av elektroniska sensorer sniffar den omgivande luften efter en mängd föroreningar. Den klimatvärmande gasen koldioxid, dess kvävande kusin kolmonoxid och olika kväveoxidinnehållande föreningar, den typ som gör Los Angeles air disig orange och brun, rankas högt bland de skadliga luftkomponenterna.
Sensorerna upptäcker också partiklar – mikroskopiska rökbitar, sot, damm och andra skadliga föreningar – och ozon, och de mäter lufttemperatur och luftfuktighet.
Lådorna är en del av ett nätverk som satts ihop av William Berelson, professor i geovetenskap och miljöstudier vid USC Dornsife College of Letters, Konst och vetenskap, att kartlägga luftkvaliteten i olika L.A.-kvarter.
Från en sensor till ett stadsövergripande nätverk
Det började med en enda sensor Berelson använder i sitt labb på USC:s University Park campus. "Jag har en CO 2 och metananalysator och har mätt luft från taket på min labbbyggnad i några år, " han sa.
När han hörde talas om ett nätverk av sensorer som övervakar luftkvaliteten i Berkeley, Kalifornien, Berelson "tänkte att det skulle vara fantastiskt att göra ett liknande nätverk i L.A., " sa han. Han har nu 12 sensorer distribuerade på Los Angeles Unified School District platser, USC:s campus och andra platser.
Berelson har ett antal ambitioner för sitt kolsensornätverk. Först, han vill kartlägga luftkvaliteten i grannskapsskala för att avgöra om och hur koncentrationen av de olika föroreningarna förändras över tid och på olika platser.
"Till exempel, är kolmonoxiden alltid högre på platser nära motorvägar – driver lastbilstrafik CO-koncentrationen? Den hypotesen är baserad på det faktum att CO bildas i förbränningsmotorer, " han säger, och hans sensorer kan hjälpa till att avgöra om den övertygelsen är korrekt.
Berelson syftar också till att ta reda på om nivåerna av partiklar - särskilt den farliga "PM2.5" - är högre eller lägre i regioner i staden med fler träd och växter eftersom, han säger, "vegetation kan ibland "svampa" PM från luften, men de kan också göra de organiska föregångarna till PM." Projektet bidrar till USC:s Urban Trees Initiative, ett samarbetsprojekt som leds av USC Dornsifes offentliga utbyte för att hjälpa LA -borgmästaren Eric Garcettis mål att plantera nästan 100, 000 träd i hela staden.
En nyckelfunktion i Berelsons nätverk för kolsensorer kommer att vara att fastställa de nuvarande nivåerna av CO 2 i hela L.A. så forskare, beslutsfattare och andra kan tydligt se effekterna av att gå över till mer miljövänliga metoder, som att köra elfordon, åka kollektivtrafik eller distanspendla för jobbet.
"Vi vill ha en bra grunduppsättning av CO 2 mätningar så att vi kan se hur CO 2 innehållet i L.A.-luften förändras över tiden och, kanske, på grund av förändringar i socialt beteende, " han säger.
En sensors sofistikerade elektronik detekterar olika atmosfäriska föreningar. Kredit:University of Southern California
Berelson säger att projektet erbjuder många möjligheter för studenter att bidra och lära sig. För närvarande, Emma Johnson, en junior huvudämne i geologiska vetenskaper vid USC Dornsife, utvecklar mjukvara för sensorerna som ska användas för Urban Trees Initiative. Berelson säger att en gymnasieelev också arbetar med sin grupp och han förväntar sig att fler studenter kommer att gå med under hösten.
I längden, Berelson hoppas kunna lägga till fler sensorer och utöka L.A. -nätverket, men han vill också utveckla nätverk i andra städer om han kan få den finansiering som behövs. Han har redan börjat planera med Joshua West, professor i geovetenskap och miljöstudier, och Ron Cohen, University of California, Berkeley-professor som driver Berkeley-nätverket som inspirerade Berelson.
"Vi skulle definitivt vilja utöka vårt nätverk i L.A., " säger Berelson. "Ron och Josh och jag har pratat om växande nätverk i Phoenix och Seattle/Portland för att överväga västkustens urbana CO 2 dynamik i städer som känner väldigt olika vatten- och värmestress, " säger Berelson.
Med dessa extra nätverk och hans L.A.-system, Berelson skulle kunna ge politiska tjänstemän och beslutsfattare den information de behöver för att utveckla effektiva strategier för att bekämpa klimatförändringar och främja hälsosammare luftkvalitet.