Det är allmänt känt att luftkvalitet bidrar till hälsotillstånd tack vare rikstäckande studier av partiklar (PM). Dock, det finns växande bevis för att de mest giftiga partiklarna är ultrafina partiklar (UFP), de som är mindre än 1/50 av diametern på ett människohår. Studier av hälsoeffekterna av ultrafina partiklar har varit ofullständiga och inkonsekventa på grund av avsaknaden av en nationell UFP-studie, men ett team ledd av professorerna Albert Presto och Allen Robinson från Carnegie Mellon University, postdoktor Provat Saha, och medarbetare från University of Washington och Virginia Tech, arbetat för att ändra på det.

Som en del av Center for Air Climate and Energy Solutions (CACES), teamet utvecklade den första nationella modelluppskattningen för luftburna ultrafina partikelkoncentrationer. Modellen kommer i slutändan att leda till en bättre förståelse av UFP:s effekter på hälsan, och kan en dag påverka luftföroreningspolitiken. Resultaten publicerades i Miljövetenskap och teknik.

Centrets första projekt var fokuserat på att ta reda på hur man mäter luftföroreningar vid höga rumsliga och tidsmässiga upplösningar. Efter framgångsrika studier på lokal nivå, teamet insåg att de flesta amerikanska städer delar likheter – folk köper samma bilar och stannar för att äta på samma snabbmatsrestauranger – så forskarna utvecklade en nationell uppskattning.

Teamet analyserade en datauppsättning för nationell partikelnummerkoncentration (PNC) som bestod av mätningar på fasta platser från 19 urbana platser, 15 lantliga platser och fyra nära flygplatser. Teamet använde också sitt mobila laboratorium för att samla in rumsligt täta data – antalet ultrafina partiklar i ett givet område (PNC) och massan av dessa partiklar (PM) _2.5 ) från Pittsburgh, Pa., Oakland, Kalifornien, och Baltimore, Md.

Med dessa uppgifter, teamet skapade en markanvändningsregressionsmodell – en statistisk modell som använder markanvändning, som trafik på vägar – för att förutsäga koncentrationer på platser där de inte hade mätningar. De drog slutsatsen att den genomsnittliga stads-PNC är ungefär tre gånger större än den på landsbygden. PNC-toppar i centrum och kommersiella områden indikerar att lokala källor, inklusive trafik och kommersiell matlagning, driva denna variant. Dessutom, de fann att PNC och PM _2.5 är måttligt korrelerade i stadsskalan men okorrelerade nationellt. Detta indikerar att man går framåt, epidemiologer som studerar hälsoeffekterna av UFP bör koncentrera sig på effekterna av PNC jämfört med PM _2.5 .

Nuvarande amerikanska föroreningsbestämmelser riktar sig mot PM _2.5 men inte PNC. Eftersom PNC visade sig vara starkt relaterat till trafik och luftföroreningar i städer, och dess intra-stadsfördelning skilde sig från PM _2.5 , kanske riktar sig till PM _2.5 räcker inte för att minska PNC. Föreskrifter kommer sannolikt att behöva fokusera specifikt på PNC för att minska koncentrationerna.

Med detta, teamets forskning om PNC och PM _2.5 har bara börjat. De kommer att bygga vidare på denna studie för att analysera PM _2.5 baserat på källor, som trafik och kommersiell matlagning. De planerar att sedan utveckla resultaten av båda studierna för att berätta historien om miljörättvisa som ligger bakom dem.