Studier har visat att föroreningar, vare sig de kommer från fabriker eller trafikträngda vägar, oproportionerligt påverkar samhällen där ekonomiskt missgynnade människor och latinamerikanska, svarta och asiatiska människor bor. Allt eftersom tekniken har förbättrats har forskare börjat dokumentera dessa skillnader i detalj, men information om dagliga variationer har saknats. Idag rapporterar forskare preliminärt arbete med att beräkna hur olikheter i exponering fluktuerar från dag till dag i 11 stora amerikanska städer. Dessutom visar de att klimatförändringar på vissa ställen kan förvärra dessa skillnader.

Forskarna kommer att presentera sina resultat på höstmötet i American Chemical Society (ACS).

Luftföroreningsnivåerna kan variera avsevärt över relativt korta avstånd, till exempel falla av några hundra meter från en motorväg. Forskare, inklusive Sally Pusede, Ph.D., har använt satellit- och andra observationer för att fastställa hur luftkvaliteten varierar i liten geografisk skala, på stadsdelsnivå.

Men detta tillvägagångssätt förbiser en annan avgörande variabel. "När vi reglerar luftföroreningar tänker vi inte på att det förblir konstant över tiden, vi tänker på det som dynamiskt", säger Pusede, projektets huvudutredare. "Vårt nya arbete tar ett steg framåt genom att titta på hur dessa nivåer varierar från dag till dag", säger hon.

Information om dessa fluktuationer kan hjälpa till att lokalisera föroreningskällor. Till exempel, i forskning som rapporterades förra året, fann Pusede och kollegor vid University of Virginia att skillnaderna i luftkvalitet mellan stora amerikanska städer minskade på helgerna. Deras analys kopplade denna nedgång till minskningen av leveranser med dieseldrivna lastbilar. På helgerna står mer än hälften av sådana lastbilar parkerade.

Pusedes forskning fokuserar på gasen NO_2, som är en komponent i den komplexa bryggningen av potentiellt skadliga föreningar som produceras genom förbränning. För att få en känsla av luftföroreningsnivåer tittar forskare ofta på NO₂ . Men det är inte bara en proxy - exponering för höga koncentrationer av denna gas kan irritera luftvägarna och förvärra lungtillstånd. Andas in förhöjda nivåer av NO₂ på lång sikt kan också bidra till utvecklingen av astma.

Teamet har använt data på NO₂ insamlade nästan dagligen av ett rymdbaserat instrument känt som TROPOMI, vilket de bekräftade med högre upplösningsmätningar gjorda från en liknande sensor ombord på ett flygplan som flögs som en del av NASA:s LISTOS-projekt. De analyserade dessa data över små geografiska regioner, kallade folkräkningsområden, som definieras av U.S. Census Bureau. I ett proof-of-concept-projekt använde de detta tillvägagångssätt för att analysera initiala skillnader i Houston, och senare tillämpade dessa datainsamlingsmetoder för att studera dagliga skillnader över New York City och Newark, New Jersey.

Nu har de analyserat satellitbaserad data för 11 ytterligare städer, förutom New York City och Newark, för dagliga variationer. Städerna är:Atlanta, Baltimore, Chicago, Denver, Houston, Kansas City, Los Angeles, Phoenix, Seattle, St Louis och Washington, D.C. En preliminär analys fann den högsta genomsnittliga skillnaden i Los Angeles för svarta, latinamerikanska och asiatiska samhällen i den lägsta socioekonomiska statusen (SES). De upplevde i genomsnitt 38 % högre nivåer av föroreningar än deras icke-spansktalande vita, högre SES-motsvarigheter i samma stad – även om skillnaderna vissa dagar var mycket större. Washington, D.C., hade den lägsta skillnaden, med ett genomsnitt på 10 % högre nivåer i svarta, latinamerikanska och asiatiska samhällen i låginkomstområden.

I dessa städer, som i New York City och Newark, analyserade forskarna också data för att se om de kunde identifiera några kopplingar till vind och värme - båda faktorer som förväntas förändras när världen värms upp. Även om analysen ännu inte är klar har teamet hittills hittat ett direkt samband mellan stillastående luft och ojämn föroreningsfördelning, vilket inte var förvånande för teamet eftersom vindar sprider föroreningar. Eftersom luftstagnationen förväntas öka i nordöstra och sydvästra USA under de kommande åren, tyder detta resultat på att ojämn luftföroreningsfördelning kan förvärras även i dessa regioner om åtgärder för att minska utsläppen inte vidtas. Teamet fann ett mindre robust samband med värme, även om det fanns en korrelation. Varma dagar förväntas öka över hela landet med klimatförändringarna. Således säger forskarna att om utsläppen av växthusgaser inte minskar snart, kan människor i dessa samhällen möta fler dagar då förhållanden är farliga för deras hälsa från kombinationen av NO₂ och värmepåverkan.

Pusede hoppas få se denna typ av analys användas för att stödja samhällen som kämpar för att förbättra luftkvaliteten. "Eftersom vi kan få dagliga uppgifter om föroreningsnivåer är det möjligt att utvärdera framgången med insatser, som att omdirigera diesellastbilar eller lägga till utsläppskontroller på industrianläggningar, för att minska dem", säger hon. + Utforska vidare

Föroreningar från godstrafik påverkar färgsamhällen oproportionerligt mycket i 52 amerikanska städer