På grund av de höga kostnaderna för luftkvalitetsmonitorer har många länder inte verktygen på plats för att regelbundet övervaka föroreningar. Utan rutinmätningar kan beslutsfattare inte fatta evidensbaserade policybeslut för att minska fina partiklar (PM2.5 ) exponering och förbättra människors hälsa.
För att bekämpa detta problem har Albert Presto, en forskningsprofessor i maskinteknik, identifierat ett billigt sätt att kvantifiera svart kol i PM2.5 med glasfiberfilterband som redan samlats in av utvalda amerikanska ambassader runt om i världen.
"För det här projektet började vi med den globala södern, för i Afrika är behovet av luftkvalitetsdata det största," sa Presto.
Teamet samlade in band från amerikanska ambassader i Elfenbenskusten, Ghana och Etiopien och jämförde deras partiklar med det som samlats in från en plats i Pittsburgh. Deras papper skickas till preprint-servern ChemRxiv .
För att testa luftkvaliteten använde forskarna en mobiltelefonkamera för att fotografera filterfläckarna på bandet ovanpå ett specialdesignat referenskort. Genom att tillämpa en bildbehandlingsalgoritm på varje foto kunde de extrahera fotots röda skala.
Detta värde gör det möjligt för dem att identifiera luftens svarta kolkoncentration under den timme på dagen som filtret samlades in.
Med denna metod kan forskare få en bättre förståelse för föroreningskällor. Svart kol anses vara en kortsiktig klimatpåverkande på grund av hur det absorberar ljus och följaktligen värmer atmosfären. Till exempel, om den avsätts på en glaciär, kommer glaciären att smälta snabbare.
Studiens resultat underströk behovet av mer luftkvalitetsövervakning i utvecklingsländerna. Den svarta kol PM2,5 nivåerna i de afrikanska länderna söder om Sahara var så mycket som fyra gånger högre än de som samlades in i Pittsburgh.
"Vår process är ett nytt sätt att tänka på lågkostnadsanalys," sa Presto. "Eftersom banden redan samlas in är marginalkostnaden för vår analys nära noll. Den här metoden kan demokratisera luftkvalitetsdata eftersom det finns gott om grupper som kan samla in band från andra ambassader och göra sin egen analys för praktiskt taget utan kostnad."
Presto är angelägen om att arbeta med fler ambassader och utforska vad mer hans team kan lära sig av banden. De undersöker för närvarande ett nytt sätt att extrahera filtren i ett lösningsmedel för att avslöja exakt vad mer PM2.5 består av hela dagen.
"Det finns ett växande arbete med att övervaka luftkvaliteten från yttre rymden, men för att göra det behöver vi data som samlas in på marken för att validera resultaten," sa han. "Med den här metoden kan vi sannolikt öka antalet platser där vi kan jämföra satellitens mätningar med data på marken. Vi kan också göra mer data tillgänglig för länder runt om i världen."
Mer information: Abhishek Anand et al, Low Cost Hourly Ambient Black Carbon-mätningar i flera städer i Afrika, ChemRxiv (2024). DOI:10.26434/chemrxiv-2024-6srm4
Tillhandahålls av Carnegie Mellon University
