유타 대학교와 EDF의 획기적인 연구에서는 Google 스트리트 뷰 차량을 사용하여 솔트레이크 밸리의 공기 질을 자세히 모니터링했습니다. 이 연구는 지역적 오염 핫스팟을 밝히고, 환경 정의 문제를 강조하며, 도시 대기 오염의 고르지 못한 영향을 이해하고 해결하는 데 있어 상당한 진전을 나타냅니다.
솔트레이크 밸리에서는 고급 대기 질 측정 도구(Google 스트리트 뷰 차량과 유사)가 장착된 차량이 인근 지역을 주행하며 매우 상세한 대기 질 데이터를 수집합니다. 이 포괄적인 샘플링을 통해 다양한 지역의 오염 수준에 명확한 차이가 있음이 드러났습니다. 또한 이러한 오염 배출의 원인을 정확히 찾아내기 위해 새로운 대기 모델링 기술이 개발되었습니다.
2019년, 유타 대학의 대기 과학자 팀은 환경 보호 기금 및 기타 파트너와 협력하여 솔트레이크 밸리의 대기 질을 모니터링하는 혁신적인 방법을 도입했습니다. 그들은 두 대의 Google 스트리트 뷰 차량에 초지역 오염 핫스팟을 식별할 수 있는 모바일 대기 오염 감지기를 장착했습니다.
그 후 몇 달 동안 대학의 대기 과학 교수인 John Lin은 획기적인 모델링 기술을 개발했습니다. 이 접근 방식은 바람 패턴 모델링과 통계 분석을 결합하여 오염 물질의 정확한 출처를 추적합니다. 이 기술은 일반적으로 전체 도시 지역의 대기 질을 평가하는 기존 대기 질 모니터링 방법보다 오염을 추적하는 데 더 높은 수준의 세부 정보를 제공합니다.
미국 대학과 환경방어기금(EFD)이 주도한 연구는 최근 대기 환경 저널에 결과를 발표했습니다.
Lin은 "이동 차량을 사용하면 이전 모니터링에서 놓쳤던 도로변 오염원을 포함하여 오염 지도를 작성하기 위해 실제로 운전할 수 있는 곳이면 어디든 보낼 수 있습니다."라고 말했습니다. "나는 이동 파수꾼이라는 아이디어가 많은 도시에서 실현 가능하다고 생각합니다."
연구원들은 차량에 공기질 측정기를 설치하고 운전자에게 거리별로 주거 지역을 검색하도록 지시하여 1초마다 하나의 공기 샘플을 수집함으로써 2019년 5월부터 2020년 3월까지 솔트레이크 밸리의 대기 오염 물질 농도에 대한 대규모 데이터 세트를 구축했습니다. 관찰을 통해 현재까지 오염 핫스팟에 대한 최고 해상도 미세 규모 지도가 생성되었습니다. 이 데이터는 200미터(약 2개 축구장) 내의 변화를 포착했습니다.
EDF의 선임 대기질 과학자이자 이번 연구의 공동 저자인 태미 톰슨(Tammy Thompson)은 “가장 중요한 점은 대기 오염이 동네의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 공간적으로 크게 다르다는 것입니다.”라고 말했습니다. "사람들이 호흡하는 공기는 크게 다를 수 있으며 일반적인 규제 모니터와 EPA가 대기 오염을 통제하기 위해 사용하는 정책은 이 규모를 포착할 수 없습니다."
대기 질 패턴은 예상대로이며 교통 및 산업 지역 주변의 오염 수준이 높습니다. 평균 소득이 낮고 흑인 거주자 비율이 높은 지역에서 오염 물질 수준이 더 높으며 이는 잘 알려진 환경 정의 문제를 확인시켜 줍니다. 이 패턴은 100년 전 주택 소유자의 대출 회사가 "위험한" 동네의 윤곽을 빨간색 잉크로 표시한 지도를 그렸던 레드라이닝 정책으로 거슬러 올라갑니다. 레드라인이 표시된 지역은 주로 유색인종인 주민들을 둘러싼 산업 활동으로 인해 공기 질이 더 나쁜 경우가 많습니다. 도시 계획가들은 고속도로 건설을 정당화하고 소위 위험한 지역에 산업체를 허용하여 환경 문제를 악화시키는 것을 정당화하기 위해 이러한 지도를 사용합니다.
Lin은 "대기질은 새로운 문제가 아닙니다. 대기질 문제는 수십 년 동안 있어왔고 상황은 아마도 그때보다 더 나빴을 것입니다"라고 Lin은 말했습니다. "I-15 통로를 따라 모두 레드라인이 표시된 주거 지역이 있습니다. 안타깝게도 80년 전에 레드라인이 표시된 커뮤니티가 여전히 존재한다는 것을 입증하는 연구가 꽤 많이 있습니다. 이 커뮤니티는 여전히 대기 질 문제로 어려움을 겪고 있습니다. 투자가 부족한 커뮤니티인 경향이 있기 때문에 인종 차별의 유산이 여전히 존재합니다."
Google 스트리트 뷰 차량에 장착된 연구용 장비는 주변에서 유입되는 주변 공기를 측정하고 자동차, 트럭, 오프로드 차량 및 발전소에서 배출되는 아산화질소(NOx)를 포함한 주요 대기 오염물질의 화학적 특징을 해결합니다. 온로드 및 오프로드 디젤 차량과 산업용 가마의 불완전 연소로 인한 블랙 카본(BC); 먼지나 재로 인한 미세먼지(PM2.5); 주로 매립지에서 나오는 메탄입니다. 연구원들은 운전자들에게 North Salt Lake의 산업 지역부터 Cottonwood Heights 및 West Jordan과 같은 남쪽의 주거 지역에 이르기까지 26개 지역 사회의 공기 샘플을 채취하도록 지시했습니다. 연구자들이 선택한 지역은 흑인 거주자 비율, 평균 소득 34,000~100,000명, 산업 또는 주택 건설이 밀집된 지역 등 계곡 전체에 걸쳐 매우 다양한 인구통계학적 구성을 나타냅니다.
대부분의 오염물질은 우리가 이미 알고 있는 것, 즉 계곡의 고속도로를 따라 NOx, PM2.5, BC 및 CO2의 수준이 높아진 것을 강화하는 강력한 패턴을 보여주었습니다. 한 가지 오염물질의 수준이 높은 지역은 여러 오염물질을 배출하는 단일 배출원이나 중복되는 배출원에서 발생하는 다른 오염물질의 수준도 높은 지역일 가능성이 높습니다.
"'도로가 오염됐다'고 말하는 건 좀 지루해요. 모두가 그것을 알고 있습니다. 그렇죠? 그래서 우리는 도로 너머의 오염원을 찾기 위해 데이터를 사용하고 싶습니다."라고 Lin은 말했습니다. 저자는 두 가지 잘 알려진 오염원(하나는 대규모 매립지 메탄 발생원이고 다른 하나는 PM2.5의 알려진 자갈 구덩이 발생원)에 대한 사례 연구를 통해 Lin의 새로운 대기 모델링 방법을 테스트했습니다. 그런 다음 이 모델을 적용하여 솔트레이크시티 공항 남쪽 산업 지역에서 이전에 알려지지 않았던 PM2.5 상승 지역을 분석했습니다.
저자들은 일시적인 오염원(예: 가스 누출)과 영구적인 오염원(예: 산업 오염원)을 식별하는 것을 포함하여 다른 곳에서 이 새로운 방법을 사용하여 오염 핫스팟을 식별하여 도시를 더욱 안전하게 만들 수 있기를 바랍니다. 이동 보초는 정책 입안자가 자원을 보다 효율적으로 사용하여 시민에 대한 피해를 완화하는 규정을 개발하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
저자는 "Air Tracker"와 같은 프로젝트에 대기 모델을 사용하기를 희망합니다. Air Tracker는 사용자가 지역 사회에서 대기 오염의 가능한 원인을 찾는 데 도움이 되는 최초의 웹 기반 도구입니다. Air Tracker는 신뢰할 수 있는 실시간 과학 모델을 기반으로 작동하며 대기 오염 및 기상 데이터와 통합됩니다. 미국 대학, 유럽 환경 기금 및 카네기 멜론 대학의 CREATE 연구소와 협력하여 개발된 이 앱은 사용자가 오염 농도 및 잠재적 원인을 포함하여 호흡하는 공기에 대해 더 많이 알 수 있도록 도와줍니다. 항공 추적기는 이미 솔트레이크시티 밸리에 설치되어 있으며 앞으로 몇 달 안에 전국의 더 많은 지역으로 확대될 예정입니다.
환경 개발 재단(Environmental Development Foundation)의 톰슨(Thompson)은 “이 작업은 많은 중요한 환경 정의 문제를 다루고 있습니다.”라고 말했습니다. "우리는 다양한 지역사회의 평균 대기 오염을 이해하고 왜 차이가 있는지, 왜 핫스팟이 있는지, 그리고 이에 대해 무엇을 할 수 있는지 이해해야 합니다. 대기 오염의 불평등과 전국적으로 우리가 호흡하는 공기에 대해 점점 더 많이 알게 될수록 그것은 정말 정말 중요합니다."
참고: John C. Lin, Ben Fasoli, Logan Mitchell, Ryan Bares, Francesca Hopkins, Tammy M. Thompson 및 Ramón A. Alvarez의 "모바일 측정과 대기 모델링을 결합하여 도시 오염 물질의 극지역 소스 식별", 2023년 8월 2일 "대기 환경" 저널에 게재.
DOI:10.1016/j.atmosenv.2023.119995
컴파일된 소스: ScitechDaily