Une étude pionnière menée par l’Université de l’Utah et EDF a utilisé les voitures Google Street View pour une surveillance détaillée de la qualité de l’air dans la vallée de Salt Lake. Révélant des points chauds de pollution hyper-locale et mettant en lumière les problèmes de justice environnementale, la recherche marque une avancée significative dans la compréhension et la lutte contre l’impact inégal de la pollution atmosphérique urbaine.
Dans la vallée du Lac Salé, des voitures équipées d’outils avancés de mesure de la qualité de l’air, similaires aux véhicules Google Street View, ont traversé les quartiers pour recueillir des données très détaillées sur la qualité de l’air. Cet échantillonnage complet a révélé des variations distinctes des niveaux de pollution au sein de différentes zones locales. De plus, une nouvelle technique de modélisation atmosphérique a été développée pour identifier avec précision les sources de ces émissions polluantes.
En 2019, une équipe de scientifiques atmosphériques de l’Université de l’Utah, en collaboration avec l’Environmental Defence Fund et d’autres partenaires, a introduit une approche innovante de surveillance de la qualité de l’air dans la vallée du Lac Salé. Ils ont équipé deux voitures Google Street View pour qu’elles fonctionnent comme des détecteurs mobiles de pollution atmosphérique, capables d’identifier les points chauds de pollution hyper-locale.
Au cours des mois suivants, John Lin, professeur de sciences atmosphériques à l’université, a développé une technique de modélisation révolutionnaire. Cette méthode combinait la modélisation de la configuration du vent et l’analyse statistique pour retracer les polluants jusqu’à leurs sources exactes. Cette technique a fourni un niveau de détail dans le suivi de la pollution qui a surpassé les méthodes plus larges et moins précises de surveillance de la qualité de l’air traditionnelle, qui évaluaient généralement la qualité de l’air sur des zones urbaines entières.
Dans une étude menée par l’U et l’Environmental Defence Fund (EFD) et récemment publiée dans la revue Environnement atmosphériqueles résultats sont là.
« Avec les véhicules mobiles, vous pouvez littéralement les envoyer partout où ils peuvent conduire pour cartographier la pollution, y compris les sources situées hors de la route et qui n’ont pas été détectées par les surveillances précédentes », a déclaré Lin, qui est également directeur associé du Wilkes Center for Climate Science & Politique. « Je pense que l’idée d’une sentinelle itinérante serait tout à fait réalisable pour de nombreuses villes. »
Un Google Street Car chargé d’instruments de qualité de l’air. Crédit : Logan Mitchell
Les chercheurs ont chargé les véhicules avec des instruments de qualité de l’air et ont demandé aux conducteurs de parcourir les quartiers rue par rue, en prélevant un échantillon d’air par seconde pour créer un ensemble de données massif sur les concentrations de polluants atmosphériques dans la vallée du Lac Salé de mai 2019 à mars 2020. Les observations ont donné Il s’agit de la carte la plus haute résolution jamais réalisée des points chauds de pollution à des échelles fines : les données capturent la variabilité dans un rayon de 200 mètres, soit environ deux terrains de football.
« Ce qu’il faut retenir, c’est qu’il existe une grande variabilité spatiale de la pollution atmosphérique d’un bout à l’autre d’un bloc. Il peut y avoir de grandes différences dans ce que les gens respirent, et cette échelle n’est pas prise en compte par les moniteurs réglementaires classiques ni par la politique utilisée par l’EPA des États-Unis pour contrôler la pollution de l’air », a déclaré Tammy Thompson, scientifique principale en qualité de l’air pour EDF et co-auteur. de l’étude.
Les tendances en matière de qualité de l’air étaient conformes aux attentes, avec une pollution plus élevée autour des zones de circulation et des zones industrielles. Les polluants étaient plus élevés dans les quartiers avec des revenus moyens plus faibles et un pourcentage plus élevé de résidents noirs, confirmant un problème bien connu de justice environnementale. Ce modèle tire son héritage des politiques de redlining d’il y a un siècle, lorsque la Homeowner’s Loan Corp. a créé des cartes qui délimitaient les quartiers « dangereux » à l’encre rouge. Les quartiers aux lignes rouges avaient souvent une mauvaise qualité de l’air en raison des activités industrielles qui coexistaient aux côtés des habitants, qui étaient souvent des personnes de couleur. Les urbanistes ont exacerbé les problèmes environnementaux en utilisant les cartes comme justification pour construire des autoroutes et autoriser les entreprises industrielles à pénétrer dans les zones dites dangereuses.
« La qualité de l’air n’est pas un problème nouveau. Cela existe depuis des décennies et des décennies, et c’était probablement bien pire à l’époque », a déclaré Lin. « Le couloir I-15 suit ces quartiers marqués par des lignes rouges. Et malheureusement, de nombreuses recherches soutiennent le fait que les quartiers à lignes rouges, datant d’il y a 80 ans, sont toujours importants. Il s’agit de quartiers toujours aux prises avec des problèmes de qualité de l’air. L’héritage de la discrimination raciale est toujours là parce que ce sont généralement des quartiers sous-investis.
Un schéma résumant les étapes du nouveau modèle atmosphérique pour la localisation des sources. Crédit : Lin et. al (2023) Atm. Environnement
Une vue de la pollution atmosphérique à l’échelle de la rue
Les instruments de recherche installés dans les voitures Google Street View mesuraient l’air ambiant pompé depuis l’environnement et distinguaient les signatures chimiques des principaux polluants atmosphériques, notamment les oxydes d’azote (NOx) émis par les automobiles, les camions, les véhicules non routiers et les centrales électriques ; le carbone noir (BC) provenant de la combustion incomplète des véhicules diesel routiers et hors route et des fours industriels ; particules fines (PM2.5) de la poussière ou des cendres ; et du méthane, provenant principalement des décharges. Les chercheurs ont demandé aux conducteurs d’échantillonner l’air de 26 quartiers, depuis les zones industrialisées de North Salt Lake jusqu’aux zones résidentielles aussi au sud que Cottonwood Heights et West Jordan. Les chercheurs ont choisi des quartiers qui représentaient des données démographiques contrastées à travers la vallée, notamment en termes de proportion de résidents noirs, de revenus moyens allant de 34 000 à plus de 100 000 et de zones dominées par des bâtiments industriels ou résidentiels.
La plupart des polluants présentaient une tendance forte qui renforçait ce que nous savons déjà : NOx, PM2.5Colombie-Britannique et CO2 les niveaux ont été élevés le long des autoroutes de la vallée. Les zones présentant des niveaux élevés d’un polluant étaient susceptibles d’être riches en autres polluants, soit provenant d’une source unique émettant plusieurs polluants, soit de sources superposées.
Une étude de cas pour tester le modèle atmosphérique afin de déterminer le point chaud d’émission de PM2,5 à proximité d’une exploitation de gravière. L’image Google Earth en c) montre la gravière, correspondant aux cellules de la grille présentant les corrélations les plus élevées en b). Crédit : Lin et. Al. (2023) Atm Environnement
« C’est plutôt ennuyeux de dire : « Eh bien, il y a de la pollution sur les routes ». Tout le monde sait ça. Droite? Nous voulions donc utiliser les données pour trouver les sources hors de la route », a déclaré Lin.
Les auteurs ont testé la nouvelle méthode de modélisation atmosphérique de Lin avec deux études de cas de sources de pollution bien connues : une importante source de méthane de décharge et une gravière connue de PM.2.5 source.
Ils ont ensuite appliqué le modèle pour analyser une zone jusque-là inconnue de particules élevées.2.5situé dans une zone industrielle juste au sud de l’aéroport de Salt Lake City.
Prochaines étapes
Les auteurs espèrent que d’autres endroits utiliseront la nouvelle méthode pour identifier les sources de pollution afin de rendre leurs villes plus sûres, notamment en identifiant les sources temporaires, telles que les fuites de gaz, et les sources permanentes, telles que les sources industrielles. Des sentinelles itinérantes pourraient aider les décideurs politiques à adopter des réglementations et à utiliser plus efficacement les ressources pour atténuer les dommages causés à leurs citoyens.
Les auteurs espèrent utiliser le modèle atmosphérique pour des projets tels que Air Tracker, un outil Web unique en son genre qui aide les utilisateurs à trouver la source probable de pollution atmosphérique dans leur quartier. Fonctionnant sur des modèles scientifiques fiables en temps réel et couplé à des données sur la pollution atmosphérique et météorologiques et développé en partenariat avec l’U, EDF et le laboratoire CREATE de l’Université Carnegie Mellon, Air Tracker aide les utilisateurs à en savoir plus sur l’air qu’ils respirent, y compris les concentrations de pollution et ses sources potentielles. Air Tracker est disponible dans la vallée de Salt Lake City et sera déployé dans davantage d’endroits à travers le pays au cours des prochains mois.
« Ce travail comporte de nombreux aspects importants en matière de justice environnementale », a déclaré Thompson de l’EDF. « Nous devons être capables de comprendre à quoi ressemble la pollution atmosphérique moyenne dans différentes communautés, puis de comprendre pourquoi il existe une variabilité et pourquoi il existe des points chauds, et donc ce que nous pouvons faire pour y remédier. C’est vraiment très important à mesure que nous en apprenons de plus en plus sur les inégalités en matière de pollution atmosphérique et sur ce que nous respirons à travers le pays.
La recherche a utilisé les ressources du Centre de calcul haute performance de l’Université pour calculer la répartition spatiale de la pollution et développer la méthodologie de localisation des sources d’émission.
Les autres auteurs de l’article sont Ben Fasoli du Département des sciences atmosphériques de l’Université, Logan Mitchell de l’Utah Clean Energy, Ryan Bares du Département de la qualité de l’environnement de l’Utah, Francesca Hopkins du Département des sciences de l’environnement de l’Université de Californie, Riverside et Ramón. Alvarez du Fonds de défense de l’environnement.
L’étude a été financée par le Fonds de défense de l’environnement.
