Une étude révolutionnaire de l'Université de l'Utah et d'EDF a utilisé des voitures Google Street View pour effectuer une surveillance détaillée de la qualité de l'air dans la vallée du Lac Salé. Cette étude révèle des points chauds de pollution hyperlocale, met en évidence les problèmes de justice environnementale et marque des progrès significatifs dans la compréhension et la lutte contre les impacts inégaux 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 voitures Google Street View) parcourent les quartiers et collectent des données très détaillées sur la qualité de l'air. Cet échantillonnage complet a révélé de nettes différences dans les niveaux de pollution dans différentes zones. De plus, une nouvelle technique de modélisation atmosphérique a été développée pour identifier 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 méthode innovante de surveillance de la qualité de l'air dans la vallée du Lac Salé. Ils ont équipé deux voitures Google Street View de détecteurs mobiles de pollution atmosphérique capables d’identifier les points chauds de pollution hyperlocale.
Dans les mois qui ont suivi, John Lin, professeur de sciences atmosphériques à l'université, a développé une technique de modélisation révolutionnaire. Cette approche combine la modélisation de la configuration du vent et l'analyse statistique pour retracer les contaminants jusqu'à leur source exacte. Cette technologie offre un niveau de suivi de la pollution plus détaillé que les méthodes traditionnelles de surveillance de la qualité de l’air, qui évaluent généralement la qualité de l’air dans des zones urbaines entières.
Une étude menée par des universités américaines et l'Environmental Defence Fund (EFD) a récemment publié ses résultats dans la revue Atmospheric Environment.
"Avec les véhicules mobiles, vous pouvez les envoyer partout où ils peuvent se rendre pour cartographier la pollution, y compris les sources de pollution en bordure de route qui n'ont pas été détectées lors des contrôles précédents", a déclaré Lin. "Je pense que l'idée de sentinelles itinérantes est réalisable pour de nombreuses villes."
Les chercheurs ont installé des instruments de qualité de l'air sur les véhicules et ont demandé aux conducteurs de rechercher les zones résidentielles rue par rue, en collectant un échantillon d'air chaque seconde, établissant ainsi un ensemble massif de données sur les concentrations de polluants atmosphériques dans la vallée du Lac Salé de mai 2019 à mars 2020. Les observations ont produit la carte à échelle fine la plus haute résolution des points chauds de pollution à ce jour - les données ont capturé les changements dans un rayon de 200 mètres (environ deux terrains de football).
"Ce qu'il faut retenir, c'est que la pollution de l'air varie considérablement dans l'espace d'un bout à l'autre d'un quartier", a déclaré Tammy Thompson, scientifique principale en qualité de l'air à EDF et co-auteur de l'étude. "L'air que les gens respirent peut varier considérablement, et les moniteurs réglementaires typiques et les politiques utilisées par l'EPA pour contrôler la pollution de l'air ne peuvent pas capturer cette échelle."
Les tendances en matière de qualité de l’air sont conformes aux attentes, avec des niveaux de pollution plus élevés autour des zones de circulation et des zones industrielles. Les niveaux de contaminants sont plus élevés dans les quartiers aux revenus moyens plus faibles et aux proportions plus élevées de résidents noirs, confirmant des préoccupations bien connues en matière de justice environnementale. Cette tendance remonte aux politiques de redlining il y a un siècle, lorsque les sociétés de prêt aux propriétaires dessinaient des cartes décrivant les quartiers « dangereux » à l’encre rouge. Les quartiers marqués par des lignes rouges ont souvent une qualité de l'air de moins bonne qualité en raison de l'activité industrielle entourant les habitants, qui sont souvent des personnes de couleur. Les urbanistes utilisent ces cartes pour justifier la construction d’autoroutes et l’autorisation d’entreprises industrielles dans des zones dites dangereuses, exacerbant ainsi les problèmes environnementaux.
"La qualité de l'air n'est pas un problème nouveau. Les problèmes de qualité de l'air existent depuis des décennies et la situation était probablement pire à l'époque", a déclaré Lin. "Tout au long du corridor I-15 se trouvent des zones résidentielles qui ont été marquées d'un rouge. Malheureusement, de nombreuses recherches prouvent que les communautés marquées d'un rouge d'il y a 80 ans existent toujours. Ces communautés sont toujours aux prises avec des problèmes de qualité de l'air. L'héritage de la discrimination raciale existe toujours parce qu'elles ont tendance à être des communautés sous-investies."
Les instruments de qualité recherche montés sur les véhicules Google Street View mesurent l'air ambiant aspiré de l'environnement et résolvent les signatures chimiques des principaux polluants atmosphériques, notamment l'oxyde nitreux (NOx) émis par les voitures, les camions, les véhicules tout-terrain et les centrales électriques ; le carbone noir (BC) provenant d'une combustion incomplète dans les véhicules diesel routiers et hors route et les fours industriels ; les particules fines (PM2,5) provenant de la poussière ou des cendres ; et du méthane, provenant principalement des décharges. Les chercheurs ont demandé aux conducteurs d'échantillonner l'air dans 26 communautés, allant des zones industrielles de North Salt Lake aux zones résidentielles aussi loin au sud que Cottonwood Heights et West Jordan. Les quartiers sélectionnés par les chercheurs représentent une composition démographique très différente à travers la vallée, notamment des proportions de résidents noirs, des revenus moyens allant de 34 000 à plus de 100 000 et des zones dominées par la construction industrielle ou résidentielle.
La plupart des polluants présentaient une tendance forte qui renforçait ce que nous savions déjà : des niveaux élevés de NOx, PM2,5, BC et CO2 le long des autoroutes de la vallée. Les zones présentant des niveaux plus élevés d’un polluant sont susceptibles d’être des zones présentant des niveaux plus élevés d’autres polluants, provenant soit d’une source unique émettant plusieurs polluants, soit de sources qui se chevauchent.
"C'est un peu ennuyeux de dire 'il y a de la pollution sur la route'. Tout le monde le sait. N'est-ce pas ? Nous voulons donc utiliser les données pour trouver les sources de pollution au-delà de la route", a déclaré Lin. Les auteurs ont testé la nouvelle méthode de modélisation atmosphérique de Lin avec des études de cas de deux sources de pollution bien connues - l'une une grande source de méthane dans une décharge et l'autre une source connue de PM2,5 dans une gravière. Ils ont ensuite appliqué le modèle pour analyser des zones jusqu’alors inconnues de niveaux élevés de PM2,5 dans une zone industrielle au sud de l’aéroport de Salt Lake City.
Les auteurs espèrent que d’autres endroits utiliseront cette nouvelle méthode pour identifier les points chauds de pollution afin de rendre leurs villes plus sûres, notamment en identifiant les sources temporaires de pollution (telles que les fuites de gaz) et les sources permanentes de pollution (telles que les sources de pollution industrielle). Les sentinelles itinérantes peuvent aider les décideurs politiques à élaborer des réglementations qui utilisent les ressources plus efficacement pour atténuer les dommages causés aux citoyens.
L'auteur espère utiliser le modèle atmosphérique pour des projets tels que "Air Tracker". Air Tracker est le premier outil Web destiné à aider les utilisateurs à trouver les sources possibles de pollution atmosphérique dans leurs communautés. Air Tracker fonctionne sur des modèles scientifiques fiables en temps réel et est intégré aux données sur la pollution atmosphérique et les conditions météorologiques. Développé en partenariat avec des universités américaines, le Fonds européen pour l’environnement et le laboratoire CREATE de l’Université Carnegie Mellon, il aide les utilisateurs à en savoir plus sur l’air qu’ils respirent, notamment sur les concentrations de pollution et leurs sources potentielles. Les trackers aériens sont déjà opérationnels dans la vallée de Salt Lake City et seront déployés dans davantage d'endroits à travers le pays dans les mois à venir.
"Ce travail touche à de nombreuses questions importantes de justice environnementale", a déclaré Thompson de l'Environmental Development Foundation. "Nous devons comprendre la pollution atmosphérique moyenne dans différentes communautés, puis comprendre pourquoi il existe des différences, pourquoi il existe des points chauds, et ce que nous pouvons faire pour y remédier. À mesure que nous en apprenons de plus en plus sur les inégalités en matière de pollution atmosphérique et d'air que nous respirons à travers le pays, c'est vraiment très important."
Référence : "Ultralocal source identification of urban pollutants by combinant mobile materials with atmosphérique modeling" par John C. Lin, Ben Fasoli, Logan Mitchell, Ryan Bares, Francesca Hopkins, Tammy M. Thompson et Ramón A. Alvarez, publié dans la revue "Atmospheric Environment" le 2 août 2023.
DOI:10.1016/j.atmosenv.2023.119995
Source compilée : ScitechDaily