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卡内基梅隆大学新闻

几乎免费实现空气质量数据的民主化

Man in lab wearing colorful shirt

由于空气质量监测器的成本很高,许多国家没有定期监测污染物的工具。如果没有常规测量,政策制定者就无法做出基于证据的政策决策,以减少细颗粒物(PM2.5)暴露并改善人类健康。

为了解决这个问题,机械工程研究教授阿尔伯特·普雷斯托(Albert Presto)找到了一种低成本的方法,使用玻璃纤维滤带量化PM2.5中的黑碳,这些滤带已被世界各地的部分美国大使馆收集。

“对于这个项目,我们从全球南方开始,因为在非洲,对空气质量数据的需求最大,”Presto说。

该团队从美国驻科特迪瓦、加纳和埃塞俄比亚大使馆收集了磁带,并将其颗粒物与匹兹堡一个地点收集的颗粒物进行了比较。为了测试空气质量,研究人员使用手机摄像头拍摄了定制设计的参考卡顶部胶带上的过滤点。通过对每张照片应用图像处理算法,他们可以提取照片的红色比例值。该值使他们能够识别收集过滤器一天中一小时的空气黑碳浓度。

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使用这种方法,研究人员可以更好地了解污染物来源。黑碳被认为是一种短期的气候强迫因素,因为它吸收光的方式,从而使大气变暖。例如,如果沉积在冰川上,冰川会融化得更快。

该研究的结果强调了发展中国家加强空气质量监测的必要性。撒哈拉以南非洲国家的黑碳PM 2.5水平比匹兹堡收集的黑碳PM2.5 水平高出四倍。

“我们的流程是思考低成本分析的一种新方法,”Presto说。“由于磁带已经被收集起来,我们分析的边际成本接近于零。这种方法可以使空气质量数据民主化,因为有很多团体可以从其他大使馆收集磁带并进行自己的分析,几乎不需要任何成本。

Presto渴望与更多的大使馆合作,并探索他的团队还可以从录像带中学到什么。他们目前正在探索一种在溶剂中提取过滤器的新方法,以准确揭示 PM2.5 全天的其他成分。

“从外太空监测空气质量的工作越来越多,但要做到这一点,我们需要在地面上收集数据来验证调查结果,”他说。“使用这种方法,我们可能会增加可以将卫星测量结果与地面数据进行比较的位置数量。我们还可以向世界各国提供更多数据。

新闻旨在传播有益信息,英文版原文来自 https://www.cmu.edu/news/stories/archives/2024/may/democratizing-air-quality-data-at-nearly-no-cost