Poluição atmosférica fora de Pequim, China, destaca a necessidade de compreender melhor as fontes de poluição do ar para melhorar a gestão e a política da qualidade do ar. Crédito:Amanda Fiore
A variação espacial em diferentes componentes da poluição do ar ajuda a identificar possíveis alvos para o controle da poluição.
A modelagem das relações espaciais entre os principais tipos de poluentes atmosféricos deu aos pesquisadores da KAUST novos insights sobre como eles se formam em diferentes regiões e estações. que poderiam orientar as políticas para gerenciar a poluição.
Cada ano, poluição do ar causa acidentes vasculares cerebrais, doenças pulmonares e cardíacas, e câncer de pulmão, que são responsáveis por milhões de mortes em todo o mundo. Embora a poluição do ar venha de várias formas, o fator principal são partículas menores que 2,5 micrômetros, ou 1/400 de um milímetro, que normalmente contém poeira e fuligem, bem como níveis significativos de produtos químicos, como sulfatos e amônio.
Um dos principais geradores de material particulado de 2,5 micrômetros (PM2,5) é uma reação química que transforma enxofre e nitrogênio gasoso - principalmente do escapamento de veículos e emissões de fábrica - em sulfato maior e mais tóxico, nitrato e moléculas de amônio. Porque mais da metade do PM2,5 pode ser composta por esses produtos químicos "secundários", a redução das emissões de enxofre e nitrogênio é vista como uma forma de reduzir os níveis de poluição do ar.
Uma abordagem baseada em polinômios para modelar a relação entre os componentes primários e secundários da poluição do ar revela os motores atmosféricos da poluição do ar e possíveis alvos para o controle da poluição. Reproduzido com a permissão de uma referência. Crédito:John Wiley
Identificar com precisão onde ocorrem as emissões nocivas pode ser um desafio, particularmente nas regiões em industrialização. Os estatísticos da KAUST Ying Sun e Wu Wang aplicaram uma abordagem estatística sofisticada para encontrar mais claramente os locais onde os fatores de poluição do ar são mais fortes e a usaram para analisar o padrão de emissões na China.
"As ações químicas do dióxido de nitrogênio e dióxido de enxofre com ozônio e amônia contribuem com uma parte considerável do PM2,5 total na China, "diz Wang." A relação espacialmente variável entre esses componentes primários e secundários é geralmente modelada estimando um parâmetro de relacionamento para cada local. Contudo, isso é computacionalmente intensivo e produz estimativas aproximadas e tendenciosas que ficam mais imprecisas nas bordas do mapa. Nosso método usa um número menor de locais de âncora e funções polinomiais para aproximar os parâmetros espacialmente variáveis, o que reduz bastante o tempo computacional. "
Os métodos anteriores estimam os parâmetros espacialmente variáveis para cada local separadamente e muitas vezes produzem distribuições amplamente variáveis, e assim, ofereceu uma visão limitada das causas atmosféricas regionais de geração de poluição. Wang e Sun, em vez disso, derivaram funções que variam suavemente em cada local de âncora usando a contribuição relativa de todos os pontos de dados na região usando uma "penalidade" para aumentar a distância.
"Nossa abordagem encontrou áreas mais quentes na China central, onde o nitrogênio tem uma contribuição maior para o PM2,5 total no verão, "diz Wang." Controlar o nitrogênio nessas áreas é, portanto, uma estratégia viável para reduzir o total de PM2,5. Esta abordagem pode ser útil para o desenvolvimento de estratégias de controle da poluição e políticas de saúde pública. "
