Crédito:Pixabay / CC0 Public Domain
Quando o vulcão Kilauea entrou em erupção em 2018, lava cobriu partes da Ilha do Havaí, mas uma névoa vulcânica, conhecido como "vog, "o inundou. O vog continha níveis perigosos de partículas finas e gás dióxido de enxofre, que ameaçou a saúde da população a favor do vento na ilha.
Em um novo estudo, uma equipe de cientistas usou uma rede de sensores de qualidade do ar de baixo custo para mapear a exposição dos residentes à poluição em tempo real, pela primeira vez. A nova solução para medir a qualidade do ar pode ajudar as populações no futuro a não adoecer, já que a poluição do ar é o maior fator de risco ambiental para mortalidade prematura em todo o mundo.
"Fomos capazes de estimar a exposição da população em escala precisa a vários poluentes, medir a transformação química das emissões vulcânicas, e fornecer observações em tempo real como parte dos esforços de gerenciamento de emergência, "disse Benjamin Crawford, Ph.D., autor principal e professor assistente do Departamento de Geografia e Ciências Ambientais da University of Colorado Denver. Crawford colaborou com pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e da Universidade do Havaí.
O estudo foi publicado na revista PNAS .
Monitoramento em tempo real durante um evento catastrófico
Antes de 2018, O vulcão Kilauea entrou em erupção continuamente em uma escala muito menor nos últimos 35 anos. No final de 2017, A equipe de Crawford iniciou um projeto para medir a qualidade do ar a favor do vento do vulcão fumegante, parceria com escolas locais para hospedar sensores.
"Nós pensamos que não havia pressa, "disse Crawford. A equipe tinha um punhado de protótipos de sensores de baixo custo (LCS) e tinha começado a estabelecer bases na ilha quando o vulcão começou a entrar em erupção em maio de 2018. O grupo entrou em ação. Eles voaram para o ilha e construímos a rede em 10 dias.
A equipe usou 30 nós projetados e implantados especificamente para monitorar uma mistura de dióxido de enxofre vulcânico primário (SO 2 ) gás e material particulado secundário (PM2.5) que compõe vog. O estudo foi o primeiro a usar uma rede de sensores de baixo custo em tempo real durante um evento de extrema qualidade do ar.
Rastreando a transformação química da pluma
A favor do vento da erupção, a equipe descobriu que as estações de rede mediam o pico de hora em hora PM2.5 e SO 2 concentrações que podem exceder 75 microgramas por m-3 e 1200 ppb, respectivamente. A densidade da rede LCS permitiu estimativas altamente granulares da exposição humana a ambos os poluentes durante a erupção - algo que era impossível usando medições pré-existentes da qualidade do ar.
A dinâmica da pluma expôs uma proporção muito maior (46,7%) da população da ilha a níveis elevados de PM2,5 fino do que em comparação com SO 2 (2%). Adicionalmente, a rede foi capaz de rastrear a evolução química da pluma vulcânica a favor do vento da erupção. As medições encontraram um SO médio 2 tempo de conversão de aproximadamente 36 horas, demonstrando pela primeira vez a capacidade das redes LCS distribuídas de observar a cinética da reação e quantificar as transformações químicas dos poluentes do ar em um ambiente do mundo real.
"Tínhamos uma boa ideia para onde estava indo a poluição, então fomos capazes de rastrear e medir a transformação química da pluma, "disse Crawford." Foi a primeira vez que pudemos observar a química da pluma e como ela viajava a favor do vento. Foi gratificante ver a nossa abordagem funcionar. "
Capacitar outras pessoas para medir a qualidade do ar
O monitoramento da qualidade do ar (AQ) é fundamental para compreender e, em última análise, minimizar a exposição das pessoas aos poluentes atmosféricos nocivos; Contudo, as medições baseadas na superfície permanecem relativamente esparsas em grande parte do mundo. Isso porque a maioria das medições da qualidade do ar vêm de redes administradas por governos, como estados ou a Agência de Proteção Ambiental (EPA) nos EUA. Esses instrumentos extremamente precisos são caros, o que limita a quantidade de sensores implantados. Na Ilha Grande do Havaí, havia seis estações de monitoramento permanentes em operação antes da erupção, uma das quais a lava foi destruída no início da erupção.
Em contraste, os sensores de baixo custo neste estudo são movidos a energia solar, unidades autônomas que podem se comunicar por meio de redes celulares e funcionar em locais remotos. A acessibilidade das unidades também permite que a equipe as entregue aos membros da comunidade para medir a qualidade do ar por conta própria. Seja durante uma erupção vulcânica, incêndios florestais, ou poluição urbana diária e smog, é importante dar às comunidades o poder de medir os próprios dados.
"Existe uma demanda por esse tipo de informação, "disse Crawford." É uma ótima maneira de democratizar os dados e permitir que as comunidades monitorem as violações da qualidade do ar independentemente de qualquer outra pessoa. Você pode capacitar as pessoas com o conhecimento para tomar suas próprias decisões. "
