Czyste powietrze jest niezbędne dla zdrowego życia, ale według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) prawie 99% światowej populacji oddycha powietrzem przekraczającym dopuszczalne normy zanieczyszczenia powietrza. „Jakość powietrza to miara ilości substancji w powietrzu, w tym pyłów zawieszonych i zanieczyszczeń gazowych” – powiedziała Kristina Pistone, naukowiec z Centrum Badawczego NASA im. Amesa. Badania Pistone obejmują zarówno zagadnienia atmosferyczne, jak i klimatyczne, ze szczególnym uwzględnieniem wpływu cząstek atmosferycznych na klimat i chmury. „Zrozumienie jakości powietrza jest ważne, ponieważ wpływa ona na zdrowie i na to, jak dobrze możemy żyć i funkcjonować” – powiedziała Pistone. Spotkaliśmy się z Pistone, aby dowiedzieć się więcej o jakości powietrza i jej zauważalnym wpływie na zdrowie ludzi i środowisko.
Co składa się na jakość powietrza?
W Stanach Zjednoczonych Agencja Ochrony Środowiska (EPA) reguluje sześć głównych zanieczyszczeń powietrza: pył zawieszony (PM), tlenki azotu, ozon, tlenki siarki, tlenek węgla i ołów. Zanieczyszczenia te pochodzą ze źródeł naturalnych, takich jak pył zawieszony unoszący się do atmosfery w wyniku pożarów i pyłu pustynnego, lub z działalności człowieka, takiej jak ozon powstający w wyniku reakcji światła słonecznego z emisjami spalin samochodowych.
Jakie znaczenie ma jakość powietrza?
Jakość powietrza wpływa na zdrowie i jakość życia. „Tak jak potrzebujemy wody, tak samo musimy oddychać powietrzem” – powiedział Pistone. „Zaczęliśmy oczekiwać czystej wody, ponieważ rozumiemy, że potrzebujemy jej do życia i zdrowia, i tego samego powinniśmy oczekiwać od naszego powietrza”.
Niska jakość powietrza jest powiązana z problemami układu krążenia i oddechowego u ludzi. Krótkotrwała ekspozycja na dwutlenek azotu (NO2) może na przykład powodować objawy ze strony układu oddechowego, takie jak kaszel i świszczący oddech, a długotrwała ekspozycja zwiększa ryzyko rozwoju chorób układu oddechowego, takich jak astma czy infekcje dróg oddechowych. Ekspozycja na ozon może podrażniać płuca i uszkadzać drogi oddechowe. Ekspozycja na PM2,5 (cząstki stałe o średnicy 2,5 mikrometra lub mniejsze) powoduje podrażnienie płuc i jest powiązana z chorobami serca i płuc.
Oprócz negatywnego wpływu na zdrowie ludzi, zła jakość powietrza może negatywnie wpływać na środowisko, zanieczyszczając zbiorniki wodne poprzez zakwaszenie i eutrofizację. Procesy te niszczą rośliny, wyjaławiają składniki odżywcze z gleby i szkodzą zwierzętom.
Pomiar jakości powietrza: Wskaźnik Jakości Powietrza (AQI)
Jakość powietrza jest podobna do pogody; może się szybko zmieniać, nawet w ciągu kilku godzin. Do pomiaru i raportowania jakości powietrza Agencja Ochrony Środowiska (EPA) korzysta z amerykańskiego indeksu jakości powietrza (AQI). Wskaźnik AQI oblicza się, mierząc każdy z sześciu głównych zanieczyszczeń powietrza w skali od „dobrego” do „niebezpiecznego”, co daje łączną wartość liczbową AQI od 0 do 500.
„Zwykle, mówiąc o jakości powietrza, mamy na myśli, że w atmosferze znajdują się substancje, o których wiemy, że nie są korzystne dla ludzi, by stale nimi oddychali” – powiedział Pistone. „Dlatego, aby mieć dobrą jakość powietrza, poziom zanieczyszczenia musi być poniżej pewnego progu”. Miejscowości na całym świecie stosują różne progi „dobrej” jakości powietrza, które często zależą od tego, jakie zanieczyszczenia mierzą ich systemy. W systemie EPA wartość wskaźnika jakości powietrza (AQI) wynosząca 50 lub mniej jest uważana za dobrą, a 51–100 za umiarkowaną. Wartość wskaźnika jakości powietrza (AQI) między 100 a 150 jest uważana za niezdrową dla grup wrażliwych, a wyższe wartości są niezdrowe dla wszystkich; alarm zdrowotny jest wydawany, gdy wskaźnik AQI osiągnie 200. Każda wartość powyżej 300 jest uważana za niebezpieczną i często wiąże się z zanieczyszczeniem pyłowym pochodzącym z pożarów lasów.
Badania i dane dotyczące jakości powietrza NASA
Czujniki jakości powietrza stanowią cenne źródło danych o jakości powietrza na poziomie lokalnym.
W 2022 roku grupa Trace Gas Group (TGGR) w Centrum Badawczym NASA im. Amesa wdrożyła Inexpensive Network Sensor Technology for Exploring Pollution (Inspekcja Zanieczyszczeń), czyli INSTEP: nową sieć niedrogich czujników jakości powietrza, która mierzy różnorodne zanieczyszczenia. Czujniki te gromadzą dane o jakości powietrza w wybranych obszarach Kalifornii, Kolorado i Mongolii i okazały się przydatne w monitorowaniu jakości powietrza w sezonie pożarów w Kalifornii.
Misja „Airborne and Satellite Investigation of Asian Air Quality” (ASIA-AQ) z 2024 roku zintegrowała dane z czujników pochodzących z samolotów, satelitów i platform naziemnych, aby ocenić jakość powietrza w kilku krajach Azji. Dane zebrane z wielu instrumentów podczas tych lotów, takich jak Meteorological Measurement System (MMS) z NASA Ames Atmospheric Science Branch, są wykorzystywane do udoskonalania modeli jakości powietrza w celu prognozowania i oceny warunków jakości powietrza.
W ramach swojej działalności NASA dysponuje szeregiem satelitów obserwujących Ziemię oraz innymi technologiami do gromadzenia i raportowania danych o jakości powietrza. W 2023 roku NASA uruchomiła misję Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution (TEMPO), która mierzy jakość powietrza i zanieczyszczenie w Ameryce Północnej. Narzędzie NASA Land, Atmosphere Near real-time Capability for Earth Observations (LANCE) zapewnia prognozom jakości powietrza pomiary zebrane z wielu instrumentów NASA w ciągu trzech godzin od ich obserwacji.
Aby zapewnić zdrowe środowisko, możemy monitorować dane dotyczące jakości powietrza w czasie rzeczywistym. Poniżej przedstawiono czujniki, które mogą mierzyć różne parametry jakości powietrza.
Czas publikacji: 04.12.2024