Smogpatrulje

Da hans fly lander, kigger MIT-professor og nobelpristager Mario Molina gennem vinduet og ser himlen skifte fra blå til brun. En tyk sky af røg og støv truer byen nedenfor, og Molina kan se snesevis af biler, lastbiler og busser bøvse udstødningen op i himlen. Når han først er på jorden, træder han udenfor og mærker straks hans lunger brænde. Han kan næsten ikke skimte ringen af ​​bjerge i den diset horisont. Så ved Molina, at han er i Mexico City, hans hjemby og en af ​​de mest forurenede byer i verden.

Denne scene gentages mange gange om året. Molina tager hyppige ture til Mexico City for at studere effektive luftforureningskontrolstrategier. Han er en af ​​lederne af et forskerhold hentet fra MIT's integrerede program om by, regional og global luftforurening - som ledes af hans kone Luisa - Harvard School of Public Health og andre amerikanske, mexicanske og europæiske institutioner. Med finansiering fra MIT, den mexicanske regering og National Science Foundation måler forskerne forurening fra forskellige kilder og i forskellige områder af byen og bruger disse oplysninger til at hjælpe med at udarbejde metoder til forureningskontrol. Deres mål er at finde brugbare løsninger for Mexico City og bruge dem som en model til at bekæmpe luftforurening i andre megabyer.

Messen i Mexico City

Med næsten 20 millioner indbyggere er Mexico City det næststørste byområde i verden (efter Tokyo). Mere end 3,5 millioner køretøjer og omkring 35.000 industrier sameksisterer der og producerer tusindvis af tons forurenende stoffer hver dag. På grund af det varme klima og store højder samles forurenende stoffer i dalen, fanget af de omkringliggende bjerge - og sollys omdanner dem kemisk til andre, mere farlige forbindelser, der ophobes i atmosfæren og danner smog. I modsætning til store amerikanske byer, hvor koncentrationer af visse forurenende stoffer kun overskrider acceptable grænser et par gange om året, overskrider Mexico City disse grænser næsten 300 dage om året. Byen er ved at kvæle sig selv.

For et par årtier siden var problemet endnu værre. For at bekæmpe det gennemførte den mexicanske regering en aggressiv luftkvalitetsstyringskampagne i løbet af 1990'erne, hvilket reducerede forureningen og niveauerne af giftige forbindelser, såsom bly brugt i brændstof, markant. Nogle af de foreslåede kontrolforanstaltninger var dog for dyre at implementere. Som følge heraf er befolkningen stadig udsat for farlige koncentrationer af luftbårne forurenende stoffer.

Problemet har ingen enkelt, umiddelbar løsning. Effektive strategier skal balancere økonomiske, sociale og teknologiske faktorer, da foranstaltninger som f.eks. restriktioner for køretøjscirkulation har en direkte indvirkning på økonomien og på folks mobilitet. Udfordringen er at få forureningen til at falde, mens byen stadig vokser, siger Molina, der vandt Nobelprisen i kemi i 1995 for at være med til at afsløre, at chlorfluorcarbon-gasser - tidligere brugt som drivmidler i spraydåser og som kølemidler i klimaanlæg - blev ødelægger jordens ozonlag.

Smogforskningen udført af Molinas' gruppe er grundlaget for det strategiske planlægningsaspekt af et 10-årigt luftkvalitetsprogram for byen. Gruppen hjælper mexicanske politiske beslutningstagere med at besvare spørgsmål som: Hvilke forbedringer er monetært mulige og vil ikke påvirke produktivitet og mobilitet? Hvilke forurenende stoffer og kilder skal målrettes? Skal regeringen indføre restriktioner for køretøjers alder, ændre sammensætningen af ​​brændstoffer eller lukke industrianlæg i nærheden af ​​byen? For at hjælpe med at besvare disse spørgsmål vil holdet bruge data, det har indsamlet om forurenende stoffer, til at forbedre sin atmosfæriske computermodel, som simulerer luftens kemi og viser, hvad der ville resultere, hvis forskellige variabler blev ændret. Vi har brug for et værktøj til at vurdere, hvad de forskellige foreslåede strategier vil gøre. Det er et værktøj til at besvare hvad-hvis-spørgsmål, siger Molina, nu institutprofessor. På den måde kan vi prioritere tiltagene, finde de mest effektive.

Mexico har aldrig udført en atmosfærisk vurdering som denne før, ifølge Adrin Fernndez, generaldirektør for forskning i by-, regional- og global forurening ved National Institute of Ecology, forskningsafdelingen af ​​Mexicos miljøministerium. Det er første gang, der er så mange mennesker fra forskellige områder, der arbejder på en koordineret måde for at gå dybt ind i problemets rødder, siger Fernndez.

Mobilt laboratorium

MIT-holdet begyndte sit arbejde i 1999 ved at udføre nogle foreløbige undersøgelser for at vurdere forskellige strategier for luftforureningskontrol. Forskerne forsøgte at bruge deres computermodel til at simulere atmosfærisk kemi, men de ramte en mur: mangel på pålidelige data om forureningskilder. Uden at finde ud af, hvor forureningen kom fra, hvornår forurenende stoffer var værst i løbet af dagen og året, og hvilke områder af byen, der blandt andet led den værste forurening, havde de svært ved at evaluere hvad nu hvis scenarierne for forureningskontrol.

Dette behov for nøjagtige data førte til en omfattende, fem ugers feltmålingskampagne, der havde til formål at udpege forureningsniveauer og kilder med en grad af specificitet, som aldrig før var blevet opnået. Kampagnen blev afsluttet sidste forår. Mere end 30 institutioner i USA, Mexico, Tyskland, Schweiz og Sverige deltog. Indsatsen krævede en stor logistisk koordinering og en masse sofistikeret udstyr.

Det fremmeste blandt forskningsværktøjerne var en varevogn med avancerede instrumenter til en værdi af 1,5 millioner dollars til at identificere gasser og partikler og måle deres koncentrationer i realtid. (Konventionelle målemetoder, hvor papirfiltre udsættes for forurening og senere analyseres i et laboratorium, tager normalt timer eller endda dage.) Dette mobile laboratorium, udviklet af Billerica, MA-baserede Aerodyne Research, jagtede biler, førerhuse, lastbiler, busser og colectivos-22-sæders mikrobusser-for at måle deres emissioner. Varevognen var også udstyret med en Global Positioning System-modtager, et kamera og et speedometer, så forskerne kunne korrelere de målte emissioner med hvert køretøjs egenskaber og med køreforholdene.

Det er som en jagt, siger Linsey Marr, en postdoc, der deltog i feltkampagnen. Du kører rundt, og når du ser et køretøj, du vil jagte, forsøger du at blive lige bagved det og følge det tæt nok på, så andre køretøjer ikke kommer imellem. Forskerne i varevognen ved siden af ​​chaufføren og tre i ryggen holdt øjnene på adskillige skærme og jublede, da de kom bag en stor, snavset diesellastbil, og en spids dukkede op i grafen, der overvågede kuldioxidkoncentrationen. Det betød, at de var lige i lastbilens fane.

Men det var ikke altid let at jagte forurenerne. Nogle lastbilchauffører var mistænkelige for at blive fulgt af en varevogn med mærkelige instrumenter, der stak ud af den. De trak til side af vejen og stoppede. Og det var næsten håbløst at følge frygtløse taxachauffører rundt i Mexico City. Til sidst måtte en af ​​forskerne hyre en taxa og bede chaufføren om, ja, at køre langsomt.

Nogle gange parkerede forskerne varevognen i en eller to dage i en bestemt region af byen for at opnå mere nøjagtige målinger for det område. De konstruerede således et detaljeret kort over forureningen i byen. Feltkampagnen involverede også målinger i projektets hovedkvarter, som med vilje var placeret i et stærkt forurenet område. Dataene indsamlet der og i varevognen vil i sidste ende bidrage til bedre forudsigelser af atmosfærisk kemi.

Af John MacNeill.

Tidlige resultater

Indtil videre har målingerne afsløret ekstremt høje koncentrationer af forurenende stoffer som ozon og såkaldte partikler. I stratosfæren blokerer ozon for solens skadelige ultraviolette stråling, men ved jordoverfladen er det en giftig gas, der irriterer lungerne. Partikler - mikroskopiske partikler af kulstof og andre forbindelser - er endnu farligere, fordi det trænger dybt ned i lungerne og kan forårsage alvorlige luftvejssygdomme. En reduktion på 10 procent i koncentrationen af ​​fine partikler ville repræsentere en sundhedsfordel i størrelsesordenen 2 milliarder dollars om året i reducerede hospitalsomkostninger og produktivitetstab, ifølge Harvard School of Public Health-gruppen.

Derudover opdagede forskerne visse kemikalier i Mexico Citys luft for første gang. Disse giftige stoffer, dannet når emissioner fra motorkøretøjer nedbrydes i atmosfæren i nærvær af sollys, var tidligere kun blevet påvist i laboratorieundersøgelser. De observerede også en vis usædvanlig kemisk aktivitet, sjældent set i andre byområder, i en gruppe af kræftfremkaldende forbindelser kaldet polycykliske aromatiske kulbrinter.

Gruppemedlemmer er først nu begyndt at analysere de hundredvis af gigabyte data, de har indsamlet. Med nøjagtige oplysninger håber de at forbedre deres forureningsmodeller og projektscenarier for forskellige former for forureningskontrolstrategier i Mexico City. For eksempel, hvad er virkningen af ​​f.eks. at forbedre den offentlige transport? Eller håndhævelse af regler om den maksimale alder for taxaer og mikrobusser? Vi gør det ikke kun på grund af videnskaben, siger Luisa Molina, der koordinerede feltkampagnen. Mange af disse eksperimenter er politikdrevne spørgsmål, som vi gerne vil vide.

I sidste ende håber forskerne, at deres arbejde i Mexico City vil føre til en løsning, der kan tilpasses andre forurenede megabyer, især dem i udviklingslande. Mange af disse byer, såsom So Paulo, Bangkok og Beijing, vokser stadig og har ikke råd til dyre antiforureningsforanstaltninger eller forskning. Det MIT-ledede projekt kunne give dem en forståelse af problemet, som de aldrig kunne opnå alene.

Det kan tage flere år, før alle resultaterne fra Mexico-projektet bliver tilgængelige, og befolkningen mærker de reelle effekter. Men Mario Molina er overbevist om, at arbejdet vil give fordele. Det sker allerede i et vist omfang, siger han. Vi accelererer bare processen og sikrer os, at den fungerer godt. Måske inden for et par år, når Molina igen flyver til sin hjemby, vil den tykke, brune sky, der dækker byen, være forsvundet.

skjule