Il est bien connu que la qualité de l'air contribue aux conditions de santé grâce à des études nationales sur les particules (PM). Cependant, il est de plus en plus évident que les particules les plus toxiques sont les particules ultrafines (PUF), ceux plus petits que 1/50ème du diamètre d'un cheveu humain. Les études sur les effets sur la santé des particules ultrafines n'ont pas été concluantes et incohérentes en raison de l'absence d'une étude UFP à l'échelle nationale, mais une équipe dirigée par les professeurs de l'Université Carnegie Mellon Albert Presto et Allen Robinson, chercheur postdoctoral Provat Saha, et des collaborateurs de l'Université de Washington et Virginia Tech, travaillé pour changer cela.

Dans le cadre du Centre de Solutions Air Climat et Énergie (CACES), l'équipe a développé la première estimation de modèle national pour les concentrations de particules ultrafines en suspension dans l'air. Le modèle conduira à terme à une meilleure compréhension des effets des PUF sur la santé, et pourrait un jour avoir un impact sur la politique de pollution de l'air. Les résultats ont été publiés dans Sciences et technologies de l'environnement.

Le projet initial du centre visait à déterminer comment mesurer la pollution de l'air à des résolutions spatiales et temporelles élevées. Après avoir terminé avec succès des études au niveau local, l'équipe a reconnu que la plupart des villes américaines partagent des similitudes - les gens achètent les mêmes voitures et s'arrêtent pour manger dans les mêmes restaurants de restauration rapide - les chercheurs ont donc développé une estimation nationale.

L'équipe a analysé un ensemble de données national sur la concentration en nombre de particules (PNC) qui consistait en des mesures sur site fixe de 19 emplacements urbains, 15 emplacements ruraux et quatre emplacements proches de l'aéroport. L'équipe a également utilisé son laboratoire mobile pour recueillir des données spatialement denses - le nombre de particules ultrafines dans une zone donnée (PNC) et la masse de ces particules (PM 2.5 ) de Pittsburgh, Pennsylvanie., Oakland, Californie, et Baltimore, Maryland

Avec ces données, l'équipe a créé un modèle de régression de l'utilisation des terres - un modèle statistique qui utilise l'utilisation des terres, comme le trafic sur les routes, pour prédire les concentrations dans des endroits où ils n'avaient pas de mesures. Ils ont conclu que le PNC urbain moyen est environ trois fois plus grand que le PNC rural. Les pics de PNC au centre-ville et dans les zones commerciales indiquent que les sources locales, y compris la circulation et la cuisine commerciale, conduire cette variation. En outre, ils ont constaté que PNC et PM 2.5 sont modérément corrélées à l'échelle de la ville mais non corrélées à l'échelle nationale. Cela indique qu'en allant de l'avant, les épidémiologistes qui étudient les effets sur la santé des PUF devraient se concentrer sur les effets de la PNC par rapport à ceux des PM 2.5 .

Les réglementations américaines actuelles en matière de pollution ciblent les PM 2.5 mais pas PNC. Parce que la PNC s'est avérée fortement liée au trafic et à la pollution de l'air urbain, et sa distribution intra-urbaine était différente de PM 2.5 , peut-être en ciblant les PM 2.5 ne suffit pas à réduire le PNC. Les réglementations devront probablement se concentrer spécifiquement sur les PNC afin de réduire les concentrations.

Avec ça, les recherches de l'équipe sur les PNC et PM 2.5 ne fait que commencer. Ils s'appuieront sur cette étude pour analyser les PM 2.5 d'après les sources, comme la circulation et la cuisine commerciale. Ils prévoient ensuite de dévoiler les résultats des deux études pour raconter l'histoire de la justice environnementale qui se cache sous eux.