Le carbone noir est le polluant atmosphérique le plus dangereux dont vous n'avez jamais entendu parler. Ses deux sources principales, les gaz d'échappement diesel et la fumée de bois provenant des incendies de forêt et du chauffage domestique, produisent des particules d'air ultrafines qui présentent jusqu'à 25 fois plus de danger pour la santé par unité que d'autres types de particules.
Malgré son danger, le carbone noir est sous-étudié en raison du manque d’équipement de surveillance. Les capteurs conformes aux normes réglementaires sont extrêmement coûteux à déployer et à entretenir, ce qui entraîne une couverture clairsemée dans des régions tristement célèbres pour leur mauvaise qualité de l'air, comme la grande zone métropolitaine de Salt Lake City, dans l'Utah.
Une étude menée par l'Université de l'Utah a révélé que l'AethLabs microAeth MA350, un capteur portable et plus abordable, enregistrait les concentrations de carbone noir avec autant de précision que l'Aerosol Magee Scientific AE33, l'instrument le plus largement utilisé pour surveiller le carbone noir en temps réel.
Les chercheurs ont placé la technologie portable à côté d’un capteur réglementaire existant sur le site de la Division de la qualité de l’air de Bountiful Utah du 30 août 2021 au 30 août 2021. 8, 2022. La technologie AethLabs a enregistré des quantités presque identiques de noir de carbone aux échelles de temps quotidiennes, mensuelles et saisonnières. Les auteurs ont également montré que le microAeth pouvait faire la distinction entre les feux de forêt et les sources de trafic ainsi que l'AE33 à des échelles de temps plus longues.
Étant donné que le noir de carbone reste proche de la source, l'équipement doit être localisé pour fournir des lectures précises. La portabilité du microAethsensor permettrait la surveillance sur des sites fixes distants ou inaccessibles, ainsi que pour une utilisation mobile.
"Avoir une meilleure idée de l'exposition au carbone noir dans différents domaines est une question de justice environnementale", a déclaré Daniel Mendoza, professeur adjoint de recherche en sciences atmosphériques à l'Université de l'Utah et auteur principal de l'étude. « La partie ouest de la vallée du Lac Salé présente l'une des pires qualités de l'air de la région, en partie parce qu'elle est la plus proche des sources de pollution, mais nous n'avons pas la capacité de mesurer avec précision les concentrations de carbone noir. Démocratiser les données avec des capteurs fiables et robustes est une première étape importante pour protéger toutes les communautés. de la pollution atmosphérique dangereuse."
L'étude a été publiée le 1er février 2024 dans la revue Sensors. .
Les polluants de carbone noir sont un type de particules fines (PM2,5), une classe de particules d'air suffisamment petites pour être inhalées dans les poumons et absorbées dans la circulation sanguine. Le carbone noir est une véritable suie, produite lorsque les hydrocarbures ne brûlent pas complètement, et il a été démontré qu'elle migre vers le cœur, le cerveau, les tissus fœtaux et d'autres systèmes biologiques.
"La combinaison de l'augmentation des incendies de forêt provoqués par le changement climatique anthropique et de la croissance démographique constante le long du front Wasatch dans les décennies à venir entraînera de nouveaux défis de pollution auxquels l'Utah devra faire face", a déclaré Erik Crosman, professeur adjoint de sciences environnementales à la West Texas A&M University. et co-auteur de l'étude. "Le "micro" aéthalomètre portable MA350 pourrait être utilisé pour construire un meilleur réseau d'observation spatiale de capteurs de carbone noir précis mais moins coûteux dans toute la région."
Bien que les recherches suggèrent que l’exposition au carbone noir est 10 à 25 fois plus dangereuse pour la santé respiratoire et cardiovasculaire que les autres PM2,5, les conséquences à long terme sur la santé sont largement inconnues. Un réseau d’observation précis constitue la première étape pour établir le risque de maladie et créer des politiques de santé publique efficaces. Cette étude, financée par la Salt Lake City Corporation, vise à aider les régions où la qualité de l'air est mauvaise à établir une base de référence pour la répartition du carbone noir.
"Il est crucial que nous ciblions nos mesures pour identifier les sources de carbone noir les plus importantes et les plus pertinentes", a déclaré Drew Hill, co-auteur de l'étude qui dirige la science des données et les travaux de recherche appliquée chez AethLabs. "Nous avons ajouté une fonctionnalité ancrée dans des principes physiques pour fournir des estimations en temps réel de la quantité de carbone noir mesurée produite par la combustion de combustibles fossiles par rapport à la combustion de bois afin de permettre aux chercheurs et aux décideurs politiques de trianguler ces sources."
Après avoir établi la précision et la pertinence régionale du capteur portable, les chercheurs mesurent les niveaux de carbone noir autour de la vallée du Lac Salé, notamment en testant les concentrations présentes à l'intérieur des bâtiments scolaires.
"Tout d'abord, vous devez obtenir des mesures. Dans certains quartiers, vous pouvez examiner les concentrations de qualité de l'air, puis examiner le taux de cancer ou d'autres maladies dans ce quartier", a déclaré Mendoza, qui est également professeur adjoint adjoint à la Division de médecine pulmonaire. à l'Université de santé de l'Utah. "En obtenant des mesures avec un haut degré de précision, nous pouvons désormais vraiment réfléchir aux pistes sanitaires et politiques pour réellement protéger la santé pulmonaire de chacun."
Plus d'informations : Daniel L. Mendoza et al, Une comparaison à long terme entre les moniteurs de carbone noir AethLabs MA350 et Aerosol Magee Scientific AE33 dans la région métropolitaine du Grand Salt Lake City, Capteurs (2024). DOI :10.3390/s24030965
Fourni par l'Université de l'Utah
