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城市空气污染威胁全球环境,行人易受影响。研究人员为探究伦敦市中心行人对 PM2.5的暴露分布,结合移动监测数据和街景图像展开研究。结果发现暴露呈空间聚集性,且诸多因素与之相关。该研究为城市规划提供依据,助力改善行人环境。
在城市生活的人们,或许都有过这样的经历:走在车水马龙的街道上,能明显感觉到空气中弥漫着一股不太舒服的味道。没错,这就是空气污染在作祟。如今,空气污染已成为全球性的环境难题,尤其在城市地区,它对人们的健康产生了严重影响。在欧洲,空气污染物被视为危害健康的 “头号杀手”,2020 年,高达 96% 的欧洲城市居民暴露在超过世界卫生组织(WHO)健康标准的细颗粒物环境中。而行人,由于靠近城市交通且缺乏有效的防护,成为了受空气污染威胁的高危人群。
过往关于行人暴露于空气污染(Pedestrian Exposure to Air Pollution,PEAP)的研究,存在不少问题。一方面,很多研究将 PEAP 与空气污染水平混为一谈,或者只关注个体层面的暴露情况,忽略了人群规模的因素。要知道,那些污染严重但行人稀少的街道,其实际的暴露风险未必高,这对城市规划和环境治理来说至关重要。另一方面,在人群层面的 PEAP 研究中,估算行人数量也困难重重。传统的传感器检测方法成本高昂,安装地点受限;模拟模型虽然应用广泛,但设置过程繁琐,还可能简化了真实世界的复杂性;而移动信号数据虽然能精准定位行人,但价格不菲且难以获取。
为了解决这些问题,来自未知研究机构的研究人员开展了一项别具一格的研究,相关成果发表在《Applied Geography》杂志上。研究人员以伦敦市中心为研究区域,这里不仅拥有丰富的空气污染移动监测数据,而且人口密集、交通繁忙。他们将空气污染移动监测数据和街景图像(Street View Images,SVIs)相结合,通过地理加权回归(Geographically Weighted Regression,GWR)模型,深入探究了行人对 PM2.5(粒径小于等于 2.5 微米的颗粒物,是城市中常见且危害较大的污染物)的暴露水平以及其与城市建成环境因素之间的关系,同时还探讨了减轻行人暴露的干预措施。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,利用移动监测获取大量的空气污染数据,这种方式能够灵活地监测不同区域的污染情况,弥补了固定监测站点覆盖范围有限的不足;其次,引入街景图像,凭借其高空间覆盖率和易获取性,为研究提供了丰富的城市环境信息;最后,借助地理加权回归模型,分析不同变量在空间上对 PEAP 的影响,该模型的优势在于能够考虑到变量系数随空间位置的变化。
在研究结果方面:
- 行人暴露分布:研究人员通过将街道段行人高度的空气污染浓度与行人数量相乘,得到 PEAP 值并绘制了分布图。研究涉及 5533 个有效数据的路段,平均暴露行人值为 35.039 persons?μg/m3 ,最大值达到 505.131 persons?μg/m3。通过分析还发现,PEAP 水平存在季节性变化。
- 变量对 PEAP 的影响:利用 GWR 模型,研究人员发现,在大多数区域,归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI,用于衡量城市绿色度)的系数为负,这表明城市绿色度能够降低空气污染暴露水平。此外,商业用地、交通和运输设施、兴趣点(Points of Interest,POIs)、建筑高度以及街道高宽比等因素与暴露水平呈正相关。
研究结论和讨论部分意义重大。研究表明,行人暴露在研究区域内呈现空间聚集性,并且识别出了两个高暴露热点区域。根据空气污染水平和行人数量,研究人员还区分出了四种类型的路段。这些结果为城市规划者和管理者提供了重要参考,有助于他们制定针对性的策略,比如合理规划绿色基础设施,增加城市绿化面积,以减轻行人暴露于空气污染的风险,进而提升城市居民的整体健康水平。同时,该研究也为后续相关研究提供了新的思路和方法,推动了 PEAP 领域的进一步发展。