城市規模的行人空氣污染暴露評估：以巴塞隆納為例

Conceitos essenciais

城市環境中行人暴露於空氣污染的程度會受到行人交通流量和污染物濃度在時間和空間上的複雜相互作用的影響，這需要有針對性的緩解策略。

Resumo

書目資訊

Armengol, J. M., Carnero, C., Rames, C., Criado, A., Borge-Holthoefer, J., Soret, A., & Solé-Ribalta, A. (2024). City-Scale Assessment of Pedestrian Exposure to Air Pollution: A Case Study in Barcelona. Urban Climate. preprint submitted.

研究目標

本研究旨在評估巴塞隆納市行人暴露於二氧化氮 (NO2) 的情況，並探討行人交通流量和污染物濃度在塑造暴露模式方面的作用。

研究方法

研究人員利用巴塞隆納市 147 個行人計數感應器收集的數據，結合高解析度 (25 公尺 × 25 公尺) 的 NO2 數據（透過空氣品質系統 CALIOPE-Urban 的偏差校正預測獲得），開發出一種評估行人暴露的方法。他們分析了 2019 年全年的時空暴露模式，並比較了不同空間尺度（人行道和人口普查區）的暴露程度。

主要發現

• 行人暴露的每日變化主要受行人交通流量的影響，傍晚時段的暴露程度最高。
• 行人暴露的每月變化主要受 NO2 濃度的影響，2 月份的暴露程度最高。
• 在空間分佈方面，市中心的暴露程度明顯高於其他地區，這凸顯了高解析度數據在捕捉局部暴露熱點方面的重要性。
• 與基於人口普查的靜態暴露評估相比，考慮行人移動性的暴露評估顯示出不同的空間模式，這表明需要針對不同公民群體制定有針對性的緩解策略。

主要結論

本研究強調了在城市環境中，行人交通流量和污染物濃度在時間和空間上的複雜相互作用會影響行人暴露於空氣污染的程度。研究結果為城市規劃者和決策者提供了重要的見解，幫助他們制定有效的策略，以減輕行人暴露於空氣污染的風險，例如管理交通流量、重新規劃行人路線以及在交通繁忙的路段和行人區之間設置物理屏障。

研究意義

本研究為評估城市規模的行人暴露於空氣污染提供了一種全面的方法，並強調了考慮行人移動性和高解析度污染數據的重要性。研究結果對城市規劃、公共衛生和環境政策具有重要意義。

研究限制和未來研究方向

本研究的重點是巴塞隆納市的行人暴露於 NO2 的情況，未來的研究可以探討其他城市和污染物的暴露模式。此外，本研究依賴於建模的 NO2 數據，未來的研究可以使用測量數據來進一步驗證研究結果。

Estatísticas

巴塞隆納市每天的行人步行次數為 300 萬次。
行人平均步行速度為每秒 1.34 公尺。
歐盟指令 2008/50/EC 規定，二氧化氮的年均值和小時限值分別為每立方公尺 40 微克和 200 微克。

Citações

Principais Insights Extraídos De

City-Scale Assessment of Pedestrian Exposure to Air Pollution: A Case Study in Barcelona

by Jan ... às arxiv.org 10-30-2024

https://arxiv.org/pdf/2410.22015.pdf

Perguntas Mais Profundas

除了交通管理和基礎設施改造，還有哪些創新策略可以有效減輕城市環境中的行人空氣污染暴露？

除了交通管理和基礎設施改造，以下是一些可以有效減輕城市環境中行人空氣污染暴露的創新策略：
1. 科技應用：

空氣品質預報和導航應用程式： 開發實時空氣品質預報和導航應用程式，讓行人可以規劃低污染路線，避開污染熱點。
穿戴式空氣品質感測器： 推廣穿戴式空氣品質感測器，讓行人可以實時監測自身暴露於空氣污染的程度，並採取相應的防護措施。
2. 綠色基礎設施：

城市綠牆和綠色屋頂： 在建築物外牆和屋頂建設綠牆和綠色屋頂，可以有效吸附和過濾空氣中的污染物。
城市森林和綠色廊道： 打造城市森林和綠色廊道，不僅可以改善空氣品質，還可以為行人提供遮蔭和降溫的效果。
3. 行為改變和公眾教育：

推廣綠色出行： 鼓勵步行、騎自行車和使用公共交通工具等綠色出行方式，減少機動車尾氣排放。
空氣品質健康教育： 加強公眾對空氣污染危害的認識，提高自我防護意識，例如在空氣污染嚴重時佩戴口罩。
4. 政策法規和經濟激勵：

制定更嚴格的排放標準： 對機動車、工業企業等污染源實施更嚴格的排放標準，從源頭上減少污染物排放。
實施擁堵收費和排污收費： 對在城市中心區域駕駛機動車輛的車主徵收擁堵費和排污費，鼓勵使用公共交通工具。
提供綠色出行補貼： 對購買新能源汽車、騎自行車和使用公共交通工具的市民提供補貼，鼓勵綠色出行。
5. 城市規劃和設計：

緊湊型城市發展： 推行緊湊型城市發展模式，縮短出行距離，減少交通擁堵和污染。
混合土地利用： 將住宅、商業和辦公等功能混合佈局，方便居民步行和騎自行車出行。

在評估行人暴露於空氣污染的健康風險時，如何將個人行為因素（例如步行路線選擇和步行速度）納入考量？

在評估行人暴露於空氣污染的健康風險時，將個人行為因素納入考量至關重要，因為這些因素會顯著影響個人實際接觸到的污染物濃度。以下是一些方法：
1. 微環境建模：

利用地理信息系統（GIS）技術： 結合空氣污染擴散模型和城市三維模型，模擬不同街道、建築物和綠化帶的空氣污染微環境。
考慮不同高度的污染物濃度差異： 由於污染物沉降和擴散特性，行人在不同高度會接觸到不同的污染物濃度。
2. 穿戴式感測器和移動應用程式：

收集個人暴露數據： 使用穿戴式空氣品質感測器和 GPS 追蹤設備，收集行人在不同路線和時間段的實際空氣污染暴露數據。
分析個人行為模式： 結合個人出行調查和移動應用程式數據，分析行人的步行路線選擇、步行速度和停留時間等行為模式。
3. 基於代理人的模型（ABM）：

模擬行人行為： 開發基於代理人的模型，模擬行人在城市環境中的移動軌跡，並根據其路線選擇、步行速度和周圍環境的污染物濃度，計算其累積暴露量。
評估不同策略的效果： 利用 ABM 模型，可以評估不同交通管理、城市規劃和個人行為改變策略對行人空氣污染暴露的影響。
4. 統計模型和機器學習：

建立暴露預測模型： 利用收集到的個人暴露數據、空氣污染監測數據和地理環境數據，建立統計模型或機器學習模型，預測行人在不同路線和時間段的空氣污染暴露風險。
識別高風險人群和區域： 利用預測模型，可以識別高風險人群和區域，並制定相應的干預措施。

如果將城市視為一個複雜系統，那麼城市規劃如何從系統的角度出發，以更全面和可持續的方式改善空氣品質和公共衛生？

將城市視為一個複雜系統，城市規劃需要從系統的角度出發，整合多個子系統和利益相關者，才能更全面和可持續地改善空氣品質和公共衛生。以下是一些策略：
1. 跨部門協作：

打破部門壁壘： 建立跨部門協作機制，例如環境保護、交通運輸、城市規劃、衛生健康等部門，共同制定和實施城市空氣品質改善計劃。
整合資源和政策： 將空氣品質改善目標納入城市發展總體規劃、交通規劃和環境保護規劃，並制定相應的政策和法規，確保各部門協同行動。
2. 多尺度規劃：

區域聯防聯控： 加強城市群和區域間的空氣污染聯防聯控，共同應對區域性空氣污染問題。
城市整體規劃： 在城市總體規劃中，優化城市空間結構，推行緊湊型城市發展模式，減少交通擁堵和污染。
社區精細化管理： 在社區層面，推廣綠色建築、綠色交通和綠色生活方式，營造健康宜居的生活環境。
3. 以人為本的設計理念：

優先考慮行人和騎車者的需求： 在城市規劃和交通設計中，優先考慮行人和騎車者的需求，建設安全、舒適、便捷的慢行交通系統。
創造更多綠色空間： 增加城市綠地、公園和綠色廊道，為市民提供更多休閒娛樂和呼吸新鮮空氣的場所。
4. 智慧城市技術應用：

建立城市空氣品質監測網絡： 利用物聯網、大數據和雲計算等技術，建立實時、精準的城市空氣品質監測網絡。
開發智慧交通管理系統： 利用智慧交通信號燈、交通誘導系統和公共交通優先策略，優化交通流量，減少交通擁堵和污染。
5. 公眾參與和社會共治：

提高公眾環保意識： 加強環境保護宣傳教育，提高公眾對空氣污染危害的認識，倡導綠色出行和健康生活方式。
鼓勵公眾參與： 建立公眾參與機制，讓市民參與到城市空氣品質改善計劃的制定和實施過程中，共同監督和改善城市環境。
總之，城市規劃需要從系統的角度出發，將城市視為一個複雜的、動態的系統，並採用跨部門、多尺度、以人為本和智慧化的策略，才能更有效地改善空氣品質和公共衛生，創造一個更加健康、宜居和可持續的城市環境。