Загрязнение воздуха в Кигали, Руанда: пространственная и временная изменчивость, влияние источников и влияние воскресений, свободных от автомобилей

Загрязнение окружающего воздуха, особенно мелкодисперсными частицами (PM2,5) и озоном (O3), связано с преждевременной смертностью людей и другими последствиями для здоровья, но мониторинг является недостаточным или вообще отсутствует в значительной части Африки. В Кигали, Руанда, для восполнения пробелов в данных о качестве воздуха были развернуты недорогие доступные в режиме реального времени мониторы с несколькими загрязнителями (RAMP) и монитор сажи (BC). Данные PM2.5 были скорректированы с использованием данных совпадающей краткосрочной кампании, в которой использовалась стандартная гравиметрия на основе фильтров, в то время как данные о газе были проверены путем сопоставления с эталонными мониторами монооксида углерода (CO) и O3 в Руандийской климатической обсерватории на горе Мугого, Руанда. За период с марта 2017 года по июль 2018 года среднее содержание PM2.5 в Кигали составило 52 мкг/м3, что значительно превышает Промежуточный целевой показатель 1 Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Среднее значение BC в исследовании составило 4 мкг/м3, что сопоставимо с городскими районами среднего размера в Индии и Китае и значительно выше, чем BC в городах развитых стран. Пространственная изменчивость между различными городскими фоновыми участками в Кигали, по-видимому, ограничена, в то время как PM2.5 на горе Мугого умеренно коррелирует с PM2.5 в Кигали. Резкий суточный профиль наблюдается как для PM2.5, так и для BC, причем показатель поглощения в ангстремах (AAE) указывает на то, что утренний пик связан с загрязнением воздуха в час пик, связанным с дорожным движением (TRAP), в то время как поздний вечерний пик может быть связан как с дорожным движением, так и с бытовым использованием биотоплива. PM2.5 в сухой сезон примерно в два раза превышает PM2.5 в последующие влажные сезоны, в то время как BC на 40-60% выше. На долю местных источников приходится по меньшей мере половина атмосферного PM2.5 во влажные сезоны и одна четверть в засушливые сезоны. Ограничения движения в некоторые воскресенья, по-видимому, снижают PM2.5 и BC на 10-12 мкг/м3 и 1 мкг/м3 соответственно, но это требует дальнейшего изучения. Озон в сухой сезон в Кигали может превышать нормы ВОЗ. Эти мониторы с низким уровнем выбросов могут сыграть важную роль в непрерывном мониторинге, необходимом для отслеживания эффективности политики борьбы с загрязнением, недавно внедренной в Руанде.

Air pollution in Kigali, Rwanda: spatial and temporal variability, source contributions, and the impact of car-free Sundays

Ambient air pollution, particularly fine particulate mass (PM2.5) and ozone (O3), is associated with premature human mortality and other health effects, but monitoring is scarce to non-existent in large parts of Africa. Lower-cost real-time affordable multi-pollutant (RAMP) monitors and a black carbon (BC) monitor were deployed in Kigali, Rwanda to fill the air quality data gap here. PM2.5 data were corrected using data from a coincident, short-term campaign that used standard filter-based gravimetry, while gas data were verified by collocation with reference carbon monoxide (CO) and O3 monitors at the Rwanda Climate Observatory at Mt Mugogo, Rwanda. Over March 2017-July 2018, the ambient average PM2.5 in Kigali was 52 µg/m3, significantly higher than World Health Organization (WHO) Interim Target 1. Study average BC was 4 µg/m3, comparable to mid-sized urban areas in India and China and significantly higher than BC in cities in developed countries. Spatial variability across various urban background sites in Kigali appears to be limited, while PM2.5 at Mt Mugogo is moderately correlated with PM2.5 in Kigali. A sharp diurnal profile is observed in both PM2.5 and BC, with the Absorption Angstrom Exponent (AAE) indicating that the morning peak is associated with rush-hour traffic-related air pollution (TRAP) while the late evening peak can be attributed to both traffic and domestic biofuel use. PM2.5 in the dry seasons is about two times PM2.5 during the following wet seasons while BC is 40-60% higher. Local sources contribute at least half the ambient PM2.5 during wet seasons and one-fourth during dry seasons. Traffic restrictions on some Sundays appear to reduce PM2.5 and BC by 10-12 µg/m3 and 1 µg/m3 respectively, but this needs further investigation. Dry season ozone in Kigali can exceed WHO guidelines. These lower cost monitors can play an important role in the continued monitoring essential to track the effectiveness of pollution-control policies recently implemented in Rwanda.