Fernerkundungstechnologie reduziert die städtische Luftverschmutzung

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Autoabgase enthalten giftige Gase. Bildnachweis: Pixabay / Alexei_other

Städte, die Emissionssensoren am Straßenrand einsetzen, um stark verschmutzende Fahrzeuge zu erkennen, zusammen mit einem Durchsetzungsprogramm zur Inspektion und Reparatur dieser Fahrzeuge, könnten die städtische Luftqualität erheblich verbessern, so neue Forschungsergebnisse.

Fahrzeugemissionen sind weltweit die größte Quelle städtischer Luftverschmutzung und wirken sich auf das Klima und die Gesundheit von Millionen von Menschen aus. Die Verringerung der Luftverschmutzung ist ein zentrales Ziel der Ziele der Vereinten Nationen für nachhaltige Entwicklung.

„Autoabgase enthalten giftige Gase wie Kohlenmonoxid, Stickoxide und Feinstaub, die Lungenkrebs, Herzinsuffizienz, Asthma und andere Krankheiten verursachen“, sagt der Co-Autor der Forschung, Professor John Zhou von der University of Technology Sydney (UTS). .

„Fernerkundungsgeräte verwenden einen Sensor und einen Lichtstrahl, um chemische Konzentrationen in Abgasen zu messen, wenn ein Fahrzeug vorbeifährt. Eine Kamera zeichnet das Nummernschild auf, sodass Fahrzeuge zur Inspektion und Reparatur identifiziert werden können“, sagte er.

Obwohl neue Autos Emissionsnormen erfüllen müssen, können ältere Autos, Autos mit hoher Laufleistung und Autos, die modifiziert oder schlecht gewartet wurden, eine schlechte Leistung und deutlich höhere Emissionswerte aufweisen, was zu einer hohen Luftverschmutzung führt.

UTS-Forscher arbeiteten mit dem Hong Kong Environmental Protection Department (HKEPD) und dem Hong Kong Vocational Training Council zusammen, um die Genauigkeit und Wirksamkeit des Fernerkundungsanwendungsprogramms aus Hongkong zu bewerten.

Sie untersuchten Daten vom Beginn des Programms im September 2014 bis Dezember 2018, die rund 2,9 Millionen Fahrzeugzählungen von mehr als 150 Überwachungsstellen umfassten. Sie überprüften auch Daten zur Überwachung der Luftqualität und Testdaten von Fahrgestellprüfständen.

Insgesamt wurden 16.365 stark emittierende Flüssiggas- und Benzinfahrzeuge durch Fernerkundung identifiziert und AU-Prüfbescheide ausgestellt. Davon wurden 96,3 % der Hochemitter erfolgreich repariert und bestanden anschließend den Hong Kong Transient Emission Test (HKTET).

Nur 1,4 % der Fahrzeuge haben den HKTET nicht bestanden und 2,3 % der Fahrzeuge haben den Test nicht bestanden, was zur Annullierung von 558 Fahrzeuglizenzen führte.

Die Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Wissenschaftler kommen voranfanden heraus, dass das Anwendungsprogramm für Fernerkundungsanwendungen in Hongkong zu einer signifikanten und kontinuierlichen Verringerung des Gehalts an schädlichen Chemikalien am Straßenrand und in der weiteren atmosphärischen Umgebung führte.

„Dies ist die erste Studie dieser Art, die die Vor-Ort-Messung von Fahrzeugemissionen mit Folgemaßnahmen zur Reparatur von stark schadstoffbelasteten Fahrzeugen verknüpft. Sie liefert politischen Entscheidungsträgern nicht nur Informationen zur Überwachung, sondern auch zur Umsetzung von Anwendungsprogrammen “, sagt der Erstautor. Yuhan Huang.

„Das Zielen auf den kleinen Teil der Hochemittenten für die Kontrolle der Fahrzeugemissionen reduziert die Kosten und die Reparaturzeit für Behörden und Fahrzeugbesitzer im Vergleich zu passiven Probenahmen oder regelmäßigen Inspektionen erheblich“, sagt er.

Forscher schätzen, dass die Gesamtmenge an Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid und Stickoxid um 22 %, 47 % bzw. 39 % reduziert werden kann, wenn alle Hochemittenten repariert werden.

Vom HKEPD durchgeführte Basistests zeigten, dass die Gesamtausfallraten für Benzin- und LPG-Fahrzeuge 13 % bzw. 63 % betrugen. Die Anteile großer Emittenten in Taxi- und Kleinbusflotten waren deutlich höher als bei Pkw.

Die schlimmsten Hochemittenten lagen über dem 10-fachen des Grenzwertes für Kohlenmonoxid und Stickoxide. Ältere Fahrzeuge verfehlten mit größerer Wahrscheinlichkeit die Abgasnormen, obwohl einige neuere Fahrzeuge ebenfalls versagten.

An 600 ausgewählten LPG-Taxis wurde ein Reparatur-Demonstrations-Pilotprogramm durchgeführt. Nach der Reparatur sank die Emissionsausfallrate von 63 % auf 7 %. Fast 90 % der erforderlichen Reparaturen betrafen Dreiwege-Katalysatoren (TWCs) und Sauerstoffsensoren.

Die Regierung von Hongkong stellte daraufhin der HKEPD 150 Millionen US-Dollar zur Verfügung, um den Austausch von TWCs und Sauerstoffsensoren in Taxi- und Kleinbusflotten zu subventionieren. Die Reparatur von Motorfehlern reduzierte nicht nur die Emissionen, sondern verbesserte auch den Kraftstoffverbrauch.

Die Forscher stellen fest, dass für die Automobilindustrie und Reparaturverbände eingerichtete Schulungsworkshops, darunter sowohl technische Seminare als auch Laborvorführungen, ein wichtiger Teil des Umsetzungsprogramms waren.

Sie weisen auch auf aktuelle Herausforderungen hin, darunter die konservative Festlegung von Emissionsgrenzwerten, die Notwendigkeit von einspurigen Messstellen und die fehlende Durchsetzung bei Dieselfahrzeugen. Die Entwicklung empfindlicherer Fernerkundungssysteme und vertikaler Systeme wird zur Lösung dieser Probleme beitragen.


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Mehr Informationen:
Yuhan Huang et al., Die schnelle Erkennung von Fahrzeugen mit hohen Emissionen durch On-Road-Fernerkundungstechnologie verbessert die Luftqualität in Städten, Wissenschaftler kommen voran (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abl7575. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl7575

Bereitgestellt von der Sydney University of Technology


Zitieren: Remote Sensing Technology Reduction Urban Air Pollution (2. Februar 2022) Abgerufen am 2. Februar 2022 von https://phys.org/news/2022-02-remote-technology-urban-air-verschmutzung.html

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