Wat is luchtkwaliteit?

Schone lucht is essentieel voor een gezond leven, maar volgens de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) ademt bijna 99% van de wereldbevolking lucht in die de richtlijnen voor luchtvervuiling overschrijdt. "Luchtkwaliteit is een maatstaf voor de hoeveelheid stoffen in de lucht, waaronder fijnstof en gasvormige verontreinigende stoffen", aldus Kristina Pistone, onderzoeker bij het NASA Ames Research Center. Pistones onderzoek omvat zowel atmosferische als klimaatkundige aspecten, met een focus op de invloed van atmosferische deeltjes op het klimaat en wolken. "Het is belangrijk om de luchtkwaliteit te begrijpen, omdat het van invloed is op je gezondheid en hoe goed je kunt leven en je dagelijkse bezigheden kunt uitvoeren", zegt Pistone. We spraken met Pistone om meer te weten te komen over luchtkwaliteit en de merkbare impact ervan op de menselijke gezondheid en het milieu.

Waaruit bestaat de luchtkwaliteit?
In de Verenigde Staten worden zes belangrijke luchtverontreinigende stoffen gereguleerd door het Environmental Protection Agency (EPA): fijnstof (PM), stikstofoxiden, ozon, zwaveloxiden, koolmonoxide en lood. Deze verontreinigende stoffen zijn afkomstig van natuurlijke bronnen, zoals fijnstof dat door branden en woestijnstof in de atmosfeer terechtkomt, of van menselijke activiteiten, zoals ozon dat ontstaat door de reactie van zonlicht met uitlaatgassen van voertuigen.

Wat is het belang van luchtkwaliteit?
De luchtkwaliteit heeft invloed op de gezondheid en de levenskwaliteit. "Net zoals we water moeten drinken, moeten we lucht inademen", aldus Pistone. "We verwachten schoon water omdat we begrijpen dat we het nodig hebben om te leven en gezond te zijn, en we zouden hetzelfde van onze lucht moeten verwachten."

Slechte luchtkwaliteit is in verband gebracht met cardiovasculaire en respiratoire aandoeningen bij mensen. Blootstelling op korte termijn aan stikstofdioxide (NO2) kan bijvoorbeeld ademhalingssymptomen zoals hoesten en piepende ademhaling veroorzaken, en langdurige blootstelling verhoogt het risico op het ontwikkelen van luchtwegaandoeningen zoals astma of luchtweginfecties. Blootstelling aan ozon kan de longen irriteren en de luchtwegen beschadigen. Blootstelling aan PM2.5 (fijnstofdeeltjes van 2,5 micrometer of kleiner) veroorzaakt longirritatie en is in verband gebracht met hart- en longziekten.

Naast de gevolgen voor de menselijke gezondheid kan slechte luchtkwaliteit ook het milieu schaden, door watervervuiling als gevolg van verzuring en eutrofiëring. Deze processen doden planten, putten de voedingsstoffen in de bodem uit en schaden dieren.

Het meten van de luchtkwaliteit: de luchtkwaliteitsindex (AQI)
De luchtkwaliteit is vergelijkbaar met het weer; deze kan snel veranderen, zelfs binnen enkele uren. Om de luchtkwaliteit te meten en te rapporteren, gebruikt de EPA de Amerikaanse luchtkwaliteitsindex (AQI). De AQI wordt berekend door elk van de zes belangrijkste luchtverontreinigende stoffen te meten op een schaal van "Goed" tot "Gevaarlijk", wat resulteert in een gecombineerde AQI-waarde van 0-500.

"Meestal, als we het over luchtkwaliteit hebben, bedoelen we dat er stoffen in de atmosfeer zitten waarvan we weten dat ze niet goed zijn voor de mens om constant in te ademen", aldus Pistone. "Dus om een ​​goede luchtkwaliteit te hebben, moet je onder een bepaalde drempelwaarde voor vervuiling blijven." Over de hele wereld hanteren verschillende regio's verschillende drempelwaarden voor "goede" luchtkwaliteit, die vaak afhangen van welke verontreinigende stoffen hun systeem meet. In het systeem van de EPA wordt een AQI-waarde van 50 of lager als goed beschouwd, terwijl 51-100 als matig wordt gezien. Een AQI-waarde tussen 100 en 150 wordt als ongezond beschouwd voor gevoelige groepen, en hogere waarden zijn ongezond voor iedereen; er wordt een gezondheidsalarm afgegeven wanneer de AQI 200 bereikt. Elke waarde boven de 300 wordt als gevaarlijk beschouwd en wordt vaak in verband gebracht met fijnstofvervuiling door bosbranden.

NASA-onderzoek en -gegevens over luchtkwaliteit
Sensoren voor luchtkwaliteit zijn een waardevolle bron voor het verzamelen van gegevens over de luchtkwaliteit op lokaal niveau.
In 2022 heeft de Trace Gas Group (TGGR) van het NASA Ames Research Center het Inexpensive Network Sensor Technology for Exploring Pollution (INSTEP)-project ingezet: een nieuw netwerk van goedkope luchtkwaliteitssensoren die verschillende soorten verontreinigende stoffen meten. Deze sensoren verzamelen gegevens over de luchtkwaliteit in bepaalde gebieden in Californië, Colorado en Mongolië en zijn nuttig gebleken voor het monitoren van de luchtkwaliteit tijdens het brandseizoen in Californië.

De ASIA-AQ-missie (Airborne and Satellite Investigation of Asian Air Quality) uit 2024 integreerde sensorgegevens van vliegtuigen, satellieten en grondstations om de luchtkwaliteit in verschillende Aziatische landen te evalueren. De gegevens die tijdens deze vluchten door diverse instrumenten werden verzameld, zoals het Meteorological Measurement System (MMS) van NASA Ames Atmospheric Science Branch, worden gebruikt om luchtkwaliteitsmodellen te verfijnen voor het voorspellen en beoordelen van de luchtkwaliteit.

NASA beschikt over een reeks aardobservatiesatellieten en andere technologie om gegevens over de luchtkwaliteit te verzamelen en te rapporteren. In 2023 lanceerde NASA de Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution (TEMPO)-missie, die de luchtkwaliteit en -vervuiling boven Noord-Amerika meet. NASA's Land, Atmosphere Near real-time Capability for Earth Observations (LANCE)-tool levert luchtkwaliteitsvoorspellers metingen die zijn samengesteld uit een groot aantal NASA-instrumenten, binnen drie uur na de waarneming.

Om een ​​gezonde luchtkwaliteit te garanderen, kunnen we de luchtkwaliteit in realtime monitoren. De volgende sensoren kunnen verschillende luchtkwaliteitsparameters meten.