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The rise of low-cost sensing for managing air pollution in cities

Impacts on the health of city dwellers due to high air pollution exposure are unknown; Conventional sparse monitoring stations are unable to identify pollution hotspots; Low-cost micro-scale sensing allows capturing real-time high-grained pollution data; Fundamental drivers behind the rise of low-cost sensing and challenges are discussed.

Ever growing populations in cities are associated with a major increase in road vehicles and air pollution.

The overall high levels of urban air pollution have been shown to be of a significant risk to city dwellers. However, the impacts of very high but temporally and spatially restricted pollution, and thus exposure, are still poorly understood.

Conventional approaches to air quality monitoring are based on networks of static and sparse measurement stations. However, these are prohibitively expensive to capture tempo-spatial heterogeneity and identify pollution hotspots, which is required for the development of robust real-time strategies for exposure control.

Current progress in developing low-cost micro-scale sensing technology is radically changing the conventional approach to allow real-time information in a capillary form. But the question remains whether there is value in the less accurate data they generate.

This article illustrates the drivers behind current rises in the use of low-cost sensors for air pollution management in cities, while addressing the major challenges for their effective implementation.

DOI code: doi:10.1016/j.envint.2014.11.019

DIFA authors: Silvana Di Sabatino

La crescita di sensori a basso costo per la gestione dell’inquinamento dell’aria nelle città

  • L’impatto sulla salute degli abitanti delle città a causa di esposizione a livelli di inquinamento dell'aria elevati è sconosciuto;
  • Le stazioni di monitoraggio sparse tradizionali non sono in grado di identificare gli hotspot di inquinamento;
  • Tecniche di misura a basso costo e alla micro - scala permettono di catturare in tempo reale dati di inquinamento ad alta risoluzione;
  • I driver fondamentali alla base della crescita delle tecniche di misura a basso costo e relative sfide sono discussi.

Mai fino ad ora la crescita demografica nelle città è stata associata ad un forte aumento dei veicoli stradali e dell'inquinamento atmosferico. Gli elevati livelli di inquinamento atmosferico urbano hanno dimostrato di costituire un rischio significativo per gli abitanti delle città.

Tuttavia, gli effetti degli elevati livelli di inquinamento anche se temporalmente e spazialmente limitati, e la relativa esposizione ad essi, sono ancora poco conosciuti. Gli approcci convenzionali per il monitoraggio della qualità dell'aria sono basati su reti di stazioni di misurazione fissa e generalmente sparse.

Tuttavia, le reti sono tipicamente associati a costi proibitivi data che la tecnologia richiesta per catturare l’eterogeneità tempo-spaziale delle concentrazioni in aree urbane e identificare gli hotspot di inquinamento è elevata.

Catturare tale eterogeneità è richiesta per lo sviluppo di strategie robuste per il controllo in tempo reale dell'esposizione. Gli attuali progressi nello sviluppo di tecnologia di rilevamento di micro-scala a basso costo sta cambiando radicalmente l'approccio convenzionale per consentire informazioni in tempo reale in una forma capillare. Ciò nonostante la domanda rimane se vi sia un valore o informazione scientifica nei dati meno accurati che tali sensori a basso costo generano.

Questo articolo illustra i drivers all’origine della nascita e dell'uso di sensori a basso costo per la gestione dell'inquinamento atmosferico nelle città, affrontando le grandi sfide scientifiche per la loro effettiva implementazione.

Codice DOI: doi:10.1016/j.envint.2014.11.019

Autori DIFA: Silvana Di Sabatino