地上ばかりではなくて天空を窒素酸化物汚す旅客機を規制すべきであろう。金塊運びとかテロ流入とか悪いことばかりに使われている。飛行機を使うほどの忙しい仕事などは僅かである。
「センサーのネットワークを構築する」
とはすばらしい！汚染源の三角測量か。VWの排ガス不正を見破ったのもアメリカの小さな大学の誠実な研究者グループであった。
大気汚染の計測が、もっと安価で高精度に──米西海岸で始まった「環境センサーテック」開発競争
センサーが高価すぎるため十分に行われてこなかった大気汚染のモニタリング。サンフランシスコの研究者たちは、大気汚染の度合いを正確かつ安価に行う手法を編み出し、世界中でモニタリングを始めようとしている。
TEXT BY ANNA VLASITS
2017.06.29 THU 17:00 WIRED(US)
街を歩いていると、定期的に交差点で足を止められる。
信号待ちの間、同じく信号待ちをしているトラックやクルマが、ガスや粒子を空気中にまき散らす。
近くに環境基準を満たさない工場があって、そこから出る煙がそよ風に乗って広がっているかもしれない。
市内の高速道路から、目に見えない有害な煙が溢れだしている可能性もある。わたしたちはそれを、全部吸い込んでいるのだ。
こういった排出物質の出所や、集中している部分を探ろうと思うと、これまで研究者は天候モデルを使って推測するしかなかった。
EPA（米国環境保護庁）のような政府機関が汚染度の測定に使うセンサーは高価なので、ひとつの都市内でサンプル調査をできる場所は数カ所に限られるだろう。
しかし、それも過去の話。サンフランシスコの研究者たちが、大気汚染の度合いを正確にモニターする2つの手法を開発したのだ。
片方のグループがつくったのは、グーグルカー（ストリートヴューの撮影車）に汚染物質センサーを取り付け、サンフランシスコに隣接するオークランドの汚染状況をブロック毎に詳細に地図化する方法。
彼らは、6月5日に学術誌「Environmental Science & Technology」でこの手法に関する論文を発表している。
もうひとつのグループが編み出したのは、比較的安価な新型センサーを街のあちこちに取り付けることで、オークランドとサンフランシスコ周辺を漂う7種類の汚染物質を追跡する手法。
センサーの取り付け先は、学校や博物館などの屋根だ。
現在どちらのグループもスケールアップして、世界で活躍する準備をしているところだ。
グーグルカーで汚染度をマッピング
サンフランシスコに拠点を置くAclima社は、もともと建物内に設置するセンサーを製造していた。
しかし、コロラド州で試験的に行われたグーグルカーを使った大気汚染調査を終えた彼らは、カリフォルニア州の至る所でも調査を開始した。
グーグルカーはオークランドの家々を撮影しながら、助手席側後方の窓に取り付けられた管から空気を吸い込む。
そして、その空気をAclimaの装置が1秒ごとにサンプリングし、炭素や窒素ガスの濃度を計測するのだ。
「移動しながら空気の状態を調べる手法自体は、昔からあるものです。しかし、毎日プロが運転する車両にセンサーを取り付けることで、調査はこれまでになく簡単になったのです」
とテキサス大学オースティン校のジョシュア・アプト助教授は言う。
彼はグーグルとAclima、NPO法人の「環境防衛基金」と協力し、グーグルカーから得たデータの分析を行った人物だ。
「われわれのここ1年の研究は、くだけた言い方をすれば、それこそ馬鹿げているほど長距離をクルマで走らせることでした」
とアプトはいう。
何度も何度もクルマを走らせることで、研究チームは何日かければ正確に空気を測定できるかを突き止めた。
それは1つの通りにつき、年20回である。
クルマをこれほど「馬鹿げた距離」を走らせたことで、違う効果も得られた。
非常に詳細な地図ができたおかげで、空気汚染度が特に高い場所が浮かび上がったのだ。
たとえば、周辺地域より5～8倍汚染度の高い交差点などである。
「特に汚染がひどい場所がわかれば、その理由も調査できます。クルマの屋根に高性能なカメラを載せていますから」
とアプトはいう。
センサーのネットワークを構築する
グーグルカーが通りを何往復もしているあいだ、ベイエリアの学校や博物館、病院の屋根に取り付けられたセンサーは、さらに幅広い種類のガスや粒子を監視していた。
Aclimaの手法では、計測できる汚染物質は3種類に限られ、また把握できるのも年間を通じた平均値のみだ。
これに対して、屋根に設置されたセンサーが追える汚染物質は7種類で、24時間Aclimaと同じエリアを調べることができる。それゆえ1日を通じて、あるいは1年を通じた汚染状況の変化が読み取れるのだ。
BEACO2N（BErkeley Atmospheric CO2 Observation Network）という名のこのセンサーを生みだしたのは、カリフォルニア大学バークレー校のロン・コーエン教授だ。
コーエンのプロジェクトの始まりは、カリフォルニア州の厳しい排ガス規制の効果を調べるためだった。しかしこのプロジェクトもまた、公衆衛生に関する研究の役割をもつようになった。
オークランドで5年にわたって大気汚染調査を行ったコーエンの研究チームは、サンフランシスコも調査対象に加え、エクスポラトリウム（体験型の科学教育機関）や公共施設の屋根にブリーフケースサイズのセンサーを設置した。
設置されたセンサーは計60台にのぼり、設置費用は組立の費用も含めて1台あたり6,000ドルだ。
これは規制当局が使うセンサーの価格に比べれば微々たる額で、Aclimaがグーグルカーで使ったセンサーの価格とほぼ同額だ。
安価なセンサーからは、規制当局が使うセンサーより低い制度の結果しか得られない。
しかし、コーエンは安いセンサーをネットワークとして利用することで汚染源を三角測量し、近隣の測定値と比較によって詳細な測定を可能にしたのだ。
解像度ではAclimaに劣るが、コーエンいわく、7つの異なる汚染物質を測定することで地域の汚染源からどのくらい汚染物質が出ているかを把握できるという。
オークランドは実験場
研究者たちの願いは、規制当局や都市プランナー、医療関係者に地図を利用してもらい、気候変動への対応や健康増進に役立ててもらうことだ。
現在コーエンは公衆衛生学者と協力して、ぜんそく患者の状況を探ろうとしている。
BEACO2Nのセンサー網を拡大して、発作と日々の大気汚染状況との因果関係を解明しようというのだ。
また、Aclimaは伝染病学者と手を組み、汚染物質の排出量が近隣住民の健康に与える影響を明らかにしようとしている。
彼らは、大気汚染が健康に悪いかどうかを知りたいわけではない。
空気がどの程度汚れると健康に害が出るかを知りたいのだ。
1日に1度空気が汚染された交差点をわたるだけで健康被害があるのか？
それともそこで生活しない分には害はないのか？
伝染病学研究で参考にしてきた従来の汚染モデルからは、そういった情報は得られない。
汚染レヴェルの詳細な地図があるだけで、研究者たちが調査できる内容はぐんと増える。
しかし、まだやるべきことは多い。
「センサーをうまく活用できることは証明されました。いまの課題はツール探しではなく、ツールを使って以前は不可能だった発見をすることなのです」
と、コーエンはいう。
大気汚染がはるかに深刻な国・地域には、データが一切なかったり、初歩的な計測装置すらない場所もある。
そして、コーエンの元にはBEACO2Nのようなネットワークをつくりたいという声がアジアなどからも届き始めている。
コーエンの予想では、センサーのネットワークは今後数年で爆発的に増えていくという。グーグルカーを使っている研究チームも同意見だ。
「オークランドでのミッションはやり遂げました」
とアプトはいう。
「オークランドは世界で実用化するための実験場にすぎないのです」