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Estado actual de la calidad del aire, nuevos parámetros y medidas para su mejora Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua, IDAEA-CSIC Xavier Querol Photography Alfons Puertas, Fabra Observatory Grupo de Trabajo de Vigilancia en Salud Pública
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Estado actual de la calidad del aire, nuevos parámetros y medidas … 2- P1... · 2018. 9. 27. · N14 z_Memo PM2.5 N14 A_PublicPower N14 B_Industry N14 C_OtherStatComb N14 D_Fugitive

Sep 04, 2020

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  • Estado actual de la calidad del aire, nuevos parámetros y medidas para su mejora

    Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua, IDAEA-CSIC

    Xavier Querol

    Photography Alfons Puertas, Fabra Observatory

    Grupo de Trabajo de Vigilancia en Salud Pública

  • CSIC is a public research organisation depending on the Ministry of Economy, Industry and Competitiveness of Spain

    It is a multi-disciplinary Research Agency present across the Spanish territory with 120 centres, covering all research fields, grouped in 8 research areas

    Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua

    IDAEA’s mission is the study the natural and anthropogenically-induced changes in the ecosystems, mainly those involving toxicity increases in organisms and humans, by means of chemical and geochemical techniques

    25 staff (6 permanent scientists)

    Research focus: Atmospheric pollution; waste management and recycling

    Department of Geosciences

  • Contenido

    1. Legislación de la UE para los contaminantes clave 2. Situación actual 3. Retos científicos y técnicos para la vigilancia y la mejora de la

    calidad del aire 4. Medidas para mejorar la calidad del aire

  • EUROPEAN THEMATIC STRATEGY

    Emission levels

    Emission sources (natural, anthropogenic..)

    Primary pollutants (SO2, NOx, HC, PM,…)

    Standards Control measures

    1996-1999

    Minimization strategies

    New standards

    Target levels

    New standards

    2005-2010

    2013-2014 (2020)

    Local and global effects Impact on receptors, epidemiology

    Measuring (concentration and meteorology) Levels in ambient air

    Meteorology, dispersion, transport,...

    Chemical transformation

    (secondary pollutants: O3, PAN, HNO3, H2SO4)

    Modelling and integrated assessment

    Legislación UE

  • 2008/50/EC WHO (2006) guidelines RD 102/2011 10 min ----------------- 500 µg/m3 SO2 not exceeding Hourly 350 µg/m3 SO2 ----------------- 24 times per year Daily 125 µg/m3 SO2 ----------------- 3 times per year Annual ----------------- 20 µg/m3 SO2 not exceeding Hourly 200 µg/m3 NO2 EC-WHO coincide 18 times per year not exceeding Annual 40 µg/m3 NO2 EC-WHO coincide not exceeding Annual 5 µg/m3 C6H6 EC-WHO coincide not exceeding Mean 8-h max. in a day 10 mg/m3 CO EC-WHO coincide not exceeding Annual 500 ng/m3 Pb EC-WHO coincide not exceeding Annual 40 µg/m3 PM10 20 µg/m3 PM10 not exceeding Daily 50 µg/m3 PM10 50 µg/m3 PM10 not exceeding >35days/year not exceeding >3 days/year Annual 25 µg/m3 PM2.5 10 µg/m3 PM2.5 not exceeding Daily ----------------- 25 µg/m3 PM2.5 not exceeding >3 days/year Max 8 h means of a day 120 µg/m3 O3 100 µg/m

    3 O3 not exceeding 25 day/year mean for 3 years never exceeding BaP annual 1 ng/m3 BaP 0.12 ng/m3 BaP not exceeding

    Critical pollutants

    Legislación UE y guías OMS

    *

    *

    Non-legaly binding

  • KEY POLLUTANTS IN URBAN AIR QUALITY

    11/10/2017

    EEA Report / No 13/2017

    https://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2017

    Legislación UE y guías OMS

  • https://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2017

    11/10/2017

    EEA Report / No 13/2017

    PREMATURE DEATHS IN EUROPE 2014

    Legislación UE y guías OMS

  • NO2

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    Exceeding EU annual -LV

    NO2

    EU-ALV = WHO guideline

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    NO2 annual limit value

    2015

    NO2

    11/10/2017

    EEA Report / No 13/2017

  • WHOGL

    PM2.5

    32/11/2016

    http://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2016

    PM10

    EU-ALV EU-DLV

    PM2.5 PM10

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    PM10 daily and PM2.5 annual limit values 2015

    PM

    Exceeding EU annual -LV

    Exceeding EU daily -LV

  • Benzo-α-pireno (BaP)

    BaP annual target value 2015

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    Exceeding EU annual -TV

    BaP

    BaP

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    11/10/2017

    EEA Report / No 13/2017

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    PM10 Manlleu

  • O3, triennial target value

    O3

    2015

    32/11/2016

    http://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2016

    2014

    2016

    2015

    11/10/2017

    EEA Report / No 13/2017

  • NH3N14 A_PublicPowerN14 B_IndustryN14 C_OtherStatCombN14 D_FugitiveN14 E_SolventsN14 F_RoadTransportN14 G_ShippingN14 H_AviationN14 I_OffroadN14 J_WasteN14 K_AgriLivestockN14 L_AgriOtherN14 M_OtherN14 O_AviCruiseN14 P_IntShippingN14 N_NaturalN14 z_Memo

    NH3N14 A_PublicPowerN14 B_IndustryN14 C_OtherStatCombN14 D_FugitiveN14 E_SolventsN14 F_RoadTransportN14 G_ShippingN14 H_AviationN14 I_OffroadN14 J_WasteN14 K_AgriLivestockN14 L_AgriOtherN14 M_OtherN14 O_AviCruiseN14 P_IntShippingN14 N_NaturalN14 z_Memo

    PM2.5N14 A_PublicPowerN14 B_IndustryN14 C_OtherStatCombN14 D_FugitiveN14 E_SolventsN14 F_RoadTransportN14 G_ShippingN14 H_AviationN14 I_OffroadN14 J_WasteN14 K_AgriLivestockN14 L_AgriOtherN14 M_OtherN14 O_AviCruiseN14 P_IntShippingN14 N_NaturalN14 z_Memo

    PM10N14 A_PublicPowerN14 B_IndustryN14 C_OtherStatCombN14 D_FugitiveN14 E_SolventsN14 F_RoadTransportN14 G_ShippingN14 H_AviationN14 I_OffroadN14 J_WasteN14 K_AgriLivestockN14 L_AgriOtherN14 M_OtherN14 O_AviCruiseN14 P_IntShippingN14 N_NaturalN14 z_Memo

    NOxN14 A_PublicPowerN14 B_IndustryN14 C_OtherStatCombN14 D_FugitiveN14 E_SolventsN14 F_RoadTransportN14 G_ShippingN14 H_AviationN14 I_OffroadN14 J_WasteN14 K_AgriLivestockN14 L_AgriOtherN14 M_OtherN14 O_AviCruiseN14 P_IntShippingN14 N_NaturalN14 z_Memo

    SOxN14 A_PublicPowerN14 B_IndustryN14 C_OtherStatCombN14 D_FugitiveN14 E_SolventsN14 F_RoadTransportN14 G_ShippingN14 H_AviationN14 I_OffroadN14 J_WasteN14 K_AgriLivestockN14 L_AgriOtherN14 M_OtherN14 O_AviCruiseN14 P_IntShippingN14 N_NaturalN14 z_Memo

    CON14 A_PublicPowerN14 B_IndustryN14 C_OtherStatCombN14 D_FugitiveN14 E_SolventsN14 F_RoadTransportN14 G_ShippingN14 H_AviationN14 I_OffroadN14 J_WasteN14 K_AgriLivestockN14 L_AgriOtherN14 M_OtherN14 O_AviCruiseN14 P_IntShippingN14 N_NaturalN14 z_Memo

    NMVOCN14 A_PublicPowerN14 B_IndustryN14 C_OtherStatCombN14 D_FugitiveN14 E_SolventsN14 F_RoadTransportN14 G_ShippingN14 H_AviationN14 I_OffroadN14 J_WasteN14 K_AgriLivestockN14 L_AgriOtherN14 M_OtherN14 O_AviCruiseN14 P_IntShippingN14 N_NaturalN14 z_Memo

    BCN14 A_PublicPowerN14 B_IndustryN14 C_OtherStatCombN14 D_FugitiveN14 E_SolventsN14 F_RoadTransportN14 G_ShippingN14 H_AviationN14 I_OffroadN14 J_WasteN14 K_AgriLivestockN14 L_AgriOtherN14 M_OtherN14 O_AviCruiseN14 P_IntShippingN14 N_NaturalN14 z_Memo

    BaPN14 A_PublicPowerN14 B_IndustryN14 C_OtherStatCombN14 D_FugitiveN14 E_SolventsN14 F_RoadTransportN14 G_ShippingN14 H_AviationN14 I_OffroadN14 J_WasteN14 K_AgriLivestockN14 L_AgriOtherN14 M_OtherN14 O_AviCruiseN14 P_IntShippingN14 N_NaturalN14 z_Memo

    PAHN14 A_PublicPowerN14 B_IndustryN14 C_OtherStatCombN14 D_FugitiveN14 E_SolventsN14 F_RoadTransportN14 G_ShippingN14 H_AviationN14 I_OffroadN14 J_WasteN14 K_AgriLivestockN14 L_AgriOtherN14 M_OtherN14 O_AviCruiseN14 P_IntShippingN14 N_NaturalN14 z_Memo

    NH3N14 A_PublicPowerN14 B_IndustryN14 C_OtherStatCombN14 D_FugitiveN14 E_SolventsN14 F_RoadTransportN14 G_ShippingN14 H_AviationN14 I_OffroadN14 J_WasteN14 K_AgriLivestockN14 L_AgriOtherN14 M_OtherN14 O_AviCruiseN14 P_IntShippingN14 N_NaturalN14 z_Memo

    EMEP-CLRTAP-UNECECEIP, Centre on Emission Inventories and Projections

    http://www.ceip.at/ms/ceip_home1/ceip_home/webdab_emepdatabase/

    2015-EU28

    Domestic & Residential

    AgriculturalIndustryRoad

    traffic

    Energy

    Shipping

    Wastes

    Off-road

    SolventsNatural

    Memo

    EU-EMISSION OF AIR POLLUTANTS

    Emisiones en Europa

  • Los nuevos contaminantes BC y UFP

    URBAN SCENARIOS 6 CITIES IN EUROPE MEAN VALUES FOR 2009

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    Bla

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    N (>7nm) BC

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    0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

    Hour (UTC)

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    N (>7nm) BC

    0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22Hour (UTC)

    0.0

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    Bla

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    Ca

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    n (µ

    g/m

    3)

    N (>7nm) BC

    0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

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    N (>7nm) BC

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    0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

    Hour (UTC)

    Nu

    mb

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    pa

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    les

    (n

    /cm

    3) N (>5nm) BC

    BCN LUG

    BERN

    NK

    HU SCO

    MR

    Reche et al., 2011. Atmospheric Chemistry and Physics

    MAD-2007-2008 Brines et al., 2015 ACP

  • Los nuevos contaminantes BC y UFP

    2009 2010 2011 2012 2013 2014

    Hour (UTC)

    MONTHLY AVERAGES

    Hour (UTC)

    PRIMARY/SECONDARY ULTRAFINE PARTICLES: BARCELONA 2009-2014

    55% 45%

  • • N total IQR = 7313 ng/cm3 ◼ N primary IQR = 3953 ng/cm3

    ◆ N secondary IQR = 5749 ng/cm3

    Short-term health effects of total, primary and secondary UFP in Barcelona 2009-2011 series total mortality

    (Tobías A. et al Envir Int, 2018)

    N primary N secondary

    Los nuevos contaminantes BC y UFP

  • NOx Problemas derivados de dieselización flotas y de turismos y furgonetas diésel relativamente nuevos • Sin grandes desafíos cient./tecn.: existe tecnología de reducción NOx y vehículos eléctricos !!! • Muy pocas fuentes emisión industriales y generación eléctrica equipadas con de-NOx en España • NOx de las emisiones de buques

    PM10 • Efectos en salud y reducción de emisiones del polvo de rodadura y de resuspensión • Efectos en salud del polvo africano y PM de incendios

    PM2.5 • Reducción emisiones calefacciones biomasa • Reducción de emisiones NH3 de agricultura y fuentes urbanas (controla formación NH4NO3, PM2.5) • No conocemos todas las fuentes/contribuciones de materia orgánica a PM2.5 (y supone un 30%) • Ratios bajos de NO/NO2 en diésel incrementa O3 urbano y capacidad oxidante pare generar PM

    BaP • Reducción emisiones calefacciones biomasa • Reducción emisiones quemas agrícolas

    Contaminantes fotoquímicos (O3 & UFP)

    • Entender episodios O3 en sur Europa • Entender los roles de NOx, BVOCs and AVOCs y propner estrategias reducción O3 • Origen y efecto en salud UFP urbanas y medidas para reducir sus niveles

    Retos científicos y técnicos

    • Acercar valores legislación UE PM10, PM2.5, BaP, SO2 & O3 a Guías OMS • Convertir valores ‘objetivo’ O3 y BaP en ‘limite’ • España: Crear red ‘supersites’ (urb., ind. y rurales) exposición-epidemiología

  • 0. PLANES DE CALIDAD DEL AIRE A ESCALA METROPOLITANA Y NO URBANA

    ii. MEDIDAS PARA REDUCIR NÚMERO DE VEHÍCULOS CIRCULANTES

    iii. MEDIDAS PARA FAVORECER RENOVACIÓN Y TRANSFORMACIÓN FLOTAS VEHÍCULOS (ZBE, CAs, IMPUESTOS,..)

    v. REDISEÑO URBANO CON PRIORIDAD A PEATONES,

    BICIS Y ZONAS VERDES

    i. MEJORA TRANSPORTE PÚBLICO METROPOPLITANO

    iv. DISTRIBUCIÓN URBANA MERCANCÍAS Y TAXIS

    vi vii

    vi. MEDIDAS DE REMEDIACIÓN vii. OTRAS MEDIDAS NO TECNOLÓGICAS

    ¿Qué deberíamos hacer para mejorar la calidad del aire?

    LIFE AWARD 2018 BEST

    GREEN CITY PROJECT 23/05/2018

  • ii. Medidas para reducir número de vehículos circulantes

    ¿Qué deberíamos hacer para mejorar la calidad del aire?

  • ii. Medidas para reducir número de vehículos circulantes

    ¿Qué deberíamos hacer para mejorar la calidad del aire?

  • ii. Medidas para reducir número de vehículos circulantes

    ¿Qué deberíamos hacer para mejorar la calidad del aire?

  • • Transporte público • Peajes urbanos • Restricciones párquines

    ii. Medidas para reducir número de vehículos circulantes

    ¿Qué deberíamos hacer para mejorar la calidad del aire?

  • El Peaje urbano de Estocolmo

    ii. Medidas para reducir número de vehículos circulantes

    ¿Qué deberíamos hacer para mejorar la calidad del aire?

    • 1 to 3.5 Euro for every passage • Max 11 Euro per day • Also foreign vehicles pay

    >30 stations with APNR Courtesy of Christer Johansson

    100 000 more inhabitants…

    …but no increase in traffic

  • BARCELONA-2001-2015 Querol et al., 2017. Non technological measures for urban air quality

    y = 0,7141x + 468288 R² = 0,7973

    5,0E+05

    5,1E+05

    5,2E+05

    5,3E+05

    5,4E+05

    5,5E+05

    5,6E+05

    5,7E+05

    5,8E+05

    5,9E+05

    6,0E+05

    6,1E+05

    0,0E+00 5,0E+04 1,0E+05 1,5E+05 2,0E+05

    Ave

    rage

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    day

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    7 m

    ajo

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    ne

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    ads

    Parking free places in the city of Barcelona

    y = -1,2957x + 599228 R² = 0,7121

    5,0E+05

    5,1E+05

    5,2E+05

    5,3E+05

    5,4E+05

    5,5E+05

    5,6E+05

    5,7E+05

    5,8E+05

    5,9E+05

    6,0E+05

    6,1E+05

    0,0E+00 1,0E+04 2,0E+04 3,0E+04 4,0E+04 5,0E+04 6,0E+04

    Ave

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    Payment or resident restricted parkings in Barcelona

    ¿Qué deberíamos hacer para mejorar la calidad del aire?

  • ZBE: Positivo para BC Inefectivo para NO2

    Si reducimos 30% el número de vehículos, el 70% que accede han de ser limpios!!!!!

    + plug-in mobility

    iii. Medidas para favorecer renovación y transformación flotas vehículos

    ¿Qué deberíamos hacer para mejorar la calidad del aire?

  • LOW EMISSION ZONES 15 MEMBER STATES, 280 CITIES:

    - DE, NL, UK, NO, SE, DK, CZ, AT, HU, IT AT (3)

    Autopistes Tirol CZ (1) Praga

    DE (50) Augsburg, Berlín, Bochum, Bonn, Bottrop, Bremen, Dinslaken, Dortmund, Duisburg,

    Düsseldorf, Essen, Frankfurt, Friburg, Gelsenkirchen, Halle (Saale), Hannover, Heidelberg, Heilbronn, Herrenberg, Ilsfeld, Karlsruhe, Köln (Colonia), Krefeld,

    Leipzig, Leonberg, Leonberg, Ludwigsburg, Magdeburg, Mannheim, Markgröningen, Mühlacker, Mühlheim, München, Münster, Neu-Ulm, Neuss, Oberhausen,

    Osnabrück, Pfinztal, Pforzheim, Pleidelsheim, Pleidelsheim, Recklinghausen, Ratisbona, Reutlingen, Schwäbisch-Gmünd, Stuttgart, Tübingen, Ulm, Wuppertal

    DK (5) Aalborg, Aarhus, Frederiksberg, Copenhague, Odense

    GB (3) Londres, Oxford, Norwich

    IT (42) Roma, Milán, Livorno, Pisa, Módena, Nápoles, Palermo, Parma, Pavía, Pisa, Regggio Emilia, Rimini, Torino, Trento, Varese, Verona, Lodi, Lucca, Montove, Mezzocorona,

    Mondovi, Nichelino, Novara, Novi Ligure, Orbassano, Perugia, Piacenza, Prato, Ravenna......................

    NL (13) Ámsterdam, Breda, Delft, La Haya, Eindhoven, Leiden, Maastrich, Rijswijk,

    Rotterdam, Hertogenbosch, Schiedam, Tiburg, Utrech NO (3)

    Oslo, Bergen, Trondheim, SE (6)

    Estocolmo, Gotemburgo, Helsinburg, Lund, Malmo, Molndal FR

    Paris: Testing in 2012 http://es.urbanaccessregulations.eu/

    Peajes urbanos

    Otras restricciones

    ZBE

    NOW: CLEAN AIR ZONES (CAZS) IN UK

    • DEBEN APLICAR A TODO TIPO VEHÍCULOS

    • SU APLICACIÓN HA DE SER ESTRICTA

    • AFECTAR A MOTOS Y MOTOCICLETAS

    • RESTRICCIONES BASADAS EN EMISIONES REALES

    iii. Medidas para favorecer renovación y transformación flotas vehículos

    ZONAS DE BAJAS EMISIONES (ZBE)

    ¿Qué deberíamos hacer para mejorar la calidad del aire?

  • Compromís metropolità per la mobilitat neta

    5

    APLICACIONS DE LES MESURES 2020

    ZUAP

    ZBEM

    ZBEU 2

    3

    Euro 4

    Euro 5

    TAULA D’EQUIVALÈNCIES DGT MEDIDAS DE TRÁFICO*

    1

    1 2 3

    Circulen

    No Circulen

    *Proposta de classificació actual dels vehicles feta per la DGT. Permet diferenciar Euro 3 i 4, però no euro 4 i 5 afectant ala zona intrarondes .

    1.2.3. Implantació de Zones de Baixes Emissions (ZBEM, ZBEU, ZUAP) a l’àrea metropolitana

    Per a establir els tipus d’afectacions (ZBEM, ZBEU, ZUAP), s’ha tractat de seguir la proposta d’Etiquetatge Verd de la Generalitat de Catalunya i laproposta que està preparant la DGT a nivell de tot l’Estat Espanyol.

    Without ecolabel

    MUY POSITIVO PARA REDUCIR PARTÍCULAS DE LOS MOTORES 1 turismo diésel EURO1 emite PM de 35 EURO5 equivalentes, PERO NO EN CASO NOX

    Not so effective for

    NOx

    ¿Qué deberíamos hacer para mejorar la calidad del aire?

  • • Incentivos fiscales a largo plazo desde los 1990 • Incentivos agregados secuencialmente hasta

    que el mercado respondió • La diferencia de precio entre un turismo

    eléctrico y de gasolina puede ser de 1.000 € • Exentos de:

    • Impuesto matriculación • Peajes • IVA (25%)

    • Acceso a carriles bus permitido • Impuesto de circulación muy reducido • Precios reducidos para ferris

    • Focalizar electrificación en vehículos de distribución urbana de mercancía y taxis, con mayor kilometraje/día

    • Motocicletas en BCN y otras ciudades con alta proporción de estos vehículos

    2016 with 5% of all passenger cars on Norwegian roads being a plug-in

    NORUEGA

    VEHÍCULOS ELÉCTRICOS

    Norwegian Road Federation (OFV) (January 2017). "Bilsalget i 2016" [Car sales in 2016]

    19% DE LAS VENTAS EN 2016

    iii. Medidas para favorecer renovación y transformación flotas vehículos

    ¿Qué deberíamos hacer para mejorar la calidad del aire?

  • iv. Distribución urbana mercancías y taxis

    • Electrificación e hibridación preferenciales, 1 vehículo DUM = 12 automóviles privados debido al alto kilometraje/día

    • Restricciones de 7 a 11 a.m. (meteo y densidad de tráfico desfavorables) • Logística inteligente (nocturnas, microplataformas, plataformas logísticas ......) • Regulaciones estrictas del volumen mínimo disponible para almacén en tiendas,

    bares, restaurantes,….. • Evitar la circulación de taxis sin pasajeros • ......................

    ¿Qué deberíamos hacer para mejorar la calidad del aire?

  • v. Rediseño urbano con prioridad a bicicletas, peatones y zonas verdes

    Residents Buildingblock

    Ej: Barcelona: Supermanzanas

    ¿Qué deberíamos hacer para mejorar la calidad del aire?

  • p

    bc

    1.0

    1.5

    2.0

    2.5

    0 20 40 60

    r

    bc

    1.0

    1.5

    2.0

    2.5

    10 20 30 40

    Alta correlación entre los niveles de carbono negro y el porcentaje de área utilizado por el tráfico rodado o por zonas verdes en el entorno de la escuela

    R2=0.61 R2=0.32

    EBC

    gm-3

    )

    Percentage of area used for the road network

    Percentage of area used for parks

    Niveles de carbono negro interior clases y patios reflejan variación del tráfico. Alta infiltración de la contaminación urbana en las clases

    0

    500

    1000

    1500

    2000

    2500

    3000

    0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

    EBC

    gm-3

    )

    Hour (lLocal Time)

    Outdoor-Schools Indoor-Schools

    Start of

    school

    hours

    End of

    school

    hours

    39 Colegios de Barcelona

    Reche et al., 2015. Real-time indoor and outdoor measurements of black carbon at primary schools. Atmos. Environ. Under review.

    ¿Qué deberíamos hacer para mejorar la calidad del aire?

  • ¡Gracias por su atención!

    xavier.querol@idaea.csic.es

    Agradecimientos Dra Núria Aragonés Sanz

    Ministry of the Environment of Spain, Ministry Economy and Innovation of Spain

    AIRUSE-LIFE+, European Commission

    BREATHE, ERC-Advanced Grant, EC

    Barcelona and Madrid City Counclis

    Generalitat de Catalunya