Efeitos Da Urbanização Na Poluição Da água

A urbanização tornou-se uma questão crescente nos Estados Unidos; A maioria das pessoas prefere viver em cidades maiores onde há mais oportunidades e maneira indiscutivelmente melhor de vida. Esse aumento na população em áreas urbanas exige uma séria expansão para fora, mais notavelmente para os subúrbios ou áreas rurais, devido à falta de espaço. Assim, o desenvolvimento é inevitável. O desenvolvimento pode ser benéfico para acomodar corpos extras, mas ainda tem consequências drásticas, especialmente no meio ambiente e na qualidade de vida e da estirpe de infraestrutura também (Fox, 2010). A expansão urbana também demonstrou ter um impacto na saúde humana, seja devido a mais acidentes veiculares, aumento das taxas de obesidade, maiores emissões de carbono ou tempo de espera prolongada para assistência médica de emergência (Lambert et al., 2012). O aumento do desenvolvimento urbano em grandes cidades, de outra forma, conhecido como Sprawl urbano, causou um aumento drástico na poluição, especialmente nos Estados Unidos. A poluição, tanto ar quanto água, que resulta desse crescimento podem destruir o meio ambiente e ser prejudicial para a saúde humana também. Água potável e águas subterrâneas podem ser poluídas e a atmosfera pode ver um influxo de gases e partículas que contribuem para o aquecimento global.

Mais tráfego ocorre durante o desenvolvimento urbano devido ao fechamento de estradas ou mudanças nos padrões de tráfego. Este backup de carros faz com que mais poluentes sejam liberados na atmosfera, resultando em um ligeiro aumento no aquecimento global. O dióxido de carbono e o óxido nitroso são os principais gases de efeito estufa dado fora da combustão de gasolina por carros. Veículos associados à própria construção, como caminhões basculantes, guindastes, bulldozers ou escavadeiras, também desistem desses gases de efeito estufa, adicionando partículas mais prejudiciais à atmosfera. A deterioração da qualidade da água após o aumento da expansão urbana é devido à combinação de mudanças populacionais e de uso da terra (Tu et al., 2007). A poluição da água pode frequentemente ocorrer seguindo ataques de chuva que lavam os produtos químicos dos locais para corpos de água. Além do escoamento, os poluentes no ar podem cair em corpos de água, afetando assim a atmosfera e as fontes de água.

Para determinar a quantidade de poluição associada à expansão urbana, Berefschaft e Debolge usados ​​de regressão linear com os precursores (1) O3, NOx e compostos orgânicos voláteis e PM2.5 (em 2000) do escoamento poluído da terra, (2) emissões de CO2 e (3) O3 e PM2.5 Médias concentrações ambientais como as variáveis ​​dependentes e diferentes medições de expansão urbana como as variáveis ​​independentes (2013). Os modelos de regressão linear também incluíram alguns controles incluindo temperatura, umidade, velocidade do vento, população metropolitana e população regional para justificar certas variações na concentração de poluentes ou para distinguir entre poluentes / emissões que não estavam associados à expansão urbana (Berefschaft e Debolge, 2013 ). Esses modelos ajudaram a determinar as relações entre as variáveis ​​dependentes e independentes e a correlação entre os dois. Para medir esta relação, os dados da poluição do ar (as emissões de fontes não depoint e as emissões na estrada) foram compilados de um banco de dados de 86 cidades diferentes nos Estados Unidos com uma população de 500.000 pessoas ou maior.

Os dados da outra metade dessa relação, em relação à expansão urbana, foram adquiridos de cinco índices diferentes e os experimentadores também levaram em conta a continuidade urbana e a complexidade de forma de satélites para determinar melhor a relação entre a poluição e a expansão urbana. Os dados da capa de terra também foram utilizados a partir do National Landcover DataSet (NLCD) para medir o limite da área metropolitana e para calcular as métricas de paisagem. Para melhor aproximar os limites da área metropolitana, eles também usaram satélites para avaliar a intensidade de iluminação antropogênica, como mostrado pela Figura 1C (Berefschaft e Debolge, 2013). Outro experimento, por Tu et al., demonstrou esta mesma correlação entre a expansão urbana e a poluição, mas concentrando-se no aspecto da qualidade da água, especificamente em Massachusetts (2007). Eles usaram o sistema de informação geográfica de Massachusetts para obter dados sobre uso da terra e população e muitas fotografias aéreas foram obtidas da Universidade de Massachusetts, Amherst Research Mapping Project para determinar as áreas de uso da terra desenvolvida. Os dados da Web Nacional de Informação da Água da USGS foram obtidos para medir a qualidade da água em 37 áreas e muitos parâmetros foram criados para indicar certa qualidade da água (nutrientes dissolvidos, íons dissolvidos, sólidos dissolvidos, sedimentos específicos).

Na primeira fase deste experimento, os efeitos da expansão urbana em condutância específica (SC) de água foram medidos usando o software ArcGIS criando camadas de qualidade de água em diferentes períodos de tempo. Eles usaram essa camada para se sobrepor com os indicadores de expansão urbana durante esses mesmos períodos de tempo para ver a correlação entre as duas variáveis ​​(qualidade da água e a expansão urbana). Para a segunda fase deste experimento, a análise de correlação foi usada para medir as relações espaciais, bem como temporais entre as duas variáveis. Para cada um dos 37 sites, as bacias hidrográficas foram delineadas usando o ArcGIS e esta camada de bacias hidrográficas, camadas de uso da terra e camadas de população foram todos sobrepostos usando este mesmo software para determinar certos indicadores para a expansão urbana. A implementação da análise de correlação de Rank Spearman era vantajosa na determinação da relação de qualidade da água e pela expansão urbana ao longo do tempo (Tu et al., 2007).

O experimento por Berefschaft e Debolge, que analisou a relação entre a expansão urbana e a poluição, descobriu que todos os modelos de regressão linear realizados tiveram correlações estatisticamente significantes (p<0.001) (2013), proporcionando assim evidências de que a expansão urbana de fato impacta negativamente a quantidade de poluição. No que diz respeito à continuidade urbana e complexidade urbana, os resultados do experimento mostraram que a diminuição da continuidade urbana levou a um aumento em CO2, PM2.5, VOCs e emissões de Nox e complexidade de forma crescente levou a um aumento no NOx e PM2.5 emissões (Berefschaft e Debolge, 2013). Para reduzir os poluentes, é melhor ter uma área mais contígua, em vez de mais fragmentação, porque mais área entre desenvolvimentos diferentes podem causar mais emissões de veículos devido a maiores viagens. A área urbana também deve ter menos complexidade à sua forma ou menor irregularidade à fronteira para essa mesma razão automotiva. Portanto, a expansão urbana associada a estas áreas deve seguir estas recomendações de complexidade de continuidade e forma para menos emissões. De acordo com Berefschaft e Debolge, a continuidade e a complexidade das áreas urbanas também afetam as concentrações ambientais, incluindo o ozônio; No entanto, os índices de expansão urbana tiveram uma correlação mais convincente com concentrações ambientais do que as outras duas formações urbanas, conforme mostrado pela Figura 2. Todo índice demonstrou que, quando há um aumento na expansão urbana, as concentrações e as emissões de poluentes ar aumentavam significativamente ou permaneceram consistentes.

No entanto, o índice Sutton foi o índice mais preciso devido a ser o único a ter uma correlação significativa com a concentração de ozônio e PM2.5 emissões. Também foi mostrado que houve um aumento na concentração de ozônio quando havia um aumento na temperatura (Berefschaft e Debolge, 2013). Isso demonstra o loop de feedback positivo associado ao aquecimento global e como esses poluentes, especialmente o3, que potencialmente resultam da expansão urbana pode contribuir para o aquecimento prejudicial da Terra. O experimento por Tu et al., mostrou descobertas semelhantes. Áreas com maior densidade populacional (DP) foram mostradas para ter maiores concentrações específicas de condutância (SC) na água (Tu et al., 2007). As áreas suburbanas e rurais em torno do centro metropolitano de uma cidade estavam aumentando em densidade populacional e porcentagem de uso da terra desenvolvidos. A condutância específica é um grande indicador de poluição da água porque mais compostos na água levam a mais íons na água que leva a uma maior condutividade. Portanto, um alto SC é indicativo de poluentes na água.

De acordo com Tu et al., crescimento em uma população em torno de uma área metropolitana (i.E., subúrbios), resulta em um aumento nas concentrações SC dentro da área metropolitana (2007), que poderia ser devido à expansão urbana. Áreas com aumento do percentual de uso da terra desenvolvida (PDLU) em torno do local metropolitano também estavam associados a concentrações mais altas de condutação específica e áreas com menor uso de terras desenvolvidas per capita (PCDLU) teve um aumento nas concentrações SC (área muito urbanizada). Os subúrbios em torno de Boston, conforme relatado por Tu et al., mostrou um aumento drástico em PD e PDLU, e, portanto, tinha maior concentrações SC, enquanto a área de Boston teve um aumento menor em PD, PDLU e SC. Como resultado, pode-se assumir que tanto o crescimento populacional e o desenvolvimento da terra têm um impacto severo na qualidade da água devido à expansão urbana. Para cada temporada, verificou-se que havia correlações significativamente positivas entre as concentrações de DP e SC, CA, Mg, NA, CL e Sólidas Dissolvidas e entre PDLU e SC, CA, MG, NA, CL e DS Concentrações (exceto para SC e CA no inverno). O nitrogênio dissolvido também tinha correlações positivas com PDLU e PD, mas nem todos os valores foram significativos. Os valores de sedimentos suspensos (SS) também foram positivamente correlacionados com PD e PDLU (Tu et al., 2007). Portanto, de acordo com esses valores, é mostrado que as concentrações mais altas de muitos dos indicadores para a qualidade da água foram encontradas em áreas com maior PD e PDLU. Por outro lado, as áreas superiores do PCDLU tiveram mais indicadores associados à urbanização (correlações negativas significativas) em vez de PD ou PDLU, incluindo concentrações de nitrogênio, potássio e sulfato dissolvidas. A partir desses resultados, presumiu-se que, à medida que o desenvolvimento da terra aumentou, a qualidade da água se deteriorou mais rapidamente, de acordo com o PDLU (Tu et al., 2007).

A expansão urbana é um problema contínuo nos Estados Unidos que precisam ser abordados. É significativamente adicionando a nossa questão global de aquecimento, suplementando os poluentes na atmosfera e também é impactando drasticamente nossas vias navegáveis ​​e saúde humana. Para reduzir essas conseqüências negativas, o problema está à mão deve ser tratado com. Portanto, se fôssemos diminuir a quantidade de desenvolvimento urbano que está ocorrendo, especialmente ao longo das nações desenvolvidas, a poluição geral diminuiria também; Isso melhoraria drasticamente nosso ar e qualidade da água. Algumas cidades dos EUA, como Seattle, seguiram a liderança de Vancouver & # 8217 e executaram políticas de crescimento inteligentes para reduzir a quantidade de expansão que está ocorrendo dentro dessas grandes cidades (Fox, 2010). Essas políticas, segundo a raposa, são benéficas para o meio ambiente e para a saúde humana, enquanto equilibrando o desenvolvimento econômico, concentrando-se nas questões de transporte em áreas muito urbanizadas (2010). O Canadá conseguiu usar essa abordagem muito mais eficaz do que nos Estados Unidos; Esses princípios podem ser extremamente benéficos na U.S. Se mais cidades fossem implementá-las.