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Article Dans Une Revue Environmental Science : Atmospheres Année : 2024

Temporal Variability and Regional Influences of PM2.5 in the West African Cities of Abidjan (Côte d'Ivoire) and Accra (Ghana)

Variabilité temporelle et influences régionales des PM 2,5 dans les villes ouest africaines d'Abidjan (Côte d'Ivoire) et d'Accra (Ghana)

Résumé

Particulate Matter (PM) Low-Cost Sensors (LCS) can be used to monitor air quality in regions with limited access to reference monitors. This study carried out within the framework of the Improving Air Quality in West Africa (IAQWA) project provides high temporal resolution of data on fine aerosol (PM2.5) mass concentrations in Abidjan (Cote d'Ivoire) and Accra (Ghana) through the deployment of field calibrated Real-time Affordable Multi-pollutant (RAMP) monitors. From February 2020 to June 2021, RAMPs were deployed at five sites in Abidjan and four sites in Accra. Using a temporal resolution of 15 seconds, the datasets provided by RAMPs allowed a comparative analysis of diurnal, daily and seasonal variability of PM2.5 concentrations for different urban sites with distinct pollution sources, over an extended period of time. Diurnal variations in PM2.5 concentrations showed prominent morning peaks related to traffic rush hours reaching up to 50 mg m−3 . Evening peaks were significant for sites in residential neighborhoods, and pointed to residential type pollution sources. Seasonal differences are analysed over a yearly cycle and maximum values are found during the so-called long dry season (Harmattan), between December and February. During a prominent pollution episode in January 2021 observed by the ground network, analysis of 3D satellite data, revealed Saharan dust transport as an additional source of (fine) aerosol pollution significantly increasing PM2.5. The same episode also revealed a limitation of LCS – an inability to adequately capture dust-dominated pollution, which can be quantified by reference monitors. Annual average PM2.5 concentrations vary between 17 and 26 mg m−3 . PM2.5 differences between sites within a city, especially between traffic impacted and urban background sites, are larger than the differences between the two cities. These annual averages exceed World Health Organization (WHO) annual pollution thresholds from the 2005 (10 mg m−3) and 2021 (5 mg m−3) guidelines.
Les capteurs de particules (PM) à faible coût (LCS) peuvent être utilisés pour surveiller la qualité de l'air dans les régions ayant un accès limité aux moniteurs de référence. Cette étude réalisée dans le cadre du projet d'amélioration de la qualité de l'air en Afrique de l'Ouest (IAQWA) fournit des données à haute résolution temporelle sur les concentrations massiques d'aérosols fins (PM 2,5 ) à Abidjan (Côte d'Ivoire) et à Accra (Ghana) grâce au déploiement de moniteurs RAMP (Real Time Affordable Multi-polluants) étalonnés sur le terrain. De février 2020 à juin 2021, des RAMP ont été déployés sur cinq sites à Abidjan et quatre sites à Accra. Utilisant une résolution temporelle de 15 secondes, les ensembles de données fournis par RAMP ont permis une analyse comparative de la variabilité diurne, quotidienne et saisonnière des concentrations de PM 2,5 pour différents sites urbains avec des sources de pollution distinctes, sur une période de temps prolongée. Les variations diurnes des concentrations de PM 2,5 ont montré des pics matinaux importants liés aux heures de pointe de la circulation, atteignant jusqu'à 50 μg m −3 . Les pointes nocturnes étaient significatives pour les sites situés dans des quartiers résidentiels et pointaient vers des sources de pollution de type résidentiel. Les différences saisonnières sont analysées sur un cycle annuel et les valeurs maximales sont trouvées pendant la longue saison sèche (Harmattan), entre décembre et février. Lors d'un épisode de pollution important en janvier 2021 observé par le réseau terrestre, l'analyse des données satellitaires 3D a révélé que le transport de poussières sahariennes était une source supplémentaire de pollution par aérosols (fins) augmentant considérablement les PM 2,5 . Le même épisode a également révélé une limitation du LCS – une incapacité à capturer de manière adéquate la pollution dominée par la poussière, qui peut être quantifiée par des moniteurs de référence. Les concentrations annuelles moyennes de PM 2,5 varient entre 17 et 26 μg m −3 . Les différences de PM 2,5 entre les sites d’une même ville, en particulier entre les sites impactés par la circulation et les sites urbains, sont plus importantes que les différences entre les deux villes. Ces moyennes annuelles dépassent les seuils de pollution annuels de l'Organisation mondiale de la santé (OMS) des lignes directrices de 2005 (10 μg m −3 ) et 2021 (5 μg m −3 ).
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Dates et versions

hal-04521429 , version 1 (19-04-2024)

Licence

Paternité - Pas d'utilisation commerciale

Identifiants

Citer

Julien Bahino, Michael Giordano, Matthias Beekmann, Véronique Yoboue, Arsene Ochou, et al.. Temporal Variability and Regional Influences of PM2.5 in the West African Cities of Abidjan (Côte d'Ivoire) and Accra (Ghana). Environmental Science : Atmospheres , 2024, ⟨10.1039/D4EA00012A⟩. ⟨hal-04521429⟩
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