Anthropogenic emission reduction scenarios for Bogotá : air quality impact assessment

Air quality modeling is a tool used to represent the complex meteorological and chemical processes that occur in the atmosphere. These tools, however, have not been thoroughly utilized in Colombia, and have been left out of the analysis and design of public policy. In this work we use the Chemical Transport WRF-Chem to evaluate the impact of proposed public policies on air quality for the city of Bogota. We set-up our experiments during the months of February and September 2018. The first step was to identify relevant public policy documents related to air pollution, and to implement some of the proposed measures as an emission scenario in the model. The results of the experiment are then used to quantify the effect of the proposed public policies. We consider a scenario without emission reduction and 3 emission reduction scenarios. Our first reduction scenario (S1) considers the impact of paving still unpaved roads. The second scenario (S2) we evaluate the impact of the change from coal fuel to natural gas in industrial sources. The third scenario (S3) we assess the impact of all the heavy- and light-duty vehicles using a minimum standard of Euro IV Based on the modeling results we calculate the number of premature deaths attributable to PM10. For scenario 1 present 9 and 12 mortality cases for February and September respectively, benefiting mostly lower-income communities. Scenario 2 and 3 present 1 case for each month, benefiting the center and south of the city. While for PM2.5, the paving of unpaved roads generates a maximum reduction of 6 and 8 ug/m3 and avoid 3 and 4 deaths for February and September respectively. Scenarios S2 generate a maximum reduction of 3.3 ug/m3 for February and 2.6 ug/m3 for September, avoiding 1 death for each month and finally S3 show the most homogeneous reduction in Bogota with a mean of 0.5 ug/m3 for February and 0.6 ug/m3 for September, avoiding 1 death for each month. El modelado de la calidad del aire es una herramienta utilizada para representar los complejos procesos meteorológicos y químicos que ocurren atmósfera. Sin embargo, estas herramientas no se han utilizado de manera exhaustiva en Colombia y se han dejado fuera del análisis y diseño de políticas públicas. En este trabajo utilizamos el Modelo de Transporte Químico WRF-Chem para evaluar el impacto de las políticas públicas propuestas en la calidad del aire para la ciudad de Bogotá. Configuramos nuestros experimentos durante los meses de febrero y septiembre 2018. El primero se identificó documentos relevantes de política pública relacionados con la contaminación del aire e implementamos algunas de las medidas propuestas como escenario de emisión en el modelo. Los resultados del experimento se utilizan luego para cuantificar el efecto de las políticas públicas propuestas. Consideramos un escenario sin reducción de emisiones y 3 escenarios de reducción de emisiones. Nuestro primer escenario de reducción (S1) considera el impacto de la pavimentación de vías sin pavimentar. En el segundo escenario (S2) evaluamos el impacto del cambio de combustible de carbón a gas natural en fuentes industriales. El tercer escenario (S3) evaluamos el impacto de que todos los vehículos de carga pesados y ligeros utilicen un estándar mínimo de Euro IV. Basándonos en los resultados del modelo, calculamos el número de muertes prematuras atribuibles a PM10. Para S1 se presentan 9 y 12 casos de mortalidad para febrero y septiembre, para S2 y S3 presentan 1 caso por cada mes. Mientras que para PM2.5, la pavimentación de vías genera una reducción máxima de 6 y 8 ug/m3 y evita 3 y 4 muertes para febrero y septiembre. El S2 generan una reducción máxima de 3.3 ug/m3 para febrero y 2.6 ug/m3 para septiembre, evitando 1 muerte para cada mes y finalmente S3 muestra la reducción más homogénea en Bogotá con una media de 0.5 ug/m3 para febrero y 0.6 ug /m3 para septiembre, evitando 1 muerte por cada mes. Magíster en Ingeniería Ambiental Maestría