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Air Quality during COVID-19 in Four Megacities: Lessons and Challenges for Public Health

Air Quality during COVID-19 in Four Megacities: Lessons and Challenges for Public Health

www.mdpi.com/1660-4601/17/14/5067/htm

サンパウロ大学公衆衛生学部グローバルヘルス＆サステイナビリティ博士課程、サンパウロ大学USP、サンパウロ01246-904、ブラジル

サンパウロ大学公衆衛生学部環境保健学科、サンパウロUSP、サンパウロ01246-904、ブラジル

サンパウロ大学芸術・科学・人間学部、サンパウロ大学USP校、サンパウロ 03828-000, ブラジル

ブラジル、カンピナス13083-889、カンピナス13083-889、カンピナス・ユニキャンプ大学土木工学・建築・都市デザイン学部インフラ・環境学科

2020年5月29日 / 改訂：2020年6月27日 / 受理された。

2020年7月8日 / 掲載：2020年7月14日

要旨

この原稿に記載されている研究では、コロナウイルス病2019（COVID-19）のパンデミックにより実施された隔離政策と社会的遠距離政策が、西部の4つのメガシティの大気汚染レベルに及ぼす影響を分析した。

ブラジルのサンパウロ
フランスのパリ
米国のロサンゼルス
ニューヨーク

本研究では、これらの大都市圏の都市大気中の一酸化炭素（CO）、オゾン（O3）、微粒子（PM2.5）、二酸化窒素（NO2）の4つの大気汚染物質のレベルを、2015年から 2019年までと比較して、2020年3月の間に調査した。

その結果、PM2.5、CO、NO2は減少しており、後者の2つは統計的に有意な減少を示した。対照的に、対流圏オゾンレベルはロサンゼルスを除いて上昇した。

空気清浄化による健康への有益な効果は、病院や医療機器への圧力を減少させることで、大都市でのCOVID-19のパンデミックによる死亡を防ぐことにも役立つかもしれない。

これらの都市で今後、本質的な重要性のない経済活動を再開する際には、個人や社会にとっての健康の総合的な重要性を考慮に入れるべきである。

キーワード：大気汚染、COVID-19、都市の健康、交通削減、活動制限

1. 序論

コロナウイルス病2019（COVID-19）のパンデミックは、世界中の生活に劇的な影響を与え、ほとんどの国に広がっており、2020年6月23日時点で930万人以上に影響を与え、世界で478,000人以上の死亡者を出しており[1]、多くの人が1918年のインフルエンザの大パンデミックと比較している。ウイルスの経済的な影響も大きく、多くの産業を効果的に停止させ、金融市場を急速に低迷させた。

ウイルスの蔓延を遅らせるために、個人の社会的距離を縮めることに加えて、政府はシャットダウン、ロックダウン、滞在、さらには検疫政策を実施していたが、施行の程度や効果は様々である。これらの命令は住民の日常生活を大幅に混乱させ、多くの商業活動が停止され、多くの従業員が時間短縮を経験したり、自宅から離れて仕事をしたりしているため、被災地の環境条件を変化させている。

メディアは、これらの政策と必要のない活動の閉鎖の結果として、世界中の多くの都市で大気質が改善されたことを報道している。その効果は、主に世界の大都市とその大都市圏で実現されている。このような状況は、都市部で発生する人為的活動の影響をより大きなスケールで評価するユニークな機会を提供している。

大都市では、大気の質は、自動車や産業界からの汚染物質の排出に影響される。都市部で排出され、監視されている主な汚染物質は、窒素化合物（NO、NO2）、一酸化炭素（CO）、オゾン（O3）、二酸化硫黄（SO2）、および微小粒子状物質および吸入性粒子状物質（PM2.5、PM10）である。

大規模な都市の集合体は、汚染、渋滞、周辺地域（「郊外」）の基本的な衛生設備の不足、ホームレス、失業などに関連する問題に悩まされている。また、これらの地域では、地理的に狭い地域に多くの人が住んでいるため、病気が急速に伝播しやすくなっている。

COVID-19によって引き起こされたこれらの都市の健康危機は前例のないものであり、医療システムへの要求も同様である。

世界保健機関（WHO）によると、世界では年間400万人近くが屋外大気汚染に関連して死亡しているとされている[2]。WHOは健康を守るために、各汚染物質のガイドライン値を推奨している。具体的には、PM2.5については、年間平均で10μg/m3、24時間平均で25μg/m3がガイドライン値となっている。

しかし、多くの都市ではこれらの基準値を超えていることが多く、呼吸器疾患を含むがそれに限定されない市民の健康に影響を与えている。2016年のWHOの研究では、疾病負担の推定方法を用いて、このような曝露の影響を強調している。

この研究では、PM2.5に曝露された人口の割合を国別、1μg/m3の増分ごとに提供した；その後、統合曝露反応関数（IER）に基づいて、各PM2.5増分ごとに相対リスクを計算した。調査の全体的な結果、大気汚染に関連した死亡率は以下の通りであった。

ブラジルでは10万人中14人、フランスでは10万人中8人、米国では10万人中7人であった[3]。プレプリント版として発表された別の研究では、COVID-19の死亡リスクを高める既往症の大部分は、大気汚染への長期暴露によって影響を受ける疾患と同じであることが示唆されている[4]。

これを踏まえて著者らは、米国におけるCOVID-19の死亡リスクを調査した。著者らが述べているように「この結果は、PM2.5への長期暴露のわずかな増加がCOVID-19死亡率の大きな増加をもたらし、その増加の大きさはPM2.5と全死因死亡率で観察されたものの20倍であった」ことを強調している。

この研究結果は、「COVID-19の危機の間も後も、人の健康を守るために、既存の大気汚染規制を継続的に実施することの重要性を強調している」[4]。さらに、ウイルス感染者の発生率と大気中の粒子状物質PM10およびPM2.5の濃度との間には正の相関関係があるように思われるという事実に基づいて、空気中の微粒子がウイルスを集団間に拡散させる役割を果たしているのではないかという仮説を立てる科学者もいる。

これらは、大気中でのウイルスの輸送に加えて、ウイルスの生存のための基礎と生命条件を提供する[5]。Isaifan [6]は、慢性呼吸器疾患や心血管疾患はCOVID-19と同様に大気汚染とよく関連していることを指摘しており、大気汚染がこれらの死亡率の二次的な要因と考えられることを示唆している。

それにもかかわらず、著者は、粒子状物質中でのウイルスの不活化は気候条件に依存することを強調している。これらの相互作用を調査した別の研究では、He, Pan, Tanaka [7]は、パンデミック期間中の中国の都市における大気汚染の減少を調査し、COVID-19対策によってPM2.5が減少したことを明らかにした。

これらの対策が平均して1ヶ月間持続し（PM2.5を8.40μg/m3減少させた）、都市の封鎖により被災都市のPM2.5がさらに13.9μg/m3減少したと仮定すると（合計22.3μg/m3）、早死に者数は約24,000人から36,000人と推定された。この数字は、中国のCOVID-19による総死亡者数を大幅に上回り、大気汚染に伴う莫大な社会的コストを物語っている。

封じ込め対策は、本研究で検討した4つのメガシティすべてで実施された。実施された政策に関する主な情報源は、衛生部または衛生部の公式データ、州政府、大都市政府、市政府が発表した情報、および報道機関からの情報であった。補足資料には、各大都市の当局がとった措置の説明が示されている。

4メガシティで実施された隔離対策の時系列を図1に示す。

図 1.Ijerph 17 05067 g001 550図 1. 2020年3月にサンパウロ、ニューヨーク、パリ、ロサンゼルスで実施された新型コロナウイルス感染防止対策の時系列図。

新型コロナウイルス（COVID-19）による人為的な活動制限のシナリオの下では、大都市圏の大気質の過去の傾向と比較して、現在の状況の影響を明らかにすることに関心が高まっている。現在の状況、人間活動、気候学的パラメータは、大気質や関連する人間の暴露、循環器疾患や呼吸器疾患などの健康影響に長期的な影響を与えている。

そこで本論文では、ブラジルのサンパウロ市（以下、サンパウロ市）、米国のニューヨーク市（以下、ニューヨーク市）とロサンゼルス都市圏（以下、ロサンゼルス市）、フランスのパリという4つのメガシティにおいて、操業停止、ロックダウン、または社会的離散命令の影響を分析した。これらの都市では、感染者数が急増し始め、病院の資源や集中治療室が崩壊する／しないの危機に瀕していることから 2020年3月の1ヶ月間に社会的隔離政策を採用した。

このような悲惨な状況下では、大気汚染レベルの低下が、呼吸器感染症や大気汚染物質による入院に関連した病院資源の使用を回避するのに役立っている可能性がある[6]。

この研究では、一酸化炭素（CO）、地上レベルオゾン（O3）、二酸化窒素（NO2）、微粒子物質（PM2.5）の4つの一般的な汚染物質について利用可能なモニタリングデータに基づいて、これらの対策が大気質に与える影響、およびそれらが人の健康に及ぼす可能性のある影響を、気象変数を制御して検証している。

2. 材料と方法

本研究は、統計的手法を用いて大気質と気象のレトロスペクティブなデータを分析し、4大都市における新型コロナウイルスのパンデミック対策との相関関係を記述した探索的な研究である。

2.1. 調査地域

すなわち、COVID-19パンデミックの影響を大きく受けていること、各都市の大気汚染は自動車に大きく関係していること、そしていずれも大気汚染の監視と制御に長い歴史を持っていることである。さらに、それぞれの地域では、2020年3月に社会的隔離・隔離政策を採用しており、これはサンパウロが社会的隔離対策を開始した時期と重なっている。

この研究では、サンパウロを基準地域とした。この地域は、著者全員の居住地であること、歴史的に大気の質が悪いこと、大気汚染を抑制するために取られた行政措置や法的措置に基づいて選ばれた。また、大気汚染のレベル、発生源、形成、健康への影響について多くの研究が行われてきた地域でもある。

ニューヨークとパリが選ばれたのは、サンパウロとともに、最近の大気汚染防止のための公共政策の比較の焦点となったからである[8]。ロサンゼルスは、自動車への依存度が高く、その結果として大気汚染が発生していることから、この調査に含まれている。

この4都市には、それぞれの地域でパンデミックの震源地となったという共通点がある。

2.1.1. サンパウロ

サンパウロの事例をより詳細に分析した。サンパウロ（図 S1 補足資料）は、世界でも有数の大都市である。面積は1521km2、人口は1220万人、1km2あたりの人口密度は7570人である。人間開発指数（HDI）は高いものから非常に高いものまで様々で、60歳以上の人口の割合は14.46%である[9]。

過去には、産業は汚染物質の排出において重要な役割を果たしていたが、現在では大気汚染の大部分は約800万台の車両から排出されている[10]。これらの排出物は、主にガソリン、エタノール、ディーゼル、液化石油ガス（LPG）などの独自の燃料を混合して燃料としている小型・大型商用トラック、自動車、バス、オートバイなどの多様な車両から発生している。

自動車からの寄与は、CO排出量全体の96.8%、炭化水素（HC）排出量の75.3%、NOx排出量の63.9%を占め、産業界はSOX排出量（83.3%）の最大の寄与者であり、NOx排出量の36.1%をも占めている。

粒子状物質PM10への寄与者には、自動車（40%）、工業（10%）、土壌や二次エアロゾルの再浮遊（各25%）が含まれる[10]。一酸化炭素はもはや問題のある汚染物質とは考えられておらず、二酸化硫黄のレベルはWHOのガイドラインと一致している。オゾン、吸入性粒子状物質（PM10以下）、微粒子（PM2.5）は、引き続き市の大気の質に問題を抱えている（図S2補足資料）。

サンパウロでは、年間を通じて大気の質が悪化しており、いくつかの大気汚染物質の短期的、長期的なレベルでWHOが推奨する大気質ガイドラインを定期的に超過している。サンパウロの大気汚染は毎年数千人の早死につながっていると推定されており、その主な原因は大気汚染にさらされることによる呼吸器や心血管への影響である。

大気汚染の局所的な影響、医療へのアクセスの不平等、最貧層における呼吸器がんの発生率と死亡率の増加[11]と同様に、大気汚染の局所的な影響の結果として、大気汚染の地域的な影響が市内全域で一様に経験されているわけではないことに注意することが重要である。

2.1.2. ニューヨーク

ニューヨークはニューアークと合わせて約850万人の人口を擁している[12]。ニューヨークの5つの行政区（ハッタン、ブロンクス、クイーンズ、ブルックリン、スタッテン島）の面積は789km2で、1km2あたりの人口密度は10,800人である。

市は、米国国立大気品質基準（NAAQS）に関してはほとんどが達成されているが、すべての郡は8時間オゾン基準の非達成で「中程度」に分類され、マンハッタンは1987年のPM10基準の非達成で「中程度」に分類されている。

ニューヨークでの最近の大気質対策の取り組みは、2007年にニューヨーク市長が大気汚染や気候変動などの地域の環境問題に取り組むための行動計画「プラン・ニューヨーク」を立ち上げたことに関連している。同市長の政権下では、タイムズスクエアを車の通行を禁止したり、市内全域に自転車専用レーンを整備したりと、大都市では初となる革新的なプログラムを開発した。

しかし、ウォーターボイラーからの排出ガス、ラッシュ時の車両の排出ガス、周辺都市からの大気汚染の拡散（一次O3）など、大気の質的な課題が残っている。2008-2018年のニューヨーク市地域大気調査では、マンハッタンとブロンクスでPM2.5とNOxの濃度が高くなっていることが明らかになった。

ニューヨーク市保健精神衛生局の報告書では、2018年の大気汚染の値は2009年の調査と比較してPM2.5とNO2は低いが、交通密度が高く、人口密度が高く、ボイラーを使用している地域や、産業が残っている地域では大気汚染レベルが依然として高いことが強調されている[13]。オゾンレベルは安定しており、季節や地理的な場所によって健康への影響は異なる [14]。

2.1.3. ロサンゼルス首都圏

ロサンゼルス・メトロポリタンエリアは、ロサンゼルス郡とオレンジ郡で構成されている。ロサンゼルス郡は10,577km2で全米最大の郡の一つであり、2018年の人口は約1,040万人で、カリフォルニア州の人口の約27%を占め、88の都市と約140の非法人化地域に居住している。重要な産業と金融の中心地であり、世界で最も文化的・民族的に多様なコミュニティの一つである[15]。ロサンゼルス市はロサンゼルス郡の中で最も人口が多く、約400万人である[16]。

ロサンゼルス郡の登録車両は2019年12月31日時点で8,154,560台で、自動車が80.5%、トラックが13.9%、トレーラーが3.6%、二輪車が1.9%で、カリフォルニア州の車両保有台数の22.8%を占めている[17]。

数十年にわたり、ロサンゼルス郡-南海岸大気圏は、40 CFR Part81 の下で、オゾン8時間（2004 年～現在）、一酸化炭素（1992～2006 ）、鉛（2010 年～現在）、二酸化窒素（1992～1997 ）、PM10（1992～2012 ）、PM2.5（2005 年～現在）を含むいくつかの国家環境大気質基準に関しては、非達成状態にある。過去には、大気汚染の構成には定置源の寄与が大きかったが、今日ではトラックと自動車が排出の大部分を占めている[18]。

オレンジ郡はロサンゼルス-ロングビーチ-アナハイム都市圏統計地域に含まれている。郡には34の法人都市があり、その中にはサンタアナ、アナハイム、フラートンのような古い都市が含まれている。

2018年国勢調査時点での人口は3,185,968人で、面積は2460km2、人口密度は1km2あたり1295人となっている。オレンジ郡の登録車両数は、2019年12月31日時点で2,943,942台で、自動車が79.5%、トラックが14.6%、トレーラーが3.8%、二輪車が2.1%であった[12,17]。

2.1.4. パリ

パリは、本調査の対象となった唯一のヨーロッパの都市であるが、最も人口密度の高い最小の都市でもあり、1km2あたり105.4km2、21,289人が居住している。パリはイル・ド・フランス地方に位置し、1200万人の住民の中でフランスで最も多くの雇用が集中している。パリの中心部は、「パリ・イントラ・ムロス」（パリ市内）とも呼ばれ、人口は210万人である。

大気汚染への取り組みは、ドラノエ市長の政権下で行われたもので、かつて自動車の主要な回廊であったセーヌ川の左岸を閉鎖するなど、ユニークな取り組みが行われている。また、パリは自転車のシェアリングプログラムをいち早く開始した都市の一つでもある。現職のアンヌ・イダルゴ市長は、大気汚染対策にも力を入れている。

そのため、2013年3月と2014年3月には、粒子状物質のレベルが3日連続で平均100μg/m3に達したなど、長年にわたり、パリは高レベルの大気汚染のエピソードを経験していた。これらのエピソードは、以前に実施された戦略にもかかわらず、パリの大気汚染がいかに問題であり続けているかを強調している。

Deguenら[19]は、5年間の平均NO2濃度への曝露により、市内の低所得者層のすべての死因が増加し、特にNO2への曝露量が55.8 µg/m3を超えた場合には[19]であることを発見した。

パリの大気質を監視する地方機関であるパリ大気質管理機関（AIRPARIF）は、2014年の大気質報告書で、大気汚染レベルに改善はあったものの、特に交通量の多い道路付近のNOXとPMについては不十分であったと報告している。それは、40万人のグレーターパリの住民が、確立された基準を超えるレベルに毎日さらされていることを報告した[20]。

同機関からのより最近の報告では、パリの大気汚染の主な原因として、交通と住宅部門（大部分は住宅の熱によるもの）が挙げられている。交通部門はNOx排出量の69%、PM10排出量の36%、PM2.5排出量の35%に相当し、住宅部門はNOx排出量の21%、PM10排出量の41%、PM2.5排出量の49%を占めている[21]。

全体的に、過去10年間でNOxとPMの排出量は減少しているが、これは主に自動車の排出規制が強化され、新しい技術が導入されたことと[22]、よりクリーンなエネルギー源が導入されたことによるものである。

しかし、汚染レベルの高い地域では、交通量の多い回廊やディーゼル燃料の使用との関連性が残っている。

2.2. データの出所

大気質データは、4 つの都市のローカル大気モニタリング機関から CO、O3、NO2、PM2.5 のデータを取得した。この調査は主に1時間ごとのモニタリングデータに基づいているが、ロサンゼルスのO3については最大8時間の平均値に基づいて分析している。さらに、サンパウロについては、このパラメータのWHOガイドライン（100 µg/m3、8時間平均）に基づいて、オゾンの超過数を分析した。

各都市について、利用可能なすべてのモニタリングデータを各年ごとに集計した。各汚染物質の一日平均濃度を得るために、各時間ごとの値を平均化し、必要に応じて、PM2.5、NO2、O3に用いられる1立方メートルあたりのマイクログラム（µg/m3）、またはCOに用いられる百万分の一（ppm）の単位に換算した。

サンパウロでは、大気品質データは州環境機関（CETESB）のオープンオンラインプラットフォームQUALAR（Cetesb, São Paulo, Brazil）[23]から取得した。

CETESBはサンパウロ首都圏に大規模な大気質監視ネットワークを有しており（図S1補足資料）、地域内に30の大気質観測所があり、そのうち17の大気質観測所がサンパウロ市内に設置されている。

本研究では、3月（2015年～2020）の全日の1時間ごとのモニタリングデータをAlto Tietê URGHI（水資源管理ユニット）で取得した。

サンパウロのデータについては、単位変換は必要なかった。サンパウロでは、交通データと大気モニタリングデータを用いた黒炭素（BC）とCO2の追加分析も実施された。サンパウロの東部ゾーンでは、BCとCO2濃度をMAAP（Multiangle Absorption Photometer, Thermo Scientific, 5012）とCO2 Alphasense Non-Dispersive Infrared（NDIR）センサーでそれぞれ1分ごとにモニターした。このデータは市内の特定の場所のデータではあるが、市内の状況をよく表していると言える。

交通データは、サンパウロ州道路局（DER-SP）より、サンパウロ州の主要5つの高速道路（バンデイランテス、アンハンゲラ、カステロブランコ、ラポソ・タバレス、アイルトン・セナ）の交通データを提供された。

集計された記録は、1日の平均交通量を小型車（LDV）と大型車（HDV）で割ったものであり、この地域に出入りする車両の流れの代理としての役割を果たしている。

パリの大気質データは、AIRPARIF Portail Open Data platform（AIRPARIF, Paris, France）[20,21]から取得した。このプラットフォームは、本研究で考慮した4つの汚染物質すべての1時間ごとのデータを提供している。

すべてのモニタリングステーションの1時間ごとの値は、1日の平均濃度を得るために、各日ごとに平均化された。このプラットフォームは CO データを mg/m3 単位で提供しており、これを ppm 単位に変換している。

ロサンゼルスでは、O3 と PM2.5 のモニタリングデータは、米国環境保護庁（US EPA）のデイリーデータプラットフォームの Air Data プラットフォームを使用して収集された（注：調査期間とデータ取得までの期間が短かったため、US EPA プラットフォームで利用可能なこれらの汚染物質のデータは、おそらく AirNow 予測サービスから入手したものであろう）。

ロサンゼルス-ロングビーチ-アナハイムのコア統計地域（CBSA）を使用して、米国EPAプラットフォーム上でこれらの汚染物質のデータを取得した。この CBSA にはロサンゼルス郡とオレンジ郡の両方が含まれており、これらの汚染物質について最大 16 台のモニターからデータを取得している（ただし、2020 年のデータについては利用可能なデータがより限定されている）。US EPA プラットフォームは O3 データを ppm 単位で提供しており、これを µg/m3 単位に変換している。

ロサンゼルスの NO2 モニタリングデータは South Coast Air Quality Monitoring District から入手したもので、2 つのモニタリングステーションから得たものである。ロサンゼルス中央部と北オレンジ郡の 2 つのモニタリングステーションから得られた。NO2 データは 1 億分の 1 単位で提供され、µg/m3 単位に変換された。

ロサンゼルスの CO データは、カリフォルニア大気資源委員会（CARB）の大気質・気象情報システム（AQMIS）から取得したもので、13 のモニタリングステーションのネットワークからこの汚染物質の日平均値を提供している。取得された CO データはロサンゼルス郡のモニタリングステーションに限定されている。

ニューヨークのすべてのモニタリングデータは、ニューヨーク州環境保全局の大気モニタリングウェブサイトから取得した。このプラットフォームを使用して、ニューヨーク市の 5 つの郡すべてを含むリージョン 2 のデータをエクスポートした。

このプラットフォームでは、1時間ごとの測定値を提供しており、1日の平均値を得るために平均化されている。このプラットフォームからの CO データは ppb 単位で提供され、ppm に変換されている。

比較を行い、外部パラメータの影響を評価するために、過去5年間（2015年～2019）の3月のデータを2020年3月の現在のデータと比較した。これらには、まだ制限的な対策が実施されていない月の最初の日が含まれていた。

過去5年間の3月のすべての日について、1時間ごとの測定値の1日平均を計算し、これらの値を2020年の値と比較した。気温、相対湿度、風速、降水量などの気象パラメータを統計分析に含めた。

サンパウロの気象データは、降水データを除き、国立気象研究所（INMET）とサンパウロ大学天文学地球物理学・大気科学研究所（IAG/USP）の気象観測所の報告書から取得したものを除き、QUALARプラットフォームからも抽出した。

ニューヨークとロサンゼルスの気象データは、米国海洋大気庁（NOAA）のローカル気候データ（LCD）ツールから取得した。パリの気象データは、フランス気象データセンター（Meteo France climatological data center）から取得した。

2.3. 統計

4 つのメガシティについて、毎日の大気質と気候のデータを収集した。測定は、2015年から 2020年までの連続した6つの3月の間に行われた。合計で1302件の大気汚染と気候の観測が収集され、調査対象となった各メガシティについて186日に渡って分散していた。

基本的な記述統計量を比較し、CO、O3、NO2、PM2.5を従属/結果変数として、気温、相対湿度、風速を気候長期パラメータとして、地域の大気質ネットワークの測定値を用いた一般線形モデル（GLM）に適合させた。

モデルは、COVID-19シナリオ（2020）と2015年～2019年（活動制約なし）で、人間活動が異常に制限され、大気汚染物質が異常に濃縮された2020年3月を強調するように調整した。

同時期の汚染物質濃度の測定値と気象学の観測値のセットを用いて、COとNO2の観点から、主要な経済活動が主に都市から制限されたことで、大気中の濃度が低下したことを示した。統計分析には含まれていないが、汚染物質濃度の変化を説明するのに役立つ降水量データも収集された。

GLM は、交通などの人間活動が変化する 3 月の昼間 t、2015 年 3 月～2020 年 3 月の平均的な地域ネットワークからの大気質サンプルを用いて大気質を推定した。

以下の回帰モデルを用いた。

Air_qualityi,t (汚染物質i, March day t)=a0+a1Pt+W′taw2

ここで、Pt は 1 から 0（2020 年は 1、2015-2019 年は 0）の範囲のダミー変数であり、人間活動制限に関連する 3 月を反映している。気象変数も気候効果を制御するために含まれている。

したがって、Wt′は大気汚染に影響を与える可能性のある気候記録のベクトルであり、a2wは気温(℃)、相対湿度(%)、風速(m/s)に関連する3つの回帰係数である。

最後に、グループ間の平均の有意差を確認するために、2015年から 2020年までの観測値と年間トレンドを用いて、COVID-19の外側と内側の2つのロックダウン期間の記述統計量を比較した：分散分析とボンフェローニポストホック検定。

3. 結果と考察

3.1. 濃度

図 2、図 3、図 4、図 5 は、それぞれ CO、NO2、O3、PM2.5 について、本研究に含まれるすべての都市の 1 時間ごとのモニタリング値の日平均値を、比較期間（2015～2019 ）の過去の値と比較して示したものである。グラフでは、重要な介入日が示されており、重要な市全体の操業停止命令（またはそれに相当するもの）が発動した平日に対応している。

サンパウロとニューヨークでは3月23日、ロサンゼルスでは3月19日、パリでは3月17日である。ほとんどの場合、2020年の汚染物質濃度は基準レベルを下回っており、削減量が介入日と一致している場合もあることが観察できる。

しかし、ほとんどの場合、企業の閉鎖、学校の閉鎖、小規模の在宅勤務の指示が公式の閉鎖命令に先行しており、それらが発令される前に濃度に影響を与えていた可能性があることに注意すべきである。これはNOx排出量の削減の結果として考えられるもので、遊離酸素原子が結合できる分子が正味で減少しているためである。

モニタリングデータのより詳細な統計分析を紹介する。グラフの濃度軸は、平均的な汚染レベルが都市間で異なるため、分解能を保つためにデータ範囲に応じて変化している。

図2. 2020年3月のCO2濃度プロファイル（オレンジ色）と過去5年間の3月濃度の平均値および標準偏差（青色）との比較（色付きのドットで示された最も重要なCOVID-19介入日）。

各都市で使用されたすべての利用可能なステーションデータ（セクション2.2参照）。

図3. 2020年3月のNO2濃度プロファイル（オレンジ）と過去5年間の3月濃度の平均値および標準偏差（青）との比較（色付きの点で示されたCOVID-19の最も重要な介入日）。

各都市で使用されたすべての利用可能なステーションデータ（セクション2.2参照）。

図4. 2020年3月のO3濃度プロファイル（オレンジ）と過去5年間の3月濃度の平均値および標準偏差（青）との比較（色付きのドットで示されたCOVID-19の最も重要な介入日）。

各都市で使用されたすべての利用可能なステーションデータ（セクション2.2参照）。

図5. 2020年3月のPM2.5濃度プロファイル（オレンジ）と過去5年間の3月濃度の平均値および標準偏差（青）との比較（色付きの点で示されたCOVID-19の最も重要な介入日）。

各都市で使用されたすべての利用可能なステーションデータ（セクション2.2参照）。

3.2. 気象学

表1は、調査したすべてのメガシティについて、気温（T）、相対湿度（RH）、風速（WS）、累積降水量（P）という気象パラメータの年平均と標準偏差を示している。気象条件は汚染物質の濃度に大きな影響を与える可能性がある。汚染物質の分散のための好ましくない条件から好ましい条件への変化は、通常、気象系がある地域に到達し、大気を不安定にし、風を強めるときに起こる。

降水もかなりの影響力を持っている。降雨の発生は、大気が不安定であることを示す指標となるだけでなく、汚染物質の除去を促進する。例えば、2020年3月に非常に乾燥した3月を経験したサンパウロとは異なり、ロサンゼルスでは降水量が多かった。

分析した4箇所を考えると、2015年から 2020年までの累積降水量に大きな変化が見られた。以下の統計分析では、気温、相対湿度、風速が汚染物質濃度に与える影響を示す。

表 1. 2015年から 2020年までの3月の気象パラメータの年平均値と標準偏差。

図S4a,b（補足資料）は、2020年3月のサンパウロの1日の気象データを示したものである。

気温は20～26℃、相対湿度は60%～90%であった。降水は月初、中旬、月末に発生した。

サンパウロでより制限的な対策が始まった3月23日から27日までは、湿度が下がり、風速が上がり、主に粒子状物質の除去に貢献した。

以下に見られるように、隔離措置にもかかわらず、PM2.5の濃度はこの期間中に最も低下した。これは、PM2.5の発生源が自動車以外にもあるという事実（分析された他の汚染物質の濃度を低下させた主な原因）と、二次エアロゾル（主に硝酸塩、硫酸塩、アンモニウム）が形成されたことによるものと考えられる。

3月21日以降、南東風、高風速、少雨も汚染物質の拡散に寄与した可能性がある。しかし、統計分析では、社会的孤立の尺度がより大きな重みを持っていることが示された。

3.3. 統計分析

データを2015年から 2019年と2020年の2つの期間に分割し、それぞれCOVID-19規制による活動制約のない期間と活動制約のある期間に対応させた（表2a,b）。

表3は、大気汚染物質が気象パラメータの変化よりも高い割合で改善していることを示している。人間の活動の影響は気象学よりも明らかであり、平均値の統計的比較では、気象学的パラメータよりも大気質の方が有意なレベルを示している（すなわち、風速はすべてのケースで有意ではない）。

表 2. (a) サンパウロとロサンゼルスの従属変数と独立変数の記述統計量（2015年3月～2020）。

(b) ニューヨークとパリ（2015年3月～2020）の従属変数と独立変数の記述統計量。

表 3. 活動制限と気象が大気質に及ぼす影響；3月（2015年～2020）の大気質の予測；サンパウロ、ロサンゼルス、ニューヨーク、パリのネットワーク1,2からの測定値。

表2a,bは、平均値、信頼区間（CI、1000サンプルを用いたブートスタップにより得られたレベル95%）、測定数、中央値を示しており、2020年3月の経済活動の制限と交通量の削減の期間中、汚染物質であるCOとNO2の平均値は、COVID-19シナリオの方が他のシナリオカテゴリーよりも全都市で低く、その平均値から、小型車や大型車の交通量など人為起源の汚染物質が直接輸送されたことが大気質に大きな影響を与えていることが示されている。

2020年3月のサンパウロでは、気温と湿度の平均値は、COVID-19期のカテゴリーで有意に低かった。同様に、ニューヨークでは、2020年3月に気温が上昇した。

PM2.5濃度は、経済活動が制約されている期間にわずかに減少したが、COやNO2よりも低い割合で、シナリオカテゴリ間での有意な差は見られなかった。自動車以外の発生源が二次エアロゾル形成に寄与したと考えられる。サンパウロでは、PM2.5の約50%が二次エアロゾルによるものである[10]。

一般的に、4都市すべてにおいて、大気汚染は2020年3月に2015-2019年平均と比較して大幅に改善した。

COはサンパウロで40%（0.23ppm、信頼区間0.20～0.26）、ロサンゼルスで24%（0.08ppm、信頼区間0.07～0.09）、ニューヨークで19%（0.06ppm、信頼区間0.03～0.08）、67%（0． NO2 はサンパウロで 25%（7.99 µg/m3, CI 5.19-10.58）、ロサンジェルスで 38%（12.19 µg/m3, CI 9.15-14.91）、パリで 24%（8.57 µg/m3, CI 0.07-0.09）減少した。

57 µg/m3、信頼区間 5.00～12.24）、ニューヨーク、パリでは 39%（16.41 µg/m3、信頼区間 12.40～20.48）、PM2.5はサンパウロで 12%（1.70 µg/m3、信頼区間 0.01～3.36）減少した。

サンパウロでは 12%（1.70 µg/m3, CI 0.01-3.36）、ロサンゼルスでは 37%（3.62 µg/m3, CI 2.47-4.55）、ニューヨークでは 24%（1.77 µg/m3, CI 0.93-2.51）、パリでは 28%（4.83 µg/m3, CI 1.37-7.52）の減少が見られた。

オゾン濃度は上昇した。

サンパウロでは 30%（10.37 µg/m3、信頼区間 5.95-15.24）、ニューヨークでは 7%（3.99 µg/m3、信頼区間 0.76-7.18）、パリでは 12%（6.42 µg/m3、信頼区間 2.11-10.35）のオゾン濃度の上昇が見られた。一方、ロサンゼルスでは濃度が10%減少した（8.53 µg/m3, CI 4.65-12.80）。トラックや他の乗り物から排出される前駆体がないことが、オゾン形成に寄与していると考えられる [24]。

COVID-19シナリオ下での活動制限と気象変数の影響は、すべての都市と汚染物質（ニューヨークのO3生成におけるTの影響を除く）で大気質への影響が有意であることがわかった。

一般化線形モデルでは、気候条件よりも経済活動の削減の方が大気汚染の減少に関連している傾向があった（表 3）。サンパウロとパリのモデルは、ニューヨークとロサンゼルスのモデルよりも調整されている（R2が高い）。結果は、記述統計、分散分析、平均のポストホック検定を確認した（表2a,b）。

COVID-19のCO2削減効果は、すべての都市で同様で、~0.10 ppm（95%信頼区間と標準誤差が推定された）であり、軽自動車交通の減少によるものと考えられる。

サンパウロは、他の都市と比較して NO2 と PM2.5 の絶対値の改善が最も少なかった地域である。NO2 と PM2.5 はそれぞれ 4.00 µg/m3 対 11.01～14.18 µg/m3、0.54 µg/m3 対 2.03～2.99 µg/m3 と、他の都市と比較して最も改善していない地域である。

サンパウロのロックダウン対策は、ロサンゼルス、ニューヨーク、パリに比べて制限が少なかった。

4都市すべての包括的な車両量のモニタリングデータがない場合、COVID-19パンデミックに直接対応して公開されたモビリティデータは、COVID-19の規制が車両活動にどのような影響を与えたかを知るための代理としての役割を果たすことができる。

そのようなプラットフォームには以下が含まれる。Google COVID-19 Community Mobility Reports [25]は、位置情報の履歴を共有することを選択したユーザーの位置情報を追跡し、2020年1月3日から2月6日までの5週間の中央値をベースラインとして使用している。

また、スマートフォンやナビゲーションデバイスの位置情報を追跡して走行距離（VMT）を計算するStreetlight Data [26]は、2020年1月の平均値をベースラインとして使用している。これらのデータから、分析期間中に車両の循環量が大幅に減少していることがわかる。

具体的には、GoogleとAppleのモビリティデータでは、交通機関の駅で50～75%の減少が見られた（ベースライン値と各都市の選択された介入日の値との比較）。

米国に限定された街灯データでは、ニューヨークとロサンゼルスの都市圏の郡でVMTが～55～90%削減されていることが示されている。

最後に、アップル社のモビリティデータでは、自家用車の削減率は～40～80%となっている。サンパウロの場合、これらの傾向は、主要なアクセス／出口高速道路での燃料販売と交通量のデータによってさらに裏付けられており、[28,29] ガソリンとエタノールの消費量が20%以上減少し、ディーゼル燃料の消費量が13%以上減少していることが示されている[28,29]。

さらに、サンパウロでのガソリン/エタノールの削減は、小型車と自家用車に関連していたが、ディーゼルトラックが店舗やレストランへの食品や商品の配送を継続していることを考えると、ディーゼルの削減は主にバス交通の減少に関連していた。

バス交通はサンパウロのCO2ディーゼル関連排出量の33%を占めており[30]、パンデミックのエピソードの間、車両の乗客の占有率は増加していた[31]。

オゾン生成量はニューヨークとサンパウロで高く、7.96-10.95 µg/m3であった。

コロナウイルスシナリオにおける汚染物質の削減量（表3の活動制限係数）と従属変数の平均値（表2a,bの2015-2020年3月の総計）の比を用いて、制限が汚染物質の削減にどれだけ重要であったかを観察することができ、大気汚染物質に対する経済活動の効果は、サンパウロ：COは20%、NO2は13%、PM2は4%であった。

LAではCO30%、NO237%、PM2.533%、ニューヨークではCO37%、NO241%、PM2.529%、パリではCO18%、NO232%、PM2.516%であった。GLMモデルを調整した結果、気象の大気質への影響はすべての汚染物質で有意であることが示された（表3）。

気象パラメータ（気温、相対湿度、風速）に関する回帰係数は、サンパウロの方が他の3都市よりも高く、3月が雨季（夏）の終わりであり、不安定な状況が続いていることを考えると、汚染物質濃度の季節性の重要性を示している。

例えば、サンパウロの気温が1℃上昇すると、0.03ppm（CO）、3.49μg/m3（O3）、1.18μg/m3（NO2）、0.74μg/m3（PM2.5）の上昇が示唆された。

サンパウロでは、CO（0.19ppm）、NO2（10.40μg/m3）、PM2.5（5.49μg/m3）についても、風速の単位増加が汚染低減に有意な効果を示した。ロサンゼルスでは、湿度が10%上昇するとNO2が3.30μg/m3減少する可能性がある。

同様に、パリでは、他のパラメータを一定に保つと、風速が1m/s増加すると、CO、NO2、PM10濃度が低下することがわかった。0.18ppm、18.53μg/m3、9.91μg/m3であった。

また、パリでは湿度を 10%下げると PM2.5 濃度が 1.80ppm 低下した（サンパウロと同様）。O3の生成はサンパウロでは湿度の低下と強く関係していた（10%の湿度低下で5.90μg/m3）。

COとNO2の減少とO3の反対の差（LAを除く全ての都市で）は、COVID-19による経済活動の減少と同時に、大気の質（COとNO2）とO3生成の改善が起こる可能性を示唆している（その差は表2a,bでは統計的に有意である）。

表 2a,b の結果から 2015-2020 年の平均削減量である CO は 0.06-0.23ppm、NO2 は 7.99-16.41μg/m3 であり、偶然の変動ではなく、交通量やその他の都市活動の減少に起因している可能性が高いと結論づけられる（CO と NO2 の変化の有意な p 値は 0.01 未満である）。

同様に、サンパウロにおけるO3の平均増加10.37μg/m3は、自動車からのNO排出量の減少に関連している可能性がある（p値<0.01）。

3.4. サンパウロの汚染物質と交通に関するその他の結果

図6a,bは、2020年3月の大気汚染物質の各日の変動を、その曜日の基準値と比較して示している。ベースラインは、過去5年間（2015年～2019）の3月の対応する曜日の中央値である0.55ppm（CO）、32.98μg/m3（O3）、30.63μg/m3（NO2）、13.60μg/m3（PM2.5）を用いて作成されている。

グラフは、2020年3月の間、交通流量の減少に関連して、COとNO2の削減とO3の形成の全体的な傾向を示している。NO2の傾向は、トロポミ・コペルニクスセンチネル5P衛星（欧州宇宙機関）からのデータによって確認され、サオパウロの厳格な強制検疫措置と一致して、NO2濃度の大幅な低下を明らかにした（図6c-f）。

衛星画像は、3月10-13日（2020年、検疫開始1週間前）と3月24-27日（検疫開始1週間後）を比較して、10-6mol/m2のNO2濃度の対流圏垂直柱の変化を示している。NO2濃度は気候の変化により日によって変動するため、1日のデータだけでは結論を出すことができない。

本研究では2週間という特定の期間のデータを組み合わせることで、気象変動を部分的に平均化し、人間活動による変化の影響が見えてく。

Ijerph 17 05067 g006 550図6. 2020年の各3月の日の変動をベースライン値、2015-2019年の3月濃度レベルの中央値と比較したサンパウロMA、(a) COとO3、(b) NO2とPM2.5。

赤と緑の強調表示された期間は、それぞれ地図c、dとe、fに対応している。

欧州宇宙機関Tropomi Copérnico Sentinel 5Pの衛星データから作成されたNO2カラムのマップ。

(c,d)は隔離前の期間を表す。

(e,f)は活動制限期間(COVID-19シナリオ)に対応している。

大気中の化学反応、特に都市環境では非線形性が高いため、濃度の低下率は実際の排出量の低下率と大きく異なる可能性がある。しかし、本研究では、地上データ（気象と汚染物質濃度の記録）を利用することで、衛星の濃度を解釈し、封じ込め対策の影響を推定し、確認することができる。PM2.5の濃度には明確な傾向は見られない。

風速の増加は、気温や湿度の低下とともに、道路からのダストの再浮遊、二次エアロゾルの形成、他の地域からの輸送を増加させる可能性があり、人為的な排出によるPM2.5の直接的な緩和を相殺している可能性がある。

PM2.5の小さな減少は、COやNO2の減少ほど有意ではないかもしれない：GLMの濃度レベルの減少に対するp値が0.10よりも大きいことは、COVID-19の制限が人為起源に関連したPM2.5レベルを有意に減少させなかったことを示している（COやNO2レベルとは異なり）。

図7は、移動源から排出された主な大気汚染物質（CO、CO2、BC）と交通量の推移を示している。

図7によると、3月19日（赤の基準線）から月末にかけて、軽自動車、大型車ともに交通量が約40%減少している。3 月 20 日、サンパウロでは非常事態宣言が発令された（図 1）。

車両交通量の減少は汚染物質の減少と一致していた。BCは63.6%、COは53.6%減少した。

CO2濃度とCO2濃度の比（緑の線）は、人為的な活動による化石燃料の燃焼の寄与を推定するために使用できる[32]。この比率は3月19日以降に大幅に増加しており（図中の赤線）、他の生物源と比較して車両削減の重要性が示されている。

CO2はこの期間に0.2%(0.7ppm)減少したが、これは大気中のCO2濃度の蓄積の成長率(~2ppm/年)のほぼ半分である[33]。Ijerph 17 05067 g007 550図7. サンパウロの交通量に関連したCO、CO2、黒炭素（BC）濃度。

4. 潜在的な利益とその他の影響

4.1. 大気汚染、COVID-19および潜在的な健康影響

大気汚染は、COVID-19ウイルスの影響を悪化させ、潜在的に拡散させる要因として同定されている[4,5,6]。

4メガシティの2020年3月の健康データはまだ完全には入手できていないため、分析に含めることはできないが、文献に基づいて、また、大気質や気象データに関する本研究の結果を考慮した推論に基づいて、社会的封じ込め対策が健康に与えるポジティブな影響について仮説を立てることができる。

我々の指摘は、汚染レベルの低下による短期的な健康影響を最小化することで、医療機器や集中治療室の需要に対する圧力を減少させ、COVID-19患者のために利用できるということである。制限措置の健康への影響を包括的に説明することは不確実であり、将来の研究が必要である。

4.1.1. 一酸化炭素-CO

本研究では、主に小型車の交通量の代理として一酸化炭素を使用した。

表S1に示すように、サンパウロの濃度は非常に低く、過去10年間でWHOのガイドライン（8ppm、8時間平均）を超えたことはなかった。

したがって、2020年3月に4都市（表2a,b）で発生した減少は、2015-2019年の同時期と比較すると、健康への有益な影響についてはほとんど関連性がないと考えられる。

4.1.2. 二酸化窒素-NO2

小児、高齢者、喘息患者はNO2汚染の影響を受けやすいグループであり、この汚染物質への短期暴露では、喘息を持つ成人のアレルギー性炎症や気道反応性を増加させる可能性がある[34]。

我々の結果は、2020年3月のNO2の日平均値が23.6μg/m3、19.7μg/m3、27.3μg/m3、25.4μg/m3であり、サンパウロ、ロサンゼルス、ニューヨーク、パリの2015年から 2019年の期間の3月の平均値と比較して、それぞれ8.0μg/m3、12.2μg/m3、8.6μg/m3、16.4μg/m3の減少を示している。

ロックダウン中に減少したにもかかわらず、濃度は米国環境保護庁[34]で観測された下限値付近にとどまっており、呼吸器疾患、特に慢性閉塞性肺疾患を増加させ、喘息を悪化させ、救急外来受診を増加させる可能性がある。

この病気は非常に新しい病気であるが、大気汚染とCOVID-19の発生率との関連を目的とした研究が文献にはすでにいくつかある。そのうちの1つが中国で行われたZhuらの研究である[35]。因果関係がまだ明確に確立されていないため、著者は結果を解釈する際に注意を促している。NO2に関しては、NO2濃度の上昇はCOVID-19症例の1日のカウント数と正の関係があることが示された。

このように、4つのメガシティでのロックダウン対策によって達成された減少は、呼吸器疾患の発生を防ぎ、入院患者の減少に寄与した可能性があり、その結果、病院や医療サービス、インフラへの圧力を軽減し、4都市のCOVID-19による症例や死亡者の負担を軽減した可能性があるが、サンパウロとニューヨークでは強度は低い。

4.1.3. 微粒子状物質-PM2.5

微粒子状物質は、本研究で用いた基準期間と比較して、COVID-19によるロックダウンが行われている期間中に濃度の低下を示した。サンパウロが最も低く（12%）、ロサンゼルスが最も高く（37%）、次いでパリ（28%）、ニューヨーク（24%）であった。

本研究に参加した4カ国の微粒子の死亡への影響に関するWHO[3]のデータをもとに、1μg/m3の減少という計算式をこの短期間に適用すると、このような低レベルが持続した場合、1年間で、サンパウロとパリでは約500人、ニューヨークでは約220人、ロサンゼルスでは約340人の早死にを回避できるという仮説が立てられた。

一方、人口規模、病院のベッド数、検査対象者数、天候、社会経済、肥満や喫煙などの行動変数を調整した米国3000郡のデータを用いたWuらの研究[4]では、大気汚染とCOVID-19による死亡との間に統計的に強い関連性があることが示されている。

COVID-19の発生率については、Zhuら[35]が中国の都市でPM2.5濃度との正の関連を発見している。本研究で分析した4都市でも同様の結果が得られていると推察すると、ロックダウン対策はさらなる効果をもたらしていると考えられる。

4.1.4. 対流圏オゾン-O3

オゾンは強力な酸化剤であり、肺機能の低下や入院率の上昇を引き起こす可能性がある。呼吸器症状や死亡率の短期的な変化などの他の健康影響もオゾン曝露から生じる可能性がある。WHO [36]は、8時間平均100μg/m3を曝露の限界と考えている。

米国EPA[37]によるごく最近の影響評価では、疫学的研究は33ppb（8時間平均62.2μg/m3）という低いO3濃度での肺機能障害の関連性と一致していることが示された。

2020年3月の1日平均オゾン濃度は、サンパウロでは45.0μg/m3からロサンゼルスでは80.2μg/m3の範囲であり、サンパウロでのWHOガイドライン（100μg/m3、8時間平均）の超過は、2020年3月の月に過去5年間よりもはるかに高かった（図S3補足資料）。

他の3つの汚染物質とは対照的に、O3の平均濃度は、サンパウロ、ニューヨーク、パリでは2020年3月に高く、結果として健康へのリスクが高まった可能性がある。ロサンゼルスでは、オゾンの平均濃度が低下しており、この都市では健康への影響がある可能性がある。

表1によると、2020年3月のロサンゼルスの降水量は、過去5年間の降水量を大幅に上回っており、これがオゾン濃度の低下に寄与した可能性がある。

4.2. 交通規制と大気質

この研究は、世界で最も有名な4都市の大気汚染と気象データを組み合わせたものである。COVID-19の予防に関連した介入が大気汚染レベルにどのような影響を与えているかを示した。4つの都市で実施された教育、文化、レジャー、商業活動の閉鎖とテレワークへの転換は、自動車の流通台数と大気質に直接的な影響を与えた。

これらの結果は、他の都市で実施されたロックダウン対策により、NO2、BC、PM10のレベルが低下したのと同様である[38,39]。伝染を減らすことを目的とした介入の結果としての車両数の減少は、都市が長期的にモビリティを再考するためのまたとない機会を提供している。

市の職員は、都市を「開放」する際に、モビリティの問題を病気の蔓延を抑えるための中心的なポイントとして考慮しなければならないだろう。このことは、大気汚染レベルがCOVID-19の感染を悪化させ、健康への影響を悪化させる可能性があることを指摘する予備的な結果によって強調されており、それゆえに脆弱な地域の指標となっている[40,41,42]。

この脆弱性は、ニューヨーク、パリ、ロサンゼルス、およびサンパウロが、健康危機時および一般的に介入を展開する際に、統合的な環境保健アプローチを促進することの重要性を高めている。

交通機関への介入は、アクセス性を向上させ、隔離を低下させるための鍵であり [43]、また大気汚染を減少させるための鍵でもある。COVID-19は、習慣をより持続可能な代替手段へと転換し、公共交通機関に依存する人々のための安全対策を含む、またとない機会である。

これには、交通システムが都市部の中心的な役割を果たしていることへの認識を高めることも含まれている。デコンフィニティにおける通勤を再考することは、通勤時間を短縮し、健康を増進することが判明している快速トランジットレーン、空中トラム、アクティブトランスポートの検討も含むことになる[44]。

4.2.1. 大気の質と健康を向上させる新たな機会

考慮すべきその他の側面としては、アクティブな形態の移動の健康上および経済上の利点がある[45]。さらに、WHOはパンデミックの間、社会的な距離を確保し、身体活動を提供するために、通勤が必要な人には自転車と徒歩を推奨している[46]。

ニューヨークとパリはCOVID-19パンデミックの間、一時的に自転車レーンのスペースを確保しており、都市がゆっくりと再開するにつれて、継続することを計画している。バルセロナ、ベルリン、ボゴタ、ボストン、モントリオールのような他の都市では、交通機関のアクティブなモードのために公共空間を優先的に利用するための対策がすでに実施されている[47]。

サンパウロではそのような取り組みについての最新情報はないが、過去10年間でアクティブな交通モードと自家用車の利用を減らすための公共交通機関の促進に進展があったことを強調しておくことは重要である。

当面の意味では、気象変数、大気汚染レベル、COVID-19の普及との間の複雑な関係を考慮して、都市管理者は封じ込め対策を緩和し始めるべきである。

最近の研究では、COVID-19の拡散に対する天候の影響を調べ、湿度、温度、日射量などの変数がウイルスの増殖と影響に影響を与え、特に低温はより高い死亡率と関連していることがわかった[48]。

これらの関係をよりよく理解するためには、より多くの研究が必要であることは明らかであるが、このダイナミックな動きは、PM汚染レベルの上昇と関連している冬に向かうサンパウロにとって特に懸念されるものである。

4.2.2. 大気質の改善と生活保護のための仕事関連の出張の削減

Musselwhiteら[49]は、私たちの通勤方法を再評価することに加えて、彼らがハイパーモビリティと呼ぶものに交通機関が果たす役割と、それがどのように病気の蔓延を助長するかを強調している。

著者らが提案する解決策は、モビリティのスピードを落とし、社会生活が近隣中心の地域密着型の生活に切り替えることである。

様々な意味で、ロックダウンと社会的距離対策は、一部の産業がテレワークに切り替える可能性があることを示しており、短期的にはCOVID-19の蔓延に影響を与えるが、長期的には大気汚染レベルにもプラスの影響を与えるだろう。

Giovanis [50]はスイスの研究で、テレワークは交通量を2.7%削減し、大気の質を改善する可能性があることを発見した。

しかし、テレワークはテクノロジーへのアクセスをも意味することを強調することが重要であり、中低所得国ではテクノロジーへのアクセスが保証されているとは言い難い。

スキルの低い労働者や学生の大多数は、公共交通機関での通勤に頼らなければならず、すべての人のための交通手段を改善し、環境衛生上の優先事項としてアクティブな交通手段を重視することの重要性が強調されている。

もちろん、上記で強調された長期的な改善は、パンデミック後のシナリオを前提としている。将来の最悪の可能性は、COVID-19の危機の間も後も、住民がウイルスによる汚染から身を守るために、個々の自動車を使用することを選択することであり、巨大都市における大気の質を規制するための数十年にわたる努力が台無しになるだろう。

本研究で得られた知見とその意味合いについては、可能な限り広範な文脈で議論されるべきである。また、今後の研究の方向性も強調されるべきである。

5. 結論

2020年3月には、都市人口の抑制により人々の活動が減少し、調査対象4都市すべてで大気の状態が改善した。過去5年間と比較すると、汚染物質濃度の低下は、COとNO2でより顕著であった。

COはサンパウロで40%、ロサンゼルスで24%、ニューヨークで19%、パリで67%減少し、NO2はサンパウロで25%、ロサンゼルスで38%、ニューヨークで24%、パリで39%減少した。

PM2.5はサンパウロで12%、ロサンゼルスで37%、ニューヨークで24%、パリで28%減少した。

オゾン濃度は、サンパウロ、ニューヨーク、パリで増加した。この傾向の例外として、ロサンゼルスでは O3 濃度が低下した。

気象パラメータの影響も考慮した結果、気象パラメータの変化と比較して、大気汚染物質の改善率が高いことが示された。これは、大気の質を改善するためには、気象の影響よりも、課せられた規制の効果、ひいては自動車交通の減少がより重要であることを意味する。

NO2とPM2.5は、他の都市と比較して、絶対値ではサンパウロが最も改善しなかった。汚染物質であるCOの削減量が全都市でほぼ同じであったという事実は、この汚染物質の削減幅が小さく、軽自動車の車両技術が十分に発達していることを示している。

PM2.5は人間の健康に最も有害な汚染物質の一つであるため、その主な発生源と組成をよりよく研究する必要がある。

3月19日から月末にかけて、サンパウロでは軽自動車と大型車の交通量が約40%減少し（CO2は0.2%減少し、～0.7ppm）、CO2濃度とCO2濃度の比率が増加しており、他の生物学的発生源と比較して車両削減の重要性が示されている。確かに規制政策は汚染物質濃度の低減に強い影響を与えているが、規制遵守の度合いには、それぞれの場所の社会的実態が大きく影響している。

この研究の結果を考えると、社会的封じ込めは、路上での群集を制限してコミュニティ感染のリスクを減少させることでCOVID-19による感染や死亡を回避するだけでなく、大気汚染物質の濃度を低下させることで呼吸器系や心血管系の疾患を回避することにもつながっていると論じることができる。

大気の質の改善と心血管系および呼吸器系の疾患の減少は、3月の間にCOVID-19の負の影響の一部を相殺した可能性がある。本論文の結果は、個人と社会全体の健康を守るための公共政策と対策の重要性を浮き彫りにしている。