29 апреля 2024 г.
Детекторы газа на ламповых столбах призваны предотвратить миллионы смертей от загрязнения воздуха.
Разрабатывается новая газочувствительная сеть, которая сможет анализировать несколько газов в режиме реального времени, чтобы предотвратить смертность, вызванную загрязнением окружающего воздуха. Эта новая система мониторинга качества воздуха использует лазерную технологию для обнаружения даже малейшего количества токсичных газов в больших, густонаселенных регионах.
Благодаря множеству датчиков, подключенных к сети анализа газа, устройства могут обнаруживать следовые количества многочисленных газов, включая диоксид азота (NO2), диоксид серы (SO2), оксид углерода (CO), озон (O3) и твердые частицы – в в реальном времени.
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, 4,2 миллиона человек ежегодно умирают преждевременно из-за высокого уровня молекул токсичных газов и твердых частиц, которыми они дышат в воздухе на открытом воздухе, или из-за загрязнения окружающего воздуха.
В настоящее время методы оценки качества воздуха в городских условиях основаны на использовании огромных установок размером с холодильник, стоимость которых может достигать 100 тысяч евро. Недорогие датчики основаны на химических реакциях, которые неточны и могут давать ложные показания. Тем не менее, проект PASSEPARTOUT, финансируемый ЕС в размере 6,9 миллионов евро, направлен на создание компактного детектора с полным пониманием типов и концентраций токсичных газов по гораздо более разумной цене.
Координатор проекта PASSEPARTOUT доктор Уильям Уилан-Кёртин прокомментировал: «Миниатюрные гиперспектральные оптические датчики PASSEPARTOUT обеспечат комплексный подход к пониманию качества городского воздуха. Иметь широкую сеть и предпринимать значимые шаги по созданию «умного города» нынешними дорогостоящими методами невозможно.
«В настоящее время точные оценки городского воздуха затруднены. Качество воздуха значительно меняется с течением времени, на небольших расстояниях и в разных районах города. Традиционные методы мониторинга с трудом могут адекватно уловить эти нюансы. Мы работаем над созданием системы с высокой точностью и превосходным пространственным разрешением для обнаружения NOx, SO2, NH3, CH4, CO, CO2 и черного углерода», — сказал Уилан-Кёртин.
Детекторы на каждом фонарном столбе
Проект стремится сделать городские сети реального времени обычным явлением в наших городах. «Мы хотели бы сделать эту технологию такой же распространенной, как и видеонаблюдение, установив детектор на каждом фонарном столбе. В рамках проекта мы разрабатываем приложение для смартфона, позволяющее проверять качество воздуха в режиме реального времени. В будущем мы надеемся, что это можно будет интегрировать в Google Maps, чтобы ваша поездка на работу или в школу и обратно могла показывать вам не только точки с пробками, но и маршрут с самым чистым воздухом», — продолжил он.
«В конечном итоге мы хотим помочь спасти жизни и помочь гражданам во всем мире наслаждаться чистым воздухом. При цене менее тысячи евро наша технология позволит муниципалитетам, экологическим агентствам и исследователям принимать целенаправленные меры и принимать политические решения за небольшую часть цены».
Технология кристаллов кварца
Система работает за счет использования фототермических и фотоакустических эффектов. Лазер создает импульсы или небольшие вспышки лазерного света. Когда лазерный свет попадает на токсичный газ, молекула поглощает энергию света, выделяя тепловую сигнатуру, которая затем передается обратно в систему. Затем система безошибочно определяет, что представляет собой вредный газ, а также его количество.
Система PASSEPARTOUT идет на шаг дальше, используя технологию кварцевого камертона – или улучшенную кварцевую фотоакустическую спектроскопию. Д-р Уилан-Кёртин пояснил: «QEPAS особенно полезен для обнаружения и количественного определения газовых примесей в сложных условиях. Мы используем кварцевый камертон с острым механическим резонансом для обнаружения сигналов, генерируемых пробой газа, одновременно подавляя фоновый шум», — сказал он.
«Этот камертон улавливает акустические волны, генерируемые газом при его нагревании и охлаждении. Затем сигнал анализируется для определения концентрации целевого газа. Точные длины волн лазера или лазеров можно настроить в соответствии с характерным спектром поглощения целевого газа, а это означает, что наша система однозначно обнаруживает определенные газы, такие как окись углерода или диоксид серы».
Такое надежное распознавание позволяет детектору PASSEPARTOUT контролировать окружающую среду, непрерывно предоставляя динамичные и актуальные данные о качестве воздуха. «Даже самые незначительные колебания концентрации токсичных газов можно быстро уловить, что позволяет принимать более эффективные и своевременные меры», — сказал Уилан-Кёртин.
Команда PASSEPARTOUT тестирует эту технологию на свалках, в морских портах, в Университете Бари и в ряде школ Корка. Проект координируется Мюнстерским технологическим университетом и завершится в 2024 году. В него входят еще 19 партнеров со всей Европы.
2024-04-29 17:33:48
1714413619
#Финансируемый #ЕС #проект #PASSEPARTOUT #стоимостью #млн #евро #по #мониторингу #качества #воздуха
