Winde des Wandels für die Verschmutzungsmessung

Winde des Wandels für die Verschmutzungsmessung

Video: Winds of Change. Winde Des Wandels (Kann 2020).

Anonim

von der University of Cambridge

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(Phys.org) - Der Große Smog von London wird oft als eine Zeit aufrechterhalten, in der die Umweltverschmutzung entsetzliche Ausmaße erreichte: Während eines viertägigen Zeitraums im Dezember 1952 kam die Hauptstadt zum Stillstand, Autos wurden abgestellt, Flughäfen geschlossen und über 4.000 Menschen starben an Atemwegserkrankungen oder Herz-Kreislauf-Problemen. Was jedoch überraschen könnte, ist, dass 2008 in London ungefähr die gleiche Anzahl von Menschen an den Folgen der Umweltverschmutzung starb.

Möglicherweise haben sich die Schadstoffe geändert - damals waren es Rauch und Schwefeldioxid aus Kohlebränden, heute hauptsächlich Ozon, Stickstoffdioxid und Feinstaub, hauptsächlich aus Fahrzeugemissionen -, laut einem Bericht des House of Commons Environmental Audit Committee jedoch 30.000 Todesfälle in Großbritannien waren 2008 mit Luftverschmutzung verbunden, und die Lebenserwartung konnte in den am schlimmsten betroffenen Gebieten um bis zu neun Jahre gesenkt werden.

Angesichts der Forderung an die Regierung, die EU-Standards für Luftverschmutzung einzuhalten, ist die Bereitstellung einer genauen Echtzeitüberwachung der Luftqualität von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der Faktoren, die die Schadstoffkonzentrationen beeinflussen. Eine neue Studie der Universität Cambridge hat damit begonnen, Instrumente zu testen, die nicht nur die Erfassung von Umweltverschmutzung revolutionieren, sondern auch die tatsächliche Belastung durch medizinische Einflüsse in Beziehung setzen könnten.

Die kleinen, tragbaren und kostengünstigen Instrumente enthalten eine Reihe von Sensoren, die sechs Gase, flüchtige organische Verbindungen und Partikel aus der Luft messen. „Einige der Sensoren wurden für den Einsatz in Innenräumen als Gasalarm entwickelt. In Zusammenarbeit mit Projektpartner Alphasense konnten wir die Empfindlichkeit für den Einsatz in städtischen Umgebungen jedoch tausendfach steigern“, erklärte der Projektleiter, Professor Rod Jones, von die Fakultät für Chemie. "Unsere tragbaren Instrumente, die in der Lage sind, Messungen in einer Vielzahl von Umgebungen durchzuführen, werden das britische Netzwerk von Verschmutzungsüberwachungsgeräten ergänzen, die an festen Standorten im ganzen Land eingesetzt werden."

Das Projekt, das vom Natural Environment Research Council finanziert wurde, basiert auf einer 2009 in Cambridge durchgeführten Proof-of-Concept-Studie. In der Stadt installierte Sensoren überwachten den Gehalt an Kohlenmonoxid und Stickoxiden in der Luft sowie die GPRS-Funktionalität Ermöglicht die Übertragung der Daten über das Mobilfunknetz zurück zu einem zentralen Server, von dem aus die Daten über Webschnittstellen zugänglich sind. Mithilfe von Visualisierungstools wie Google Earth konnten die Forscher den Verschmutzungsgrad Straße für Straße überwachen.

Eine verbesserte Version dieser Geräte wird derzeit an 60 Standorten rund um den Flughafen Heathrow eingesetzt. Die Einheiten, die drahtlos und batteriebetrieben sind, enthalten auch einen Miniaturzähler, der Zehntausende von Partikeln in der Luft pro Sekunde misst und von der University of Hertfordshire mit Unterstützung der University of Manchester entwickelt wurde.

„Über einen Zeitraum von 12 Monaten erfassen die Sensoren Daten aus der Umgebung des Flughafens, um die Verschmutzung mit den Faktoren zu korrelieren, die sie verursachen“, erklärte Dr. Iq Mead, der für das Design, den Bau und die Bereitstellung der Sensorknoten verantwortlich ist. „Ohne die Unterstützung der British Airport Authority und British Airways, die die Bewegung von Flugzeugen und ihre spezifischen Schubniveaus aufzeichnen, könnten wir dies nicht tun.“ Darüber hinaus liefern Forscher am Imperial College London wertvolle Beiträge zur Modellierung Transport und Einsatz der Einheiten, wobei das National Physical Laboratory bei Aspekten der Netzwerkkalibrierung behilflich ist.

Die Studie wird einen komplexen Datensatz generieren. Eine der Herausforderungen bestand darin, eine Software zu erstellen, die Schadstoffe mit der Bewegung von Autos und Flugzeugen sowie mit Zeit, Ort und Wetter in Beziehung setzt. Das von Mark Hayes, dem Direktor des Cambridge eScience Centers, geleitete Softwaredesign wird auch die Modellierung künftiger Änderungen ermöglichen, z. B. welche Auswirkungen der Bau einer dritten Landebahn in Heathrow auf die Umweltverschmutzung haben könnte.

Ein Vertrag mit Geotech wird die Herstellung einer Version des Systems zur Folge haben, mit deren Erprobung noch in diesem Jahr begonnen wird. Die ersten Systeme werden an Laternenpfählen montiert und messen zwei Jahre lang drahtlos Gase. Partikelüberwachung und eine portable Version sind für spätere Phasen der kommerziellen Entwicklung geplant. Das Team arbeitet auch mit Cambridge Environmental Research Consultants zusammen - einer weltweit führenden Modellgruppe für die Luftqualität in Städten -, die anhand des beispiellosen Datenvolumens der Studie ihre Modelle für die Luftqualität testen werden.

Darüber hinaus könnte das System, wie Jones erklärte, der Beginn eines neuen Verfahrens zur Überwachung der Umweltverschmutzung im Hinblick auf die Gesundheit sein: „Diese Sensoren könnten schließlich klein genug sein, um am Revers befestigt zu werden, und billig genug, um in Teilen der Welt eingesetzt zu werden, die dies nicht können teure Ausrüstung leisten. Wir sind in der Lage, die tatsächliche Exposition gegenüber bestimmten Verschmutzungsereignissen mit medizinischen Auswirkungen in Beziehung zu setzen. In gewissem Sinne ist dies eine disruptive Technologie. Es wird die Art und Weise verändern, wie Menschen die individuelle Exposition überwachen. “