Credito:Organizzazione australiana per la scienza e la tecnologia nucleare (ANSTO)
Scienziati ANSTO, esperti nel monitoraggio dell'inquinamento da polveri sottili, hanno sviluppato uno strumento di ricerca per misurare la concentrazione di carbonio nero nell'atmosfera e determinarne la fonte.
Il black carbon è un componente chiave dell'inquinamento atmosferico da particelle fini; la sua quantificazione produrrà una migliore comprensione del ruolo che svolge nel cambiamento climatico.
Il distinto ricercatore, il professor David Cohen, ha affermato che lo strumento di carbonio nero ad assorbimento a lunghezza d'onda multipla (MABI), che è stato progettato e costruito all'ANSTO, può fornire nuove informazioni a gestori e ricercatori ambientali.
Ad oggi, 17 strumenti sono stati spediti in diversi paesi dell'Asia, Europa e Africa, compresa la Cina, le Filippine, Marocco e Mongolia, per uso e test.
Campioni di filtri per aerosol tipici utilizzati per il monitoraggio dell'inquinamento da particelle fini possono essere caricati nello strumento per le misurazioni.
Una delle caratteristiche chiave della tecnologia desktop modulare è la sua capacità di distinguere le particelle di carbonio nero da due fonti primarie:veicoli diesel e combustione di biomassa, tali incendi boschivi o regimi di bruciatura dei raccolti.
Poiché lo strumento può misurare l'assorbimento della luce a sette diverse lunghezze d'onda, può distinguere diverse dimensioni e tipi di particelle di carbonio nero.
Credito:Organizzazione australiana per la scienza e la tecnologia nucleare (ANSTO)
"Sappiamo che le particelle provenienti da fonti diesel che si formano ad alte temperature tendono ad essere piccole, dure e sferiche, considerando che le particelle di biomassa, che si formano a temperature più basse sono più grandi, più amorfe e hanno forme irregolari, " ha detto Cohen.
MABI, che è alimentato da un semplice cavo USB ha un software integrato per registrare ed esportare i dati di trasmissione che possono essere convertiti in concentrazioni di carbonio nero tramite equazioni standard.
Le equazioni sono fornite e gli utenti sono in grado di misurare i propri coefficienti di assorbimento della massa del carbonio nero per ciascuna lunghezza d'onda e per la propria particolare regione e sito di campionamento.
"Ciò garantisce che il calcolo sia specifico per il loro sito di campionamento e una stima più accurata del contenuto di carbonio nero nella loro aria, " ha detto Cohen.
Lo strumento funziona inserendo una carta da filtro in un fascio di luce. Questa luce passa attraverso il filtro ed entra in un rilevatore. Viene eseguita una misurazione per un filtro non esposto e quindi per un filtro esposto. Prendendo il log della lettura non esposta sottratta dalla lettura esposta, puoi calcolare la quantità di nerofumo sul filtro.
La luce dei sette LED nell'unità si estende a lunghezze d'onda da 405 nanometri a 1050 nanometri.
E il processo è veloce, impiegando meno di 35 secondi per completare la misurazione delle sette lunghezze d'onda.
Credito:Organizzazione australiana per la scienza e la tecnologia nucleare (ANSTO)
Cohen ha affermato che l'idea per lo strumento è venuta dal programma di campionamento dell'inquinamento da particelle fini dell'ANSTO.
"Eravamo soliti misurare il carbonio nero a una lunghezza d'onda e utilizzare un singolo coefficiente di assorbimento di massa per coprire tutte le dimensioni delle particelle. Questo presupponeva che ogni particella avesse le stesse dimensioni e densità. Era importante che i modelli di cambiamento climatico migliorassero questo approccio, " Egli ha detto.
C'era qualche ispirazione da un costoso, strumento di fascia alta, un etalometro, che effettua anche misurazioni del carbonio nero a più lunghezze d'onda.
Gli ingegneri ANSTO David Button e Ed Stelcer erano responsabili della progettazione e della costruzione, ma hanno avuto l'assistenza di persone nei campus.
"Con 17 strumenti là fuori, alcuni da più di 12 mesi, siamo molto contenti della performance fino ad oggi. Finora ci sono stati solo due problemi software minori, entrambi i quali sono stati risolti rapidamente, " disse Bottone.
"I prossimi 20 strumenti sono stati assemblati e sono disponibili per l'acquisto. Il costo dipende da dove viene spedito, " Egli ha detto.
"Più di 2, Sono stati analizzati 500 filtri sugli strumenti, che sta costruendo la nostra fiducia in questa tecnologia, " ha detto Cohen.
Grafico che confronta la concentrazione BC ottenuta dai dati MABI a 639 nm in blu con i dati MABI (405 nm meno 940 nm) in rosso. I picchi di BC visualizzati nel grafico rosso provengono dalla combustione di biomassa, mentre i picchi di BC nel grafico blu provengono da veicoli a motore. Credito:Organizzazione australiana per la scienza e la tecnologia nucleare (ANSTO)
"Tuttavia in questa fase, la fornitura di strumenti è ancora parte di un progetto di ricerca. Le opportunità di licenza saranno prese in considerazione quando arriveranno più ordini e quando avremo un quadro affidabile delle sue prestazioni".
"Le strutture che acquistano lo strumento sono invitate a fornire i propri dati all'ANSTO per essere aggiunti al database globale che manteniamo sull'inquinamento da particelle fini".
"Idealmente lo strumento potrebbe essere utilizzato da tutte le agenzie di protezione ambientale e dalle strutture di monitoraggio ambientale che campionano l'inquinamento atmosferico utilizzando filtri, " ha detto Cohen.
"C'è stato un notevole interesse alle conferenze internazionali e nazionali in cui abbiamo parlato e ho utilizzato i miei contatti sull'inquinamento da particelle fini per promuovere l'uso del nostro strumento MABI, " ha detto Cohen.
L'Agenzia internazionale per l'energia atomica (AIEA) ne ha acquistato uno per il suo impianto di monitoraggio ambientale presso il suo laboratorio Seibersdorf a Vienna.
ANSTO ha anche intrapreso una formazione in Sud America sull'uso di questo strumento.
"Sono lieto di dire che le cose sembrano funzionare molto bene, sulla base di tutti i risultati finora. Tuttavia, i test del lotto finale di strumenti nelle prossime settimane saranno decisivi, " ha detto Cohen.
Caratteristiche principali di MABI
