传感器跟踪黑碳以测量空气质量师洋

传感器跟踪黑碳以测量空气质量

你会看到它喷出的所有类型的车辆 - 卡车，火车，船只。被称为烟灰的黑碳是由燃料的不完全燃烧产生的，并且显着地导致空气污染，特别是在城市地区。

到目前为止，现有传感器的费用使得黑碳难以跟踪但美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员与加州大学伯克利分校合作开发了一种更加经济实惠的传感器网络，能够跟踪这种颗粒物质。研究团队在西奥克兰安装了100多个定制传感器，安装了100天。

100 x 100空气质量网络的完整描述发表在“ 环境科学与技术 ”杂志上 。

该项目旨在解决社区持续关注的问题：需要更好的工具来监测跨时空的黑碳。该团队扩展了伯克利实验室的先前研究，通过构建气溶胶黑碳检测器解决了这一挑战。

伯克利实验室负责能源分析和环境影响部门的Thomas Kirchstetter说：“我们开发了一种不存在的技术，可以看到这个看不见的问题。”他是加州大学伯克利分校土木与环境工程的兼职教授。

ABCD是一种紧凑，廉价的空气质量监测仪，可以测量空气样本中黑碳的浓度。“我们必须创造一种与高级，昂贵的仪器一样准确的传感器，但成本足够低，我们可以在整个社区内分配100个，”Kirchstetter说。由于共同作者Julien Caubel在他的博士研究期间开发的设计创新，它有助于传感器承受温度和湿度的变化，ABCD可以在外面长时间放置时产生可靠的数据。每个ABCD的材料成本低于500美元，而测量黑碳的商用仪器成本高达数千美元。

传感器系统部署在整个西奥克兰，这是一个15平方公里的混合用途社区，周围环绕着高速公路，受到奥克兰港和其他工业活动的排放影响。六个土地使用类别被指定用于传感器放置：逆风，住宅，工业，近公路，卡车路线和港口位置。

为了实时跟踪各个传感器，包括其运行状态，并收集测量结果，共同作者Troy Cados构建了一个自定义网站和数据库。每小时，设备使用移动无线网络2G将黑碳浓度发送到数据库。该研究产生了大约2200万行数据，从而产生了对当地空气污染性质的见解。现在可供下载的数据 也被加州大学伯克利分校，湾区空气质量管理区和其他机构的合作者使用，以改善空气污染建模工具。

研究人员发现，黑碳在短至100米的距离内变化很大，时间跨度只有一小时。最高和最多变的水平与沿海街的卡车活动有关，通常在黎明前的几个小时，当奥克兰港关闭并在营业开始时达到峰值，早上八点左右。研究区域内最低的黑碳浓度记录在星期日，当时卡车活动通常最低，而在海湾附近的逆风地点，高速公路以西和城市的工业活动。大多数传感器能够在研究的前30天内收集足以建立污染模式的数据，这表明类似和较短的研究可以为其他社区提供有关其空气质量的有价值信息。

Kirchstetter表示，他的团队目前正在努力推进这项技术，使其更加强大和易于使用，以便可以在其他地方部署更长时间。

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