Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Mobilno spremljanje zraka z AirCasting

Vsi smo ga smrdeli: dim iz gorečega lesa. Ne glede na to, ali gre za požare, ognjene požare ali kamine, trilijoni drobnih delcev plavajo v zrak, ko les pogori. V moji soseski v severni Kaliforniji večino onesnaženja delcev v zimskem času izvira iz gorenja lesa mojih sosedov v njihovih kaminih, ne zaradi toplote, ampak iz estetskih razlogov.

Pomembno je, ker pri vdihavanju delcev povzročajo zdravstvene težave, od astme do srčnih napadov. In če mislite, da vaš dimnik pošlje delce gor, gor in stran od vaše hiše, se motite. Študija (Pierson et al., 1989) je pokazala, da 70% onesnaženosti delcev, ki gre gor po dimniku, ponovno vstopi v vaš dom ali vpliva na vaše sosede. Torej sebe onesnažujete.

Medtem ko v svoji soseski ne želim, da bi izžgali ljudi, da bi sežgali les, moj geeky, kaj-merimo - vse, kar me je zanimalo, me je dobilo najboljše. Zato sem se odločil, da v avtu postavim mobilni sistem za nadzor dima. Večinoma sem hotel videti, če bi lahko ugotovil, katere ulice so bolj onesnažene. Torej, oborožen z dostojnim (še dragim) instrumentom za merjenje delcev, Arduinom, programsko opremo in dvema rezervnima vikendoma, sem ustvaril sistem, ki je delal zelo dobro. Ta post bo na kratko opisal sistem in predstavil rezultate.

Odločil sem se, da bom uporabil napravo za merjenje delcev srednjih stroškov (5.000 dolarjev) in vrsto artiklov za DIY. To je pripomoglo k zagotavljanju zadostne kakovosti meritev delcev, iz katerih bi lahko sklepali, vendar so zagotovili sistem, kjer bi lahko cenovno ugodnejši senzorji delcev zamenjali drag instrument. Nastavitev je bila sestavljena iz:

  • Nefelometer za merjenje delcev in ocenjevanje PM2.5 (vsebnost delcev 2,5 mikrometrov ali manj). Ta naprava, ki jo proizvaja Thermo Scientific, uporablja črpalko za črpanje zraka v komoro, kjer delci razpršijo svetlobo v foto detektor. Sipanje svetlobe je sorazmerno s količino ali maso delcev v zraku.
  • Ciklonski dovod, ki vrti zrak za odstranitev večjih delcev in ustvari zračni tok samo z manjšimi, nezdravimi delci (manj kot 2,5 mikrometrov).
  • Bakrena cev, ki vodi dovodni zrak iz vstopa ciklona v Nephelometer.
  • Senzor temperature in vlažnosti DTH je nameščen zunaj na bakrenih ceveh. Merjenje vlažnosti je bilo pomembno, ker se v vlažnih pogojih (> 85%) voda kondenzira na delcih in lažno povzroča več sipanja svetlobe, in s tem višje PM.2.5 meritev.
  • AirCasting, odprtokodna platforma za snemanje, kartiranje in izmenjavo podatkov o zdravju in okolju z uporabo pametnega telefona.

Arduino je prejel vhode od nefelometra ter senzorjev temperature in vlažnosti. Meritve so bile povprečene vsako sekundo in poslane preko Bluetootha na aplikacijo AirCasting, ki se izvaja na telefonu Android. Podatki v realnem času so se prenašali v zaslon aplikacije, kar mi je pomagalo, da v realnem času potrdim dimne in čiste ulice v moji soseski, medtem ko sem se vozil. Ko sem končal vožnjo, sem shranil sejo merjenja z vsemi svojimi podatki in jo naložil na spletno stran AirCasting.org. S tem merilnim sistemom sem vozil na stotine kilometrov v severni Kaliforniji. V eni noči, 10. novembra 2013, sem večkrat vozil pot v svoji soseski.

Podatki so pokazali veliko zanimivih stvari (kot je prikazano na spodnjih slikah). Razmere v popoldanskem času (1400 PST) so pokazale dobre ravni kakovosti zraka v celotni soseski - še ni bilo gorenja. Zgodaj zvečer (1800 PST) je eno stanovanjsko območje tik ob glavni bolnišnici Santa Rosa pokazalo zelo visoko PM2.5 iz zgorevanja lesa. Ravni PM so dejansko presegale 150 ug / m3, kar je zelo nezdravo na indeks kakovosti zraka EPA. To se približuje nivojem, ki bi jih običajno videli v onesnaženih mestih, kot je Peking. Izjemno je, kako lahko lokaliziran dim ostane. Opazite, da so na eni ulici ravni kakovosti zraka zdrave (ali dobre), medtem ko je na Parker Driveu zrak zelo nezdravo.

Do leta 1900 PST se je gorenje lesa nadaljevalo v domovih blizu bolnišnice. Kakovost zraka na drugih ulicah je bila zaradi zmernega segrevanja in zaradi vremenskih razmer, imenovanih temperaturna inverzija, na zmernih ravneh. Temperaturna inverzija deluje kot pokrov v atmosferi in ujame onesnaževanje (v tem primeru dim) v bližini tal. Do leta 2000 so PST, lahki in spremenljivi vetrovi počasi razpršili dim v bližini bolnišnice na stotine metrov na jugovzhod. Eno uro kasneje, na 2100 PST, je bila raven kakovosti zraka na celotnem območju zmerna, vročina v bližini bolnišnice pa se je razpršila. Toda delci preprosto niso izginili; Čeprav niso bili več koncentrirani in nezdravi, so bili delci le počasi potisnjeni v drugo sosesko s počasnimi in nežnimi vetrovi.

Post scenarij: Nisem izstrelil svoje sosede, vendar sem nekaterim od njih dala vedeti, da sami onesnažujemo.

Sklic:

Pierson W.E., Koenig J.Q. in Bardana E.J. (1989) Možni škodljivi učinki dima na les. Western Journal of Medicine, 151 (3), 339-342, september. Na voljo na naslovu http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1026893/pdf/westjmed00121-0093.pdf.

Delež

Pustite Komentar