Crédito:Australian Nuclear Science and Technology Organization (ANSTO)
Cientistas ANSTO, que são especialistas no monitoramento da poluição por partículas finas, desenvolveram um instrumento de pesquisa para medir a concentração de carbono negro na atmosfera e determinar sua origem.
O carbono negro é um componente chave da poluição do ar por partículas finas; sua quantificação produzirá uma melhor compreensão do papel que desempenha nas mudanças climáticas.
O distinto cientista pesquisador Prof David Cohen disse que o instrumento de absorção de carbono negro de múltiplos comprimentos de onda (MABI), que foi projetado e construído na ANSTO, pode fornecer novas informações para gestores e pesquisadores ambientais.
A data, 17 instrumentos foram enviados para vários países da Ásia, Europa e África, incluindo China, as Filipinas, Marrocos e Mongólia, para uso e teste.
Amostras de filtro de aerossol típicas usadas para monitoramento de poluição de partículas finas podem ser carregadas no instrumento para medições.
Um dos principais recursos da tecnologia de desktop modular é sua capacidade de distinguir partículas de carbono negro de duas fontes primárias:veículos a diesel e queima de biomassa, tais incêndios florestais ou regimes de queima de safras.
Como o instrumento pode medir a absorção de luz em sete comprimentos de onda diferentes, ele pode distinguir diferentes tamanhos e tipos de partículas de carbono negro.
Crédito:Australian Nuclear Science and Technology Organization (ANSTO)
"Sabemos que as partículas de fontes de diesel que se formam em altas temperaturas tendem a ser pequenas, duras e esféricas, Considerando que as partículas de biomassa, que são formados em temperaturas mais baixas são maiores, mais amorfos e com formas irregulares, "disse Cohen.
MABI, que é alimentado por um cabo USB simples e tem software embutido para registrar e exportar dados de transmissão que podem ser convertidos em concentrações de carbono negro por meio de equações padrão.
A equação é fornecida e os usuários são capazes de medir seus próprios coeficientes de absorção de massa de carbono negro para cada comprimento de onda e para sua própria região particular e local de amostragem.
"Isso garante que o cálculo seja específico para o local de amostragem e uma estimativa mais precisa do teor de carbono negro em seu ar, "disse Cohen.
O instrumento funciona inserindo um papel de filtro em um feixe de luz. Essa luz passa pelo filtro e entra em um detector. Uma medição é feita para um filtro não exposto e, em seguida, um filtro exposto. Ao tirar o registro da leitura não exposta subtraída da leitura exposta, você pode calcular a quantidade de carbono negro no filtro.
A luz de sete LEDs na unidade se estende por comprimentos de onda de 405 nanômetros a 1050 nanômetros.
E o processo é rápido, levando menos de 35 segundos para completar a medição de sete comprimentos de onda.
Crédito:Australian Nuclear Science and Technology Organization (ANSTO)
Cohen disse que a ideia para o instrumento veio do programa de amostragem de partículas finas de poluição da ANSTO.
"Costumávamos medir o carbono negro em um comprimento de onda e usar um único coeficiente de absorção de massa para cobrir todos os tamanhos de partícula. Isso pressupunha que cada partícula tinha o mesmo tamanho e densidade. Era importante que os modelos de mudança climática melhorassem essa abordagem, " ele disse.
Houve alguma inspiração de um caro, instrumento de ponta, um aetalômetro, que também faz medições de carbono negro em vários comprimentos de onda.
Os engenheiros da ANSTO David Button e Ed Stelcer foram responsáveis pelo design e construção, mas tiveram a assistência de pessoas em todos os campi.
"Com 17 instrumentos disponíveis, alguns por mais de 12 meses, estamos muito felizes com o desempenho até o momento. Houve apenas dois pequenos problemas de software até agora, ambos foram resolvidos rapidamente, "disse Button.
“Os próximos 20 instrumentos foram montados e estão disponíveis para compra. O custo depende de onde ele está sendo enviado, " ele disse.
"Mais de 2, 500 filtros foram analisados nos instrumentos, que está construindo nossa confiança nesta tecnologia, "disse Cohen.
Gráfico comparando a concentração de BC obtida a partir de dados MABI de 639 nm em azul com os dados de MABI (405 nm menos 940 nm) em vermelho. Os picos BC vistos no gráfico vermelho são da queima de biomassa, enquanto os picos BC no gráfico azul são de veículos motorizados. Crédito:Australian Nuclear Science and Technology Organization (ANSTO)
"No entanto, nesta fase, o fornecimento de instrumentos ainda faz parte de um projeto de pesquisa. As oportunidades de licenciamento serão consideradas à medida que mais pedidos forem recebidos e quando tivermos uma imagem confiável de seu desempenho. "
"As instalações que compram o instrumento são solicitadas a fornecer seus dados de volta à ANSTO para serem adicionados ao banco de dados global que mantemos sobre poluição por partículas finas."
"Idealmente, o instrumento poderia ser usado por todas as agências de proteção ambiental e instalações de monitoramento ambiental amostrando a poluição do ar usando filtros, "disse Cohen.
"Tem havido um interesse considerável em conferências internacionais e nacionais onde temos falado e tenho usado meus contatos de poluição de partículas finas para promover o uso de nosso instrumento MABI, "disse Cohen.
A Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) comprou um para sua instalação de monitoramento ambiental em seu Laboratório Seibersdorf em Viena.
A ANSTO também vem realizando treinamentos na América do Sul no uso desse instrumento.
"Tenho o prazer de dizer que as coisas parecem estar funcionando extremamente bem - com base em todos os resultados até agora. No entanto, o teste do lote final de instrumentos nas próximas semanas será decisivo, "disse Cohen.
Principais recursos do MABI
