https://frosthead.com

Med bærbare enheter som overvåker luftkvaliteten, kan forskere publisere forurensningskart

Luftforurensning er en usynlig fare som er ansvarlig for syv millioner for tidlig dødsfall hvert år, ifølge Verdens helseorganisasjons estimater.

Relatert innhold

  • Tynne sensorer på huden vår eller i klærne våre kan advare oss om miljøfarer

Men en ny generasjon bærbare høyteknologiske enheter, sammenkoblet med mobiltelefonene vi har, avslører denne faren slik at brukerne kan se den i sanntid.

Personlige miljøovervåkere måler luftkvalitet og andre miljødata og strømmer denne informasjonen til brukere som ellers ikke har noen anelse om hva de puster. Bevæpnet med informasjon, kan brukerne søke renere luft ved å bevege seg fra en bestemt gate eller åpne vinduet til et røykfylt rom.

Men disse modulene kan ha enda mer bruk i makroskala, fordi de leverer en mengde data, aldri før tilgjengelige, til forskere som bruker dem til å kartlegge vår stadig skiftende eksponering for alt fra miljøgifter til UV-stråler. Det kan hjelpe politiske beslutningstakere med å takle disse problemene på de stedene de skader folk mest.

Mark Nieuwenhuijsen, fra Center for Research in Environmental Epidemiology i Barcelona, ​​Spania, bruker bærbare skjermer for å måle og kartlegge luftforurensning på måter som tidligere var umulige.

"Den nåværende metoden som brukes for å måle luftforurensning i byer er å plassere en luftforurensningsovervåker et sted i byen og anta at alle er utsatt for det nivået av luftforurensning, " forklarer han. Vi vet imidlertid at det er stor variasjon, og nivåene i nærheten av veiene er mye høyere enn lenger unna. Folk beveger seg rundt i byen og ved å [spore dem] og gi dem en liten sensor for luftforurensning, kan vi se hva luftforurensningsnivået er der de er. De varierer betydelig og er ikke de samme som luftforurensningsovervåkeren i byen. ”

Kjenn miljøet ditt

For å fylle etterspørselen fra miljøbevisste forbrukere og nysgjerrige forskere, har en suite av disse miljøovervåkingsenhetene dukket opp.

TZOA er en skinnende, juvellignende sensor som kan klemmes til klærne eller en veske for å måle luftkvalitet, temperatur, fuktighet, atmosfæretrykk, omgivelseslys og UV (sol) eksponering - data som strømmer til en smarttelefonapp, som leverer sanntidsavlesninger. (TZOA) AirBeam er en håndflate-enhet, bæres på en lanyard og bruker lysspredning for å måle partikler på 2, 5 partikler, de som er små nok til å passere gjennom lungene og inn i blodomløpet. (AirBeam / kickstarter) Lapka PEM (Personal Environment Monitor) er en elegant pakke med bittesmå sensormoduler som festes til telefoner og andre enheter for å måle bakgrunnsstråling, elektromagnetisk feltstyrke og fuktighet. (Lapka) Clarity-enheten er en rimelig modell som klemmer seg til vesken eller beltet med en karabin. (Klarhet) MicroAeth er en lommestørrelse i svart karbon aerosol. (AethLabs)

TZOA, planlagt til salgs i slutten av 2015, er en skinnende, juvellignende sensor som kan klemmes til klærne eller en veske for å måle luftkvalitet, temperatur, luftfuktighet, atmosfæretrykk, omgivelseslys og UV (sol) eksponering - data som strøm til brukerens tilhørende smarttelefon-app, som deretter leverer sanntidsavlesninger. Brukeren kan bruke denne informasjonen til å iverksette tiltak, for eksempel å komme seg ut av solen en stund eller flytte til et rom med bedre inneluftkvalitet. Når enhetene er i stor sirkulasjon, planlegger TZOA å streame data til en sky som lager “miljømessige” kart som er fritt tilgjengelig for alle brukere.

Tilsvarende er en enhet kalt AirBeam, tilgjengelig gjennom en Kickstarter-kampanje, men som ennå ikke er masseprodusert for detaljhandel, designet for å operere på en åpen kildekode-plattform kalt Air Casting. En håndfarget enhet med fargerike farger bæres på en lanyard. Den bruker lysspredning for å måle partikler på 2, 5-partikler, de som er små nok til å passere gjennom lungene og inn i blodomløpet, og den samler inn data fra enkeltbrukere rundt om i verden - som viser både sterkt forurensede hotspots og renere alternative lokasjoner. AirBeam utvikler også en utklippbar LED-enhet, LiteBeam, som vil varsle brukeren og andre i området om forurensning ved å gløde i forskjellige farger, avhengig av luftkvalitetsnivåer - fra en "klar" nyanse av grønt til et rødt varsel .

Lapka PEM (Personal Environment Monitor), som var en av de første slike enheter som traff markedet i 2012, er en elegant pakke med bittesmå sensormoduler som hekker sammen som et lite 3D-puslespill, og kan festes individuelt til telefoner og annet enheter for å måle bakgrunnsstråling, elektromagnetisk feltstyrke og fuktighet. Enheten sammenligner nåværende nivåer med normale baselinjer for steder, for eksempel en typisk bolig-, gate- eller flyhytte. Lapka PEM har til og med mål å måle hvor virkelig organisk råvare det er ved å bruke en sondeapparat som leser nitratnivåene i forskjellige matvarer og sammenligner dem med referansetall.

Disse banebrytende enhetene har prislapper på flere hundre dollar, som begrenser bruken til relativt velstående statsborgerforskere og stenger ute store deler av u-verdenen. Men Clarity-enheten, som klemmer seg til vesken eller beltet med karabinkrok, er en rimelig modell som er ment å endre den dynamikken og gjøre det mulig å overvåke luftkvaliteten, i massevis, i noen av verdens mindre velstående, men sterkt forurensede flekker, i land som Kina og India. Når den reiser med deg, prøver Clarity med jevne mellomrom litt omgivende luft og bruker en liten optisk skanner for å identifisere de forurensende partiklene. Enheten, som ble opprettet av University of California, studenter fra Berkeley, kan reserveres nå og skal være tilgjengelig senere i 2015 til en målpris mellom 50 og 75 dollar.

CITISENSE — Overvåking av menneskelige forurensninger kartlegger deres urbane miljøer

I Europa er en storstilt innsats for å implementere denne teknologien for vitenskapelig forskning godt i gang. 10. mars møtte CITISENSE-konsortiet, en gruppe av 29 institusjoner fra 14 nasjoner, alt fra akademiske tenketanker til teknologiske oppstartbedrifter, i Barcelona for å gjøre endelige forberedelser til denne månedens lansering av "borgerobservatorier" i ni byer: Barcelona, ​​Beograd, Edinburgh, Haifa, Ljubljana, Oslo, Ostrava, Wien og Vitoria. Dette EU-kommisjon-finansierte prosjektet, som ble lansert i 2012, vil legge bærbare sensorer i hendene på lokalbefolkningen i de deltakende byene for bedre å forstå forholdene de møter. Initiativet har som mål å styrke innbyggerne ved å gi dem verktøyene til å vurdere sitt eget miljø - slik at de kan gjøre tiltak for å forbedre det når det trengs.

Som en del av programmet bevæpnet Mark Nieuwenhuijsen og kollegene 50 skolebarn med smarttelefoner som sporet deres beliggenhet og fysiske aktivitet (med CalFit-appen) og en bærbar detektor for microAeth for kontinuerlig å overvåke luftens nivåer av svart karbon - en sentral komponent i sotforurensning . MicroAeth er en lommeformat versjon av større aerosolmonitorer med svart karbon. Den samler luftprøver på et Teflonbelagt glassfiberfilter og utfører en sanntids svart karbonnivåanalyse ved å måle endringer i absorpsjonshastigheten for lys som føres gjennom prøven.

Studien, publisert i Environmental Science & Technology i slutten av januar, undersøkte i hvilken grad menneskers eksponering for forurensning varierer i løpet av dagen, og testet hvor godt modellene for forurensningsestimater samsvarer med vår faktiske erfaring. Noen spennende resultater kom fram.

"Vi fant ut at når [barn] reiste fra hjem til skole eller tilbake, var luftforurensningsnivået dobbelt så høyt som da de var hjemme eller på skolen, " sier Nieuwenhuijsen. "Også eksponeringsnivået på skolen var høyere enn hjemme."

Disse typer funn, som tydelig kommuniserer hvordan vi og våre kjære blir utsatt for forurensning, er motiverende. Bærbare miljøovervåkere kan øke folks forurensningsbevissthetsnivå til det punktet hvor de blir flyttet til å iverksette et problem som altfor ofte flyr under radaren, konstaterer Nieuwenhuijsen.

"Folk kan bruke denne informasjonen til å organisere seg med andre likesinnede for å ta grep eller gå til sine (lokale) politikere og be om å gjøre noe med forurensning, " sier han.

Med bærbare enheter som overvåker luftkvaliteten, kan forskere publisere forurensningskart