2019-07-28 21:52:00
MABI仪器可以确定大气中黑碳污染的浓度和来源

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ANSTO科学家是细颗粒污染监测方面的专家,他们开发了一种研究仪器来测量大气中黑碳的浓度并确定其来源。

黑碳是细颗粒空气污染的关键组成部分;其量化将更好地理解其在气候变化中的作用。

杰出研究科学家David Cohen教授表示,在ANSTO设计和制造的多波长吸收黑碳仪器(MABI)可以为环境管理者和研究人员提供新的信息。

到目前为止,已有17种仪器运往亚洲,欧洲和非洲的一些国家,包括中国,菲律宾,摩洛哥和蒙古,供使用和测试。

用于细颗粒污染监测的典型气溶胶过滤器样品可以装入仪器中进行测量。

模块化桌面技术的一个关键特征是能够区分黑碳颗粒和两个主要来源:柴油车和生物质燃烧,如森林大火或作物燃烧方式。

由于仪器可以测量七种不同波长的光吸收,因此可以区分不同的黑碳颗粒大小和类型。

“我们知道,在高温下形成的柴油来源的颗粒往往是小的坚硬和球形,而在较低温度下形成的生物质颗粒更大,更无定形,形状不规则,”科恩说。

MABI由简单的USB电缆供电,内置软件可记录和输出传输数据,可通过标准公式转换为黑碳浓度。

提供了该等式,并且用户能够测量他们自己的每个波长的黑碳质量吸收系数以及他们自己的特定区域和采样点。

“这确保了计算特定于他们的采样点,并更准确地估算了他们空气中的黑碳含量,”科恩说。

该仪器通过将滤纸插入光束来工作。该光通过滤光器并进入检测器。对未曝光的滤光器进行测量,然后对曝光的滤光器进行测量。通过从曝光读数中减去未曝光读数的对数,可以计算滤光片上的黑碳量。

来自该装置中七个LED的光线延伸至405纳米至1050纳米的波长。

而且过程很快,只需不到35秒即可完成七波长测量。

科恩说,该仪器的想法来自ANSTO的精细颗粒污染取样计划。

“我们曾经测量过一个波长的黑碳,并使用单一质量吸收系数来覆盖所有粒径。这假设每个粒子都具有相同的尺寸和密度。气候变化模型改善这种方法非常重要,”他说。

一种昂贵的高端仪器,一种测量仪,也有一些灵感,它也可以在多个波长下进行黑碳测量。

ANSTO工程师David Button和Ed Stelcer负责设计和建造,但得到了校园内人员的帮助。

“有17种仪器,有些超过12个月,我们对迄今为止的性能非常满意。到目前为止,只有两个小的软件问题,这两个问题都得到了迅速解决,”巴顿说。

“接下来的20种仪器已经组装完毕,可以购买。成本取决于它的运输地点,”他说。

“已经对这些仪器进行了超过2,500个过滤器的分析,这使我们对这项技术充满信心,”科恩说。

“尽管如此,在这个阶段,仪器的供应仍然是研究项目的一部分。许可机会将被视为更多的订单进来,当我们对其性能有可靠的了解时。”

“购买仪器的设施被要求将其数据提供给ANSTO,以便添加到我们维护的有关细颗粒污染的全球数据库中。”

“理想情况下,所有环境保护机构和环境监测机构都可以使用该仪器,使用过滤器对空气污染进行采样,”科恩说。

“在我们发言的国际和国内会议上,人们都非常感兴趣,我一直在使用我的微粒污染接触来促进我们的MABI仪器的使用,”科恩说。

国际原子能机构(IAEA)已在其位于维也纳的Seibersdorf实验室为其环境监测设施购买了一个。

ANSTO还在南美洲开展了使用该仪器的培训。

“我很高兴地说,基于迄今为止的所有结果,它看起来效果非常好。但是,未来几周对最后一批仪器的测试将是决定性的,”科恩说。

MABI的主要特点

小型桌面尺寸(便携式)

直接连接到计算机的USB端口

专为典型的气溶胶过滤器样品(47mm聚碳酸酯,47mm Teflon,25mm拉伸Teflon等)而设计

可以使用其他技术(例如IBA或XRF)进一步分析非破坏性过滤器

快速,完成7波长测量所需的时间不到35秒

提供数字采集软件

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