فناوری در خدمت پایش آلودگی هوا و آب

به گـــزارش تیردادنیوز به نقل از علم و فناوری؛ هوا یکی از عناصر اصلی برای بقای موجودات زنده ازجمله انسان است. بنابراین حفظ آن از انواع آلودگی‌هایی که ناشی از دگرگونی‌های طبیعت یا فعالیت‌های بشری است از مهم‌ترین موضوعات مورد توجه است.

مشکلات ناشی از آلودگی روزافزون هوا دانشمندان را بر آن داشته است تا با استفاده از فناوری‌های مدرن و پیشرفته به کمک منابع طبیعی و محیط‌زیست بشتابند. ازجمله این راه‌حل‌های مدرن می‌توان به فناوری نانو و کاربرد آن در حفظ محیط‌زیست اشاره کرد.

طبق آخرین آمار، اکنون نزدیک به ۴هزار و ۸۰۰ شرکت دانش بنیان در حوزه های مختلف فعال هستند و محصولات بومی مورد نیاز صنایع مختلف را به تولید می رسانند.این شرکت ها قادرند با تکیه بر دانش، تجهیزات بومی مورد نیاز کشور را بسازند؛ این تجهیزات در حوزه های مختلف صنعتی همچون خودروسازی، سلول بنیادی، نانو، بایو و ... به کار گرفته شده اند. یکی از حوزه هایی که فناوران می توانند نقش کلیدی در آن داشته باشند پایش، سنجش و اندازه گیری آلودگی هواست. تاکنون هم شرکتهای زیادی در حوزه تولید دستگاه های پایش آلودگی ورود پیدا کرده اند.

انواع آلودگی و تاثیر آن بر سلامت

به‌طور کلی منابع انتشار آلودگی‌ها به ۲ صورت طبیعی و مصنوعی ایجاد می‌شود. از منابع طبیعی می‌توان به گرد وغبار، دود و منواکسیدکربن ناشی از آتش سوزی و گازهای رادون ناشی از کانی‌های زمین و همچنین از منابع مصنوعی به انواع آلاینده‌ها و عوامل بیماری‌زا اشاره کرد. در حال حاضرروش‌هایی برای مبارزه با آلاینده‌ها و عوامل بیماری‌زا با استفاده از فناوری‌های پیشرفته طراحی و عملیاتی شده است. از این روش‌ها می‌توان به طراحی و تولید انواع فیلترهای نانو برای تصفیه هوا اشاره کرد.

اثرات بر روی انسان

در جهان سالیانه ۳ میلیون نفر در اثر آلودگی هوا جان خود را از دست میدهند که ۹۰ درصد آنان در کشور‌های توسعه یافته هستند. در برخی کشور‌ها تعداد افرادی که در اثر همین عامل جان خود را از دست میدهند بیشتر از قربانیان سوانح رانندگی است. این مرگ و میر بطور خاص مربوط به آسم، برونشیت، تنگی نفس، سکته قلبی، و آلرژی‌های مختلف تنفسی است. آلودگی هوا به روش‌های گوناگونی میتواند آثار زیانبار درازمدت و کوتاه مدتی بر سلامت انسان‌ها بگذارد. تأثیر آلودگی هوا بر افراد مختلف متفاوت است. آسیبپذیری برخی افراد در برابر آلودگی هوا بسیار بیشتر از دیگران است. کودکان کم سن و سال و سالمندان بیشتر از دیگران از آلودگی هوا آسیب می بینند.
معمولاً میزان آسیب بستگی به میزان قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی زیانبار مانند تماس با آلاینده‌ها و غلظت مواد شیمیایی دارد. صدمات ریوی ناشی از هوای آلوده به اوزون، خطری است که هر ۳ نفر از ۵ نفر با آن روبرو هستند.

از سویی دیگر، سورنا ستاری معاون علمی و فناوری در خصوص توانایی محققان ایرانی شرکتهای دانش بنیان می گوید: «تکنولوژی های زیادی در حوزه پایش آلودگی هوا و آب به غیر از تجهیزات آزمایشگاهی توسط شرکت های دانش بنیان توسعه یافته که امیدواریم آنها به مرحله کاربردی برسند.»

نمونه هایی از ابزارهای ایرانی برای مقابله با آلودگی هوا:

دستگاه پایش غبار خروجی دودکش صنایع (PSDM)

دستگاه پایش غبار خروجی دودکش صنایع جهت اندازه گیری میزان ذرات خروجی دودکش منابع انتشار ساکن از قبیل دودکش کارخانجات، منازل و ... به کار می رود. این دستگاه قادر است پارامترهای زیر را در خروجی دودکش اندازه گیری و در حافظه خود ذخیره کرده و همچنین این اطلاعات را بر روی کاغذ به چاپ برساند.

سرعت، فشار، دما، رطوبت نسبی، دبی در جریان گاز، دبی نمونه برداری برای شرایط ایزوکینتیک، ارتفاع نقطه نمونه برداری از سطح دریای آزاد، دمای محیط و فشار محیط از جمله پارامترهایی هستند که توسط این دستگاه مشخص می شود.

عملکرد این دستگاه و محاسبات آن با استاندارد ISO۹۰۹۶ و INSO۱۷۳۶۹ بوده و شرایط ایزوکینتیک را به منظور نمونه برداری از ذرات خروجی دودکش فراهم می کند.

دستگاه پایش غبار خروجی دودکش صنایع بدون نیاز به برق شهر و عملکرد توسط باتری بوده و دارای میکرو کنترلر صنعتی هوشمند است. انجام کلیه مراحل پایش به صورت نیمه خودکار بدون دخالت کاربر، مکش بالا جهت تقلیل زمان نمونه برداری، دارای میکرو کنترلر صنعتی توانمند جهت کنترل خودکار زمان، تنظیم شرایط ایزوکینتیک و خاموش کردن خودکار پمپ پس از نمونه برداری از ویژگی های این دستگاه به شمار میرود.

تصفیه هوا و بخارساز خانگی HVAP

دستگاه تصفیه هوا و بخارساز خانگی HVAP با ابعادی متوسط توانایی جذب ذرات و تصفیه هوا با راندمانی بالا را دارد. بدین‌صورت که فیلترهای موجود در این دستگاه ذرات معلق فوق ریز با ابعاد بالای دهم میکرون را با راندمان ۹۹ درصد تصفیه می‌کند. این دستگاه با داشتن یک فیلتر کربن فعال به منظور افزایش کارآیی، امکان از بین بردن ویروس‌ها و باکتری‌های موجود در هوا را نیز مهیا می‌سازد.

افزایش راندمان در این دستگاه مجموعاً از ۸ لایه فیلتر استفاده شده که در نوع خود بی‌نظیر است. به منظور مرطوب‌سازی مناسب هوای اتاق، سیستم تولید و تخلیه بخار سرد به گونه‌ای طراحی شده است که به صورت عمودی (همانند دودکش) بخار را در اندازه‌های میکرونی در هوای اتاق تخلیه می‌کند.

در این دستگاه از ۸ فیلتر ترکیبی استفاده شده است که سبب جذب بسیار بالای ذرات معلق موجود در هوا و همچنین جذب ویروس‌ها و باکتری‌ها می‌شود.

به منظورتأمین رطوبت هوا جهت ایجاد شرایط آسایش و سلامت سیستم تنفسی، در بخش فوقانی دستگاه محفظه بخارساز تعبیه شده است. برای این منظور از سیستم تولید بخار به روش امواج ارتعاشی و یک عدد فن‌ دمنده جهت تخلیه بخار تولیدی به داخل اتاق استفاده شده است.

این دستگاه دارای ۸ لایه فیلتر مرکب از هپا و کربن فعال، بازده جذب ۹۹.۵ درصد ذرات معلق هوا، مصرف انرژی بسیار پایین (۷ وات)، تولید بخار سرد در ۲۴ ساعت با ۱ لیتر آب است.

دستگاه پایش ایستگاهی آلاینده‌های گازی هوای محیط (SAPA)

دستگاه پایش آلودگی هوای ایستگاهی جهت اندازه‌گیری آلاینده‌های هوای شهری از جمله ذرات معلق با قطر کمتر از ۱۰ میکرومتر (PM۱۰) و کمتر از ۲.۵ میکرومتر (PM۲.۵) و همچنین گازهای آلاینده‌ ازن (O۳)، کربن مونواکسید (CO)، نیتروژن دی‌اکسید (NO۲) و گوگرد دی‌اکسید (SO۲) به کار می‌رود.

این دستگاه دارای قابلیت ارسال داده‌های پایش آلودگی هوا از محل نصب خود (به کمک سیستم GPRS)به فضای اینترنت می‌باشد. این داده‌ها در محلی دیگر از طریق مرورگر کامپیوتر قابل مشاهده و ذخیره است.

عملکرد این دستگاه مطابق با استاندارد EPA۴۰-C.F.R.۵۰ بوده و توان مصرفی بسیار پایینی دارد. این دستگاه مجهز به میکرو کنترلر صنعتی هوشمند و سنسورهای با طول عمر بالا بوده و قابلیت اتصال به اینترنت و ارسال داده‌ها از راه دور را دارد.

دستگاه آنالایزر اگزوز خودرو PAGA

جهت اندازه گیری غلظت گازهای اکسیژن (o۲) کربن مونوکسید CO، نیتروژن دی اکسید۲ NO ، نیتروژن مونوکسید NO، کربن دی کسید۲ CO و همچنین هیدروکربن های نسوخته HC موجود در جریان گازهای خودرو مورد استفاده قرار می گیرد.

این دستگاه به منظور پایش گازهای خروجی خودروهای گازسوز، بنزینی و ... بکار برده می‌شود. علاوه بر نمایش داده ها بر روی LCD و ذخیره سازی اطلاعات در حافظه داخلی، آنها را بر روی کاغذ، توسط پرینتر موجود بر روی دستگاه به چاپ می رساند.

این دستگاه دارای میکرو کنترلر صنعتی هوشمند، مجهز به پرینتر به منظور چاپ اطلاعات، مجهز به سنسورهای گازی با طول عمر بالا بوده و قابلیت اندازه گیری ۶ گاز۲NO – NO- o۲- HC- -۲ CO- CO را دارد. این دستگاه زمان وارم آپ کمتر از دو دقیقه را نشان می دهد. این سیستم دارای باطری لیتیوم یون قابل شارژ با طول عمر بالا است.

دستگاه غبارسنج محیطی

دستگاه غبارسنج محیطی پرتابل جهت اندازه گیری غلظت ذرات موجود در محیط با قطر کمتر از ۱۰ میکرومتر، کمتر از ۲.۵ میکرومتر و کمتر از ۱ میکرومتر به کار رفته و همچنین علاوه بر غلظت کل ذرات معلق TSP ، تعداد ذرات معلق در واحد حجم هوای آزاد را نیز به صورت شمارشی اعلام می کند. این دستگاه به منظور پایش هوای محیط کارخانجات، سطح شهر و دیگر محیط های بسته به کار می رود.

این دستگاه قادر است پارامترهای دما و رطوبت محیط را نیز اندازه گیری و نمایش دهد. دستگاه غبارسنج محیطی مجهز به سنسور دما و رطوبت محیط، میکرو کنترلر صنعتی هوشمند، سنسور ذرات لیزری با دقت بالا و دارای باتری لیتیوم یون است.

این دستگاه قابلیت نمایش ،TSP، PM۱۰، PM۲.۵، PM۱ و شمارش ذرات معلق را دارد.

دستگاه تیرگی سنج

دستگاه آنالایزر پرتابل دوده خودرو (تیرگی سنج) جهت اندازه گیری میزان تیرگی جریان گازهای آلاینده خروجی از اگزوز انواع خودروهای بنزینی و دیزلی به کار می رود. این دستگاه به وسیله تابش نور لیزر به مخلوط گازی و خاصیت میزان جذب فرکانس مشخصی از نور لیزر پس از عبور از مخلوط گازهای خروجی، میزان کدورت را اندازه گیری می کند. میزان کدورت اندازه گیری شده، عددی بین صفر تا ۱۰۰ درصد است.

دستگاه آنالایزر پرتابل دوده خودرو (تیرگی سنج) قادر است با استفاده از باتری های قابل شارژ درون دستگاه علاوه بر نمایش اطلاعات بر روی LCD ، آنها را بر روی کاغذ توسط پرینتر موجود بر روی دستگاه به چاپ رساند.

دستگاه پرتابل با قابلیت حمل آسان و پایه پراب قابل تنظیم بوده و کاربری آسانی دارد. این دستگاه مجهز به پرینتر به منظور چاپ اطلاعات و باتری لیتیوم یون با طول عمر بالا است.