Az UF technika apró, potenciálisan káros levegőben lévő részecskéket észlel

Az UF technika apró, potenciálisan káros levegőben lévő részecskéket észlel
Az UF technika apró, potenciálisan káros levegőben lévő részecskéket észlel
Anonim

GAINESVILLE, Fla. - - A Floridai Egyetem professzora megtalálta a módot a rendkívül alacsony légszennyezettségi szint kimutatására és azonosítására, ami aggodalomra ad okot a kis részecskék belélegzésének egészségügyi hatásai miatt.

David Hahn, az UF gépészmérnöki professzora fejlesztette ki a technikát – a Laser Induced Breakdown Spectroscopy nevű jól ismert technika egyedülálló alkalmazását – a Sandia National Laboratories (Livermore, Kalifornia) segítségével.

A folyamat egy levegőmintavevővel kezdődik, amely az UF nukleáris tudományos épületének tetején található, és amely kiszűri a viszonylag nagy részecskéket, és a levegőt egy közeli laboratóriumba pumpálja.Ezután a levegő áthalad egy erős infravörös lézer pulzáló sugarán, és egy kis része 35 000 fok fölé melegszik.

A hő elpárologtatja a levegőben lévő molekulákat és részecskéket, ami fényvillanást és hangos reccsenést eredményez. Bár a szem nem látja, az elpárologtatott mintában minden egyes atomelem más-más hullámhosszú fényt bocsát ki. Egy spektrométer rögzíti ezeket az "ujjlenyomatokat", és meghatározza, mely elemek vannak jelen, így valós idejű képet ad a levegőben lévő részecskékről.

Hahn a július negyediki ünnep alatt tesztelte a technikáját, és a tűzijátékok befejezése után egy hétig mérte a magnézium, a tűzijátékokban használt fém megnövekedett koncentrációját a levegőben. A növekedés olyan csekély volt, hogy nem jelentett veszélyt az emberi egészségre, de a teszt kimutatta, hogy a technika hasonlóan alacsony szintű károsabb részecskéket is képes kimutatni, mint például az arzén, a króm vagy az ólom.

"A teszt valóban bebizonyította, hogy ez a technika képes mérni a részecskekoncentráció mértékét, amely több nagyságrenddel a szabályozási szabványok alatt van" - mondta Hahn."Ez egyre fontosabbá válik, mivel a szennyezés ellenőrzésében részt vevő emberek igyekeznek pontosabban nyomon követni a szennyezést és jobban meghatározni annak forrásait."

Az emberi haj átmérője 50 és 100 mikron között van, 1 mikron pedig a méter milliomod részét jelenti. Hahn azt mondja, hogy technikájával a részecskék akár egytized mikron méretét is meg lehet mérni, így meghatározva a tömeget és az összetételt is. A technika rendkívül alacsony koncentrációjú részecskéket is észlel. A tűzijáték során a technika a tűzijáték után egy hétig átlagosan 44,4 rész per billió magnéziumkoncentrációt mért, szemben a tűzijáték előtti 2,8 rész per billió részével.

Hahn szerint a közelmúltban végzett kutatások azt mutatják, hogy a nagyon kicsi részecskék veszélyesebbek, mint a nagyobbak, mivel a szervezet természetes védekező rendszere felfogja és kilöki a nagyobb részecskéket, míg a kicsik a tüdőüregekbe kerülnek, és idővel károkat okoznak. A szmog egyik fő összetevője, a levegőben szálló részecskék az asztmához és más betegségekhez kötődnek.Egy nemrégiben készült tanulmány Ausztriában, Franciaországban és Svájcban az éves halálesetek 3 százalékát a részecskéknek tulajdonította.

Az ilyen kutatásokra válaszul a szövetségi szabályozó hatóságok egyre inkább a kis részecskék vizsgálatára és szabályozására törekedtek. Két évvel ezelőtt például a Környezetvédelmi Ügynökség 2,5 mikronos részecskékre csökkentette a szálló por szabályozására vonatkozó szabványát.

A környezetvédelmi tisztviselők szeretnének többet megtudni arról, hogy a levegő milyen apró részecskéket tartalmaz – különböző napszakokban és eltérő időjárási körülmények között – és honnan származnak a részecskék. A LIBS technika segíthet mindkét kérdés megválaszolásában, mert valós időben észleli a kis részecskék alacsony szintjét, mondta Hahn. Ez lehetőséget teremt arra, hogy a szabályozók sokkal hatékonyabb, célzottabb szabályozást hozzanak létre – mondta. "Jelenleg nincs túl jó érzés arról, hogy milyen források milyen részecskéket termelnek" - mondta Hahn. "Ha sokkal pontosabban meg tudjuk állapítani, hogy ezek a részecskék autókból, növényekből vagy mezőgazdaságból származnak, akkor utánajárhatunk ezeknek a forrásoknak és kijavíthatjuk őket."

Ben Smith, az UF kémiai osztályának tudósa elmondta, hogy Hahn technikája egyike a két jelenlegi technika közül, amelyek rendkívül kicsi, gyéren eloszló részecskéket képesek kimutatni és mérni. A másik technika felszerelése azonban bonyolultabb és drágább is, és legalább 150 000 dollárba kerül, míg Hahn technikájának körülbelül 80 000 dollárba kerül.

"A tudósokat egyre jobban érdeklik a valóban kisméretű részecskék, és azok milyen hatással vannak az emberi egészségre" - mondta Smith. "David technikájában valódi lehetőségek rejlenek mind az ipari, mind a környezeti monitorozás terén."

Színes vagy fekete-fehér fotó elérhető ezzel a történettel. További információért hívja a News & Public Affairs fotózást a 352-392-9092 telefonszámon.

Író: Aaron Hoover, [email protected]

Forrás: David Hahn, 352-392-0807, [email protected]

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Az őskémiai érzékelő fejlődése, a nocicepció, kiszagolva
Olvass tovább

Az őskémiai érzékelő fejlődése, a nocicepció, kiszagolva

Amikor megfullad a csípős cigarettafüsttől, úgy érzi, mintha felégne egy falat wasabi-csipkés sushitól, vagy sírna, miközben nyers hagymát és fokhagymát vág, válaszát egy eredeti kémiai érzékelő váltja ki mintegy 500 millió éves állatfejlődés – számoltak be a Brandeis Egyetem tudósai a Nature március 18-i tanulmányában.

A gombák gyorsan változhatnak, továbbadhatják a fertőző képességet
Olvass tovább

A gombák gyorsan változhatnak, továbbadhatják a fertőző képességet

A gombák jelentős potenciállal rendelkeznek a „horizontális” génátvitelben, egy új tanulmány kimutatta, hasonlóan azokhoz a mechanizmusokhoz, amelyek lehetővé teszik a baktériumok ilyen gyors fejlődését, rezisztenssé válnak az antibiotikumokkal szemben, és más súlyos problémákat okoznak.

Marine Mr. Mom: A hím csőhalak szülnek, de némelyik döglött apa, a tanulmány szerint
Olvass tovább

Marine Mr. Mom: A hím csőhalak szülnek, de némelyik döglött apa, a tanulmány szerint

A hím csőhalak és csikóhal-unokatestvéreik az egyetlen hím, amely ténylegesen vemhes lesz és megszül, de a pipahalak valószínűleg soha nem nyerik el az Év Atyja díjat – az utódokhoz való hozzáállásuk a teljes szeretettől a teljes elhanyagolásig terjedhet, a Texas A&M Egyetem kutatóinak új eredményei szerint.