مبارزه با آلودگی هوا به کمک حسگرها و ماهواره ها

به گزارش سیناپرس،محققان در جدیدترین فناوری های روز دنیا، از حسگرها و سیستم های ماهواره ای برای کنترل و ارزیابی آلودگی هوا استفاده می کنند.

آلودگی هوا دیگر مهمان ناخوانده ای نیست که هر از گاهی سر و کله اش پیدا شود، بلکه چند سالی است به صاحبخانه ای تبدیل شده که بیشتر ماه های سال ماندگار است و دیگر کم تر روز پاکی را می توان مشاهده کرد. اما به رغم حضور همیشگی این آلودگی، تنها راهکاری که مسئولان در این سال ها انجام داده اند یا تعطیل کردن مدارس و دانشگاه ها و اداره ها بوده یا اعمال جریمه به پلاک های زوج و فردی که در غیر از روز مجاز خود در محدوده حاضر می شوند.

اقداماتی که اگر قرار بود موثر واقع شوند، تا امروز هوای کلان شهرها باید تمیزتر از اینی بود که در حال حاضر شاهد آن هستیم. در حالی که دانشمندان دنیا مشغول پژوهش و ابداع فناوری های جدید برای رهایی از آلودگی کلان شهرها هستند، مسئولان ما دست روی دست گذاشته و می خواهند با راهکارهای یک تا دو دهه قبل، معضل آلودگی چند برابر قوی تر امروز را حل و فصل کنند که طبیعتا به در بسته می خورد و می شود حجم بالای آلودگی که شهروندان هر روز باید با آن درگیر هستند.

به گزارش سیناپرس به نقل از moderndiplomacy، هر کدام از ما روزانه حدودا 20 هزار مرتبه نفس می کشیم. اکسیژن موجود در هوا، سلول ها و بدن ما را تغذیه می کند. اما زمانی که این هوای تنفسی سرشار از ریزگردها و موادشیمیایی و آلاینده باشد، به همراه اکسیژنی که تنفس می کنیم، مواد آلاینده هم وارد بدن ما می شود.

آلودگی هوا یکی از بزرگ ترین تهدیدها برای سلامتی بدن انسان محسوب می شود و سالانه میلیون ها نفر را در دنیا به کام مرگ می کشاند. طبق برآورد سازمان بهداشت جهانی، در سال 2019 حدود 99 درصد از جمعیت دنیا در شهرهایی زندگی کرده اند که نتوانسته استانداردهای سازمان بهداشت جهانی را در زمینه کیفیت هوا کسب کنند. در اتحادیه اروپا در همین سال 307 هزار نفر به دلیل قرار گرفتن در معرض ریزگردهای آلودگی هوا پیش از موعد جان خود را از دست دادند.

اقدامات حداقلی چیست؟

شهرها و شهرداری ها برای کاهش آلودگی هوا ابتدا باید آن را اندازه گیری کنند. اما معمولا تجهیزات مورد استفاده آنها قدیمی است و نیاز امروز شهرها را برآورده نمی کند. به گزارش سیناپرس، اگر اتحادیه اروپا 100 هزار سکنه داشته باشد، قوانین اروپا مستلزم نظارت بر کیفیت هواست اما معمولا هزینه و دردسر ایستگاه های نظارتی آب و هوا که به طور سنتی کار می کنند، بیانگر آن است که بسیاری از شهرهای کوچک تر بدون الزام به انجام بررسی ها، این کار را انجام نمی دهند و شهرهای بزرگ تر هم گهگاه تن به این بررسی ها می دهند.

البته با توجه به ایستگاه های بررسی محدودی که شهرها در اختیار دارند، این تعداد برای ایجاد نقشه های واقعی کفایت نمی کنند از این رو معمولا از مدل های ریاضیاتی برای برآورد رخدادها استفاده می کنند که عملا به این روش قادر به مشاهده واقعیت ها نخواهند بود.

محققان شرکت اسپانیایی Bettair Cities در پروژه افق MappingAir پلتفرمی ابداع کرده اند که براساس داده های به دست آمده از شبکه حسگرهای ارزان قیمت تری عملیات بررسی را انجام می دهد. حسگرهای شبیه به کلاه ایمنی که در این شرکت ساخته شده اند در زیر لامپ چراغ های هوشمند خیابانی قرار گرفته و هوا را از نظر دربرگیری آلاینده ها بررسی می کنند.

ایستگاه های نظارتی قدیمی بیش از 200 هزار یورو قیمت داشتند در حالی که حسگرهای کوچک تر تولید شده حدود 4000 یورو به فروش می رسند و نیازی به تعمیر و نگهداری مکرر و تخصصی هم ندارند. به گزارش سیناپرس، این پروژه علاوه بر ایجاد پلتفرم نظارتی، این امکان را به محققان این شرکت می دهد تا حسگر خود را از یک نمونه اولیه به یک محصول آماده برای استفاده تبدیل کند.

حسگرهای کاربردی

در حال حاضر از این حسگرها در چراغ های خیابانی و ترافیکی در برخی شهرهای اروپایی و آمریکای شمالی استفاده می شود که گسترده ترین کاربرد آن را در شهر روم شاهد هستیم. برخی از این حسگرها در فاز آزمایشی برای بررسی اثربخشی قرار دارند در حالی که بیشتر آنها در بخش تجاری به فروش رسیده و استفاده می شود و به ویژه ابرشهرها علاقه زیادی به این حسگرهای هوشمند دارند.

در داخل پوسته پلاستیکی، این حسگرها حاوی سلول های الکتروشیمیایی هستند که حضور آلاینده ها را شناسایی می کنند. باوجوداین، چنین سلول هایی به رطوبت و دما واکنش نشان می دهند که ممکن است روی موارد شناسایی شده اثر بگذارد. به گزارش سیناپرس، کاری که محققان انجام داده اند، استفاده از هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل تأثیر این متغیرها روی حسگرهاست.

الگوریتم های هوش مصنوعی به طور مؤثری اختلاف های موجود در داده های حاصل از متغیرها را از جمله رطوبت و دما از بین می برند. زمانی که داده های حسگر وارد جعبه سیاه این شرکت می شود که با هوش مصنوعی کنترل می شود، خروجی آن، اطلاعات مرتبط با آلودگی هواست که حدود 94 درصد مواقع با ایستگاه های قدیمی در ابعاد کانتینتر تولید می شود. صاحبان این فناوری باید هر یک یا دو سال این سلول ها را تعویض کنند که نسبت به نگهداری از ایستگاه های قدیمی، مقرون به صرفه تر تمام می شود.

دسترسی به آسمان برای نظارت بر آلودگی

محققان برای نظارت بر آلودگی هوا و ارزیابی این چالش جهانی تلاش می کنند راهی آسمان شوند. استفاده از ماهواره ها در کنار ایستگاه های کنترل آب و هوا، پروژه تحقیقاتی جداگانه ای است که نقشه های کیفیت هوا را برای شهرهای مختلف دنیا تهیه کرده اند. به گزارش سیناپرس، با ادغام داده مشاهدات زمینی با داده های اجتماعی اقتصادی شامل داده های سلامت، می توان نزدیک تر به این مشکل واقعی آن را بررسی کرد و تصمیمات حساس تری اتخاذ کرد.

محققان در قالب پروژه افق e-shape، انبوه داده هایی را از زیرساخت های رصد منطقه اروپا به نفع مردم در زمینه های مختلف از کشاورزی و انرژی گرفته تا سلامت و آب استفاده می کنند. شهرهای متعددی در دنیا از این پلتفرم وابسته به سیستم ابری برای ارزیابی اثرات کیفیت هوا روی سلامت افراد استقاده کرده اند.

به عنوان مثال، در ماه های زمستان در شهر آتن، خیابان های این شهر مملو از آلودگی هواست و نقشه های ارزیابی آلودگی نه تنها گستردگی آلودگی، بلکه میزان در معرض خطر بودن شهروندان را نیز نشان می دهد.

در شهر آتن، تیم نظارت بر کیفیت هوا و سلامت شهروندان اقداماتی را برای ارزیابی میزان مواد شیمیایی منتشر شده از خودروها و وسایل نقلیه انجام داده اند. در واکنش به یافته محققان، وزارت بهداشت یونان در مواجهه با داده هایی که میزان خطر آلودگی هوا را نشان می دهد، نظارت بر محیط زیست را تقویت می کنند تا اطلاعات دقیق تری را کسب کنند.

در شهر هلسینکی هم محققان با همکاری دولت فنلاند و بخش خصوصی، میزان تأثیر آلودگی هوا ناشی از صنایع اطراف شهر را بر کیفیت هوای شهر و ساکنان آن بررسی می کنند. در مونیخ، تمرکز روی توزیع فضایی آلودگی هواست که به شهروندان امکان می دهد روی کدهای پستی خاص بزرگنمایی کنند. در «باری» ایتالیا نیز داده های آلودگی هوا با تراکم جمعیت ترکیب شده و محققان از آن برای اهداف توسعه پایدار استفاده می کنند.

این نمونه ها نشان می دهد که استفاده از اطلاعات مشاهدات زمینی و نیز قدرت ترکیب داده ها می تواند به محققان در ارزیابی آلودگی هوا کمک کند.

گزارش:ندا اظهری

No tags for this post.