Проверка качества атмосферы необходима в помещениях и на улице — она показывает, насколько характеристики соответствуют безопасным условиям для здоровья животных и растений. В процессе изучения используются датчики загрязнения воздуха, реагирующие на разные типы патогенных веществ.
Определяемые токсины
Состояние человека и других живых организмов зависит от окружающей среды.
Большинство приборов для измерения загрязнения воздуха определяют концентрации распространенных вредных примесей:
- Свинец — поражает нервную и сердечно-сосудистую системы. Может привести к проблемам с обучаемостью и нарушениям функций почек.
- Диоксид серы — способствует ухудшению почвы и поверхностных вод.
- Угарный газ — блокирует поступление кислорода к органам и тканям, что может привести к смерти.
- Озон — вдыхание О3 провоцирует боль в груди, кашель и раздражение горла. Высокие концентрации вещества в помещении опасны, так как переход в двухатомное состояние сопровождается выделением тепла, способным вызвать взрыв или возгорание
- Мелкие твердые частицы — пыль и сажа, размером 10-25 мкм; при вдыхании поражают легкие и другие внутренние органы. В 2019-м вызвали экологическую катастрофу в Сеуле — правительства Китая и Южной Кореи начали обсуждение способов решения проблемы с помощью технологий искусственного вызова дождя на пути поступления частиц.
- Углекислый газ — повышение концентрации в атмосфере ведет к росту температуры.
- Ртуть — Испарения элемента опасны для здоровья.
Для удешевления современные датчики часто фокусируют на определенном загрязнителе. Но диапазон распознаваемых угроз зависит от лежащих в основе устройства механизмов.
Принципы действия
Прибор сигнализирует об опасности изменением состояния. В прошлом качество условий в помещении шахты определяли, наблюдая за канарейкой. Смерть или болезненное состояние птицы указывали на опасное повышение концентрации нескольких соединений.
Современные датчики избирательны. Они делятся на:
- Излучающие. Считывают изменения инфракрасных или ультрафиолетовых волн. Так, в начале 2019-го ученые создали массив золотых нанодисков, в 100 раз активнее воспринимающих атмосферные изменения, в сравнении с существующими датчиками. Они реагировали на ИК-лазер УФ-излучением, интенсивность которого зависела от концентрации целевых примесей.
- Электрохимические. В основе лежит твердое проводящее вещество. При нагреве оно реагирует с поступающим воздухом в зависимости от его состава. Устройства улавливают углекислый газ.
- Биологические. Исследования, проведенные осенью 2018-го, показали, что мох чувствителен к диоксиду серы. Под действием вещества его листья сворачиваются. Другие растения также помогают следить за состоянием воздуха в реальном времени.
- Электроакустические. Оценивают изменения в частоте ультразвуковых колебаний. В основном применяется для определения уровня углекислого газа.
Сенсорные устройства сообщают пользователю об опасных изменениях специфическим поведением — цветом, звуком или цифрами на табло. Биоструктуры реагируют ухудшением состояния, вплоть до смерти (канарейки). Пользователи часто выбирают структуры, нацеленные на определенный загрязнитель. Устройства, определяющие несколько опасных веществ, не связанных химическим составом, характеризуются высокой ценой и сложностью.
