Crédit :Organisation australienne pour la science et la technologie nucléaires (ANSTO)
les scientifiques de l'ANSTO, experts dans la surveillance de la pollution par les particules fines, ont développé un instrument de recherche pour mesurer la concentration de noir de carbone dans l'atmosphère et déterminer sa source.
Le carbone noir est un élément clé de la pollution de l'air par les particules fines; sa quantification permettra de mieux comprendre son rôle dans le changement climatique.
L'éminent chercheur scientifique, le professeur David Cohen, a déclaré que l'instrument de carbone noir à absorption multi-longueurs d'onde (MABI), qui a été conçu et construit à l'ANSTO, peut fournir de nouvelles informations pour les gestionnaires et les chercheurs de l'environnement.
À ce jour, 17 instruments ont été expédiés dans plusieurs pays d'Asie, Europe et Afrique, dont la Chine, Les Philippines, le Maroc et la Mongolie, à utiliser et à tester.
Des échantillons de filtres aérosols typiques utilisés pour la surveillance de la pollution par les particules fines peuvent être chargés dans l'instrument pour les mesures.
L'une des principales caractéristiques de la technologie de bureau modulaire est sa capacité à distinguer les particules de noir de carbone de deux sources principales :les véhicules diesel et la combustion de biomasse, de tels feux de brousse ou régimes de brûlage des cultures.
Étant donné que l'instrument peut mesurer l'absorption lumineuse à sept longueurs d'onde différentes, il peut distinguer différentes tailles et types de particules de carbone noir.
Crédit :Organisation australienne pour la science et la technologie nucléaires (ANSTO)
"Nous savons que les particules provenant de sources diesel qui se forment à haute température ont tendance à être petites, dures et sphériques, alors que les particules de biomasse, qui se forment à des températures plus basses sont plus grandes, plus amorphe et ont des formes irrégulières, " dit Cohen.
MABI, qui est alimenté par un simple câble USB possède un logiciel intégré pour enregistrer et exporter des données de transmission qui peuvent être converties en concentrations de noir de carbone via des équations standard.
L'équation est fournie et les utilisateurs peuvent mesurer leurs propres coefficients d'absorption de masse de carbone noir pour chaque longueur d'onde et pour leur propre région et site d'échantillonnage.
« Cela garantit que le calcul est spécifique à leur site de prélèvement et une estimation plus précise de la teneur en carbone noir dans leur air, " dit Cohen.
L'instrument fonctionne en insérant un papier filtre dans un faisceau lumineux. Cette lumière passe à travers le filtre et dans un détecteur. Une mesure est effectuée pour un filtre non exposé puis un filtre exposé. En prenant le journal de la lecture non exposée soustraite de la lecture exposée, vous pouvez calculer la quantité de noir de carbone sur le filtre.
La lumière de sept LED dans l'unité s'étend à des longueurs d'onde de 405 nanomètres à 1050 nanomètres.
Et le processus est rapide, prendre moins de 35 secondes pour terminer la mesure des sept longueurs d'onde.
Crédit :Organisation australienne pour la science et la technologie nucléaires (ANSTO)
Cohen a déclaré que l'idée de l'instrument est venue du programme d'échantillonnage de la pollution par les particules fines de l'ANSTO.
"Nous avions l'habitude de mesurer le carbone noir à une longueur d'onde et d'utiliser un seul coefficient d'absorption de masse pour couvrir toutes les tailles de particules. Cela supposait que chaque particule avait la même taille et la même densité. Il était important que les modèles de changement climatique améliorent cette approche, " il a dit.
Il y avait une certaine inspiration d'un coûteux, instrument haut de gamme, un aethalomètre, qui effectue également des mesures de noir de carbone à plusieurs longueurs d'onde.
Les ingénieurs de l'ANSTO, David Button et Ed Stelcer, étaient responsables de la conception et de la construction, mais ils ont bénéficié de l'aide de personnes sur les campus.
"Avec 17 instruments là-bas, certains depuis plus de 12 mois, nous sommes très satisfaits de la performance à ce jour. Il n'y a eu que deux problèmes logiciels mineurs jusqu'à présent, les deux ont été résolus rapidement, " dit Button.
"Les 20 prochains instruments ont été assemblés et sont disponibles à l'achat. Le coût dépend de l'endroit où il est expédié, " il a dit.
"Plus de 2, 500 filtres ont été analysés sur les instruments, qui renforce notre confiance dans cette technologie, " dit Cohen.
Graphique comparant la concentration de BC obtenue à partir des données MABI à 639 nm en bleu avec les données MABI (405 nm moins 940 nm) en rouge. Les pics de BC observés dans le graphique rouge proviennent de la combustion de biomasse tandis que les pics de BC dans le graphique bleu proviennent de véhicules à moteur. Crédit :Organisation australienne pour la science et la technologie nucléaires (ANSTO)
"Néanmoins à ce stade, la fourniture d'instruments fait toujours partie d'un projet de recherche. Les opportunités de licence seront prises en compte au fur et à mesure que davantage de commandes arriveront et lorsque nous aurons une image fiable de ses performances. »
« Les installations qui achètent l'instrument sont invitées à fournir leurs données à l'ANSTO pour qu'elles soient ajoutées à la base de données mondiale que nous maintenons sur la pollution par les particules fines. »
"Idéalement, l'instrument pourrait être utilisé par toutes les agences de protection de l'environnement et les installations de surveillance de l'environnement échantillonnant la pollution de l'air à l'aide de filtres, " dit Cohen.
« Il y a eu un intérêt considérable lors des conférences internationales et nationales où nous avons parlé et j'ai utilisé mes contacts en matière de pollution par les particules fines pour promouvoir l'utilisation de notre instrument MABI, " dit Cohen.
L'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA) en a acheté un pour son installation de surveillance environnementale dans son laboratoire de Seibersdorf à Vienne.
L'ANSTO a également entrepris une formation en Amérique du Sud à l'utilisation de cet instrument.
« Je suis heureux de dire que les choses semblent fonctionner extrêmement bien, sur la base de tous les résultats obtenus jusqu'à présent. Cependant, les tests du dernier lot d'instruments au cours des prochaines semaines seront décisifs, " dit Cohen.
Principales caractéristiques de MABI
