Mobilne laboratorium NCBJ do badań jakości powietrza

fot. NCBJ

Naukowcy Narodowego Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) zaprojektowali i wybudowali mobilne laboratorium służące do badań jakości powietrza. Jedno z nielicznych tego typu urządzeń w Polsce pozwoli na szybką identyfikację zanieczyszczeń powietrza praktycznie w każdym miejscu a tym samym wpłynie na poprawę działań mających na celu ochronę naszego zdrowia.

Mobilne laboratorium to specjalny klimatyzowany kontener wyposażony w najnowocześniejszą aparaturę służącą do kompleksowej analizy powietrza. Składa się on m.in. z aparatury będącej w powszechnym użyciu przez Wojewódzkie Inspektoraty Ochrony Środowiska, nowoczesne analizatory, grawimetryczne poborniki pyłów jak również zestawy do pomiarów gazowych zanieczyszczeń powietrza, w tym tlenków azotu, tlenku węgla i ozonu. Wkrótce laboratorium wyposażone zostanie w stację meteo z 10-metrowym masztem, kontrolującą warunki meteorologiczne panujące w miejscu pomiarów.

 – Nasze laboratorium, jako jedno z nielicznych w kraju, będzie mogło przeprowadzać kompleksową analizę składu frakcyjnego pyłów zawieszonych, identyfikując cząstki o średnicy nawet 20 nanometrów, a więc dwa tysiące razy mniejszych niż średnica ludzkiego włosa. Pyły zawieszone są niezwykle groźne dla naszego zdrowia, dlatego tak ważna jest szybka ich identyfikacja i analiza. Nasza praca jest odpowiedzią na zapotrzebowanie z zakresu ochrony środowiska ludzkiego życia – tłumaczy dr Jan Sernicki , Kierownik Zakładu Interdyscyplinarnych Zastosowań Fizyki, współtwórca projektu mobilnego laboratorium 

Pył zawieszony składa się z mieszaniny cząstek będących w powietrzu i składających się z  substancji organicznych i nieorganicznych. Może on zawierać także substancje toksyczne takie jak wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (np. benzo/a/piren), metale ciężkie oraz dioksyny i furany. Pył taki to cząstki o średnicy mniejszej niż 10 mikrometrów, które mogą docierać do górnych dróg oddechowych i płuc powodując trudności z oddychaniem, kaszel czy zadyszkę a także zwiększając zagrożenia infekcjami układu oddechowego (astma, katar sienny czy zapalenie spojówek). Pyły o średnicy cząstek mniejszej niż 2,5 mikrometra mogą również przenikać do krwi powodując m.in. choroby serca (nadciśnienie, zawał) lub choroby nowotworowe (rak płuc).

Największą emisję pyłów zawieszonych powoduje spalanie węgla w starych i często źle wyregulowanych kotłach i piecach domowych oraz w dużych miastach ruch drogowy. Innym, mniejszym, ich źródłem jest przemysł energetyczny, chemiczny, wydobywczy i metalurgiczny.

Przeprowadzane  w województwie mazowieckim badania jakości powietrza pokazują, że blisko 45 proc. mieszkańców Mazowsza jest przez wiele dni w roku narażonych na wdychanie podwyższonego stężenia pyłu zawieszonego PM₁₀ (o średnicy 10 mikrometra). Co więcej, Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska zwraca uwagę, że dopuszczalny poziom pyłu zawieszonego PM_2,5 jest przekraczany w wielu punktach pomiarowych na terenie województwa. Najgorsza sytuacja występuje w Żyrardowie, Otwocku oraz Ciechanowie (notowane są tam najwyższe stężenia spośród obserwowanych we wszystkich punktach pomiarowych w województwie mazowieckim). Z uwagi na skalę aglomeracji warszawskiej, trudna sytuacja jest także w samej stolicy.

Mobilność laboratorium, zapewniona przez małe wymiary (nieco ponad 5,5 m²) oraz lekka i kompaktowa obudowa a także łatwość podłączenia do samochodu osobowego to niewątpliwie cecha, która pozwoli naukowcom prowadzić badania w wielu miejscach w możliwie krótkim czasie.

 – Mobilne laboratorium powstało na terenie województwa mazowieckiego z myślą o przeprowadzaniu kompleksowych badań powietrza nie tylko w stolicy, ale również w każdym innym miejscu, gdzie takie analizy są niezbędne – tłumaczy mgr inż. Małgorzata Bogusz z Zakładu Interdyscyplinarnych Zastosowań Fizyki NCBJ – to efekt połączenia eksperckiej wiedzy fizyczna i wieloletniego doświadczenia jaką dysponujemy w naszym instytucie ze wsparciem finansowym Unii Europejskiej ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego.

NCBJ  od kilku lat prowadzi prace badawcze i rozwojowe związane z poszukiwaniem metod bardziej efektywnego wykorzystania wieloletnich baz danych oraz informacji uzyskiwanych w czasie rzeczywistym dostępnych w kraju, m.in. do prognozowania stężenia zanieczyszczenia powietrza pyłem zawieszonym. Ponadto, w instytucie w Świerku działają grupy naukowców (m.in. Centrum Doskonałości MANHAZ) zajmujących się zagadnieniami rozprzestrzeniania różnych czynników (w tym promieniotwórczych) w środowisku przy użyciu największego klastra obliczeniowego w Polsce (Centrum Informatyczne Świerk).

Mobilne laboratorium zostało opracowane i zbudowane w ramach zadania Modernizacja Laboratorium Pomiarów Środowiskowych, realizowanego w  ramach projektu „Wzmocnienie potencjału innowacyjnego ośrodka w Świerku w zakresie rozwoju technologii wykorzystujących promieniowanie jonizujące” (potocznie nazywanym „4laby”).