Zanieczyszczenie powietrza to temat, obok którego nie sposób przejść obojętnie. Spalanie paliw kopalnianych, przemieszczanie się pojazdami silnikowymi są głównym źródłem powstawania smogu, który negatywnie wpływa nie tylko na środowisko naturalne, ale stwarza również ogromne zagrożenie dla naszego zdrowia i życia.
Kluczowym krokiem na drodze do eliminacji smogu jest monitorowanie jakości powietrza w celu pozyskania danych, które pozwolą wysnuć wnioski niezbędne do podjęcia właściwych działań mających na celu walkę z zanieczyszczeniami.
W odpowiedzi na zapotrzebowanie na precyzyjne urządzenia pomiarowe, na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego, pod kierunkiem dr. hab. inż. Zenona Nieckarza, prof. UJ, realizowany jest innowacyjny projekt, w wyniku którego zbudowana została rozproszona sieć tanich i łatwych do instalacji automatycznych stacji pomiarowych, wyposażonych w czujniki mierzące stężenie pyłu zawieszonego w trzech rozmiarach cząstek:
- PM1 (cząsteczki o średnicy 1 μm lub mniejsze),
- PM2.5 (cząsteczki o średnicy 2,5 μm lub mniejsze),
- PM10 (cząsteczki o średnicy 10 μm lub mniejsze),
oraz liczbę cząsteczek w jednostce objętości w 6 kategoriach średnic aerodynamicznych pyłków: >0.3 μm, >0.5 μm, >1.0 μm, >2.5 μm, >5.0 μm, >10.0 μm.
System umożliwia także pomiar temperatury, wilgotności oraz ciśnienia powietrza w czasie rzeczywistym. Wyniki pomiarów można obserwować on-line na stronie internetowej http://tymoddycham.uj.edu.pl.
Uniwersytecka sieć pomiarowa Storm&DustNet składa się z części sprzętowej oraz softwarowej. Do części sprzętowej należą: serwer wraz z odpowiednią infrastrukturą informatyczną oraz stacje pomiarowe, które są małymi gabarytowo urządzeniami, a dzięki kompaktowej budowie, ich instalacja w terenie jest szybka i prosta. Stacje wyposażono w odbiorniki GPS oraz modemy bezprzewodowej sieci GSM, dzięki czemu pomiary dokonywane są wszędzie tam, gdzie jest dostępność usługi bezprzewodowej komunikacji GSM. Część softwarowa projektu składa się z dwóch komponentów: oprogramowania zainstalowanego na serwerze oraz na stacjach pomiarowych.
Najważniejszym i wyróżniającym się elementem stworzonej rozproszonej sieci stacji pomiarowych jest jakość dostarczanych danych pomiarowych. Stacje pomiarowe UJ wyposażone zostały w kalibrowane czujniki jako uzupełnienie i zagęszczenie wyników pomiarów stężenia pyłów oferowanych przez Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska na wybranych obszarach. Jako wsparcie dla systemu czujników zbudowano także układ kalibracyjny, który pozwala na wstępną i okresową kontrolę czujników. W sezonie grzewczym kalibracja jest niezwykle istotna dla jakości wskazywanych wyników pomiarów.
Dzięki komercyjnej współpracy z okolicznymi gminami, czujniki te są zainstalowane na terenie poszczególnych sołectw, informując na bieżąco o stanie powietrza. W ten sposób Uniwersytet Jagielloński wspiera działalność również małych społeczności na rzecz ochrony zdrowia i środowiska, a także ułatwia podejmowanie trafnych decyzji w walce ze smogiem. Działania te mają również na celu zapobieganie wykluczeniu informacyjno-technologicznemu małych społeczności, których nie stać na angażowanie drogiej aparatury.
System pomiarowy stworzony na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej wykorzystywany jest również do badania oceny tempa odkładania się cząstek stałych obecnych w powietrzu w drogach oddechowych biegaczy, zagrożenia dla zdrowia dzieci ćwiczących w zanieczyszczonym środowisku, wpływu zanieczyszczenia powietrza na zwierzęta w ogrodach zoologicznych oraz stężenia cząstek stałych w powietrzu w oborze i jego wpływu na zawartość metali ciężkich w mleku.
Wyniki powyższych badań zostały opublikowane w czasopismach:
- PeerJ
https://peerj.com/articles/11562/, https://peerj.com/articles/9191/ - Scientific Reports
https://www.nature.com/articles/s41598-023-37567-2, https://www.nature.com/articles/s41598-023-45426-3.
Centrum Transferu Technologii CITTRU jest otwarte na rozszerzenie współpracy z różnymi podmiotami zewnętrznymi. Szczegółowych informacji udziela Katarzyna Małek-Ziętek.
rys. Nikodem Frodyma