На данный момент человечество переживает эпоху стремительного научно-технического прогресса, непосредственно затрагивающего все сферы его деятельности. Этот прогресс невозможен без развития энергетики, а значит и увеличения расхода топливных ресурсов, с сопутствующим ему росту выброса загрязняющих веществ в атмосферу, вдовесок к увеличивающейся с каждым годом доле автомобилистов в России. В связи с этими факторами встает вопрос о необходимости повсеместного мониторинга и контроля атмосферы, дабы контролировать степень загрязненности воздушной среды и вовремя реагировать на возникающие проблемы. Как одним из возможных путей разрешения данной ситуации мне видится использование в данной среде мультикоптеров, потенциал которых частично начал раскрываться лишь в последнее десятилетие. Ввиду своей возможности перемещения по воздуху и мобильности, на его основе можно создать летающий комплекс, который будет собирать необходимую метеоинформацию, регистрировать различного рода загрязнения атмосферы, а также вести фото- и видеосъемку над заданной территорией и на любой высоте в пределах его технических возможностей.
Цель работы - разработка концепции аэромобильного газово-аэрозольного анализатора.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. осуществить обзор существующих малогабаритных средств контроля загрязнений атмосферы;
2. сформулировать основные подходы к созданию аэромобильного анализатора;
3. провести тестовые измерения газовых загрязнений атмосферы.
Работа состоит из четырех глав, введения, заключения и списка использованных источников
1. Загрязняющие вещества в атмосфере
В настоящее время нижняя часть атмосферы, известная как «воздух», состоит главным образом из азота, кислорода и других газов и частиц. Состав находится под влиянием эволюции вида человека, как с точки зрения роста численности населения, так и в промышленном, сельскохозяйственном и бытовом развитии. Потребление энергии и техническая эволюция являются одной из основных причин антропогенного загрязнения, что приводит к изменению качества воздуха, превышению установленных в законодательстве пределов, адаптированных и модифицированных в соответствии с уровнем знаний, на постоянной основе. Антропогенные источники загрязнения истощают свободную атмосферу и превышают естественную возможность экосистемы адаптироваться или покрывать изменения состава воздуха. Следует отметить, что все созданные человеком источники (промышленности, сельское хозяйство, транспорт, бытовые источники и т. д.) вносят вклад в уровень качества воздуха в дополнение к естественным источникам, существовавшим с момента создания Земли и находящимися в прямой зависимости от этого.
Население, достигшее в настоящее время отметки в 7.5 миллиардов человек, по прогнозам достигнет 8 миллиардов к 2020 году и будет стабилизироваться приблизительно к количеству 10 миллиардов к 2050 году [1]. 90% будущего роста произойдет в развивающихся странах, и большая часть из них будет сосредоточена в городских районах. По своему характеру источники загрязнения воздуха могут быть классифицированы, главным образом, как физические, химические и биологические источники, во-вторых, как природные и антропогенные источники.
Физическое загрязнение атмосферы является следствием ввода энергии, например, звуковой и тепловой. Наиболее значимыми физическими источниками загрязнения являются непосредственное тепловое загрязнение, природное или антропогенное. Местный климат изменяется за счет тепла, производимого промышленностью, домашним хозяйством, сельским хозяйством и транспортом, в следствие чего воздух из нижней атмосферы будет иметь повышенную локальную температуру. Косвенное тепловое загрязнение является следствием парникового эффекта и имеет место в тропосфере и связано с химическим антропогенным загрязнением и его эволюцией в отношении парниковых газов.
...
На основании моих исследований и проделанной работы, можно сделать вывод о том, что:
• существующий перечень датчиков охватывает весь спектр загрязняющих веществ;
• возможно использование аэромобильной платформы для размещения газовых сенсоров;
• время полета платформы достаточно для мониторинга качества воздуха в пределах приземного слоя атмосферы.
Из этого следует, что предложенный мной вариант по мониторингу атмосферы и контролю качества воздуха релевантный и практичный. Дальнейшие исследования будут направлены на создание прототипа аэромобильного газово-аэрозольного анализатора для целей оперативного мониторинга качества воздуха.
