Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Kvantitativne optične metode za napredno vrednotenje onesnaženosti zraka z delci v realnem času

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.06.00  Tehnika  Sistemi in kibernetika   

Koda Veda Področje
2.02  Tehniške in tehnološke vede  Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring 
Ključne besede
onesnaženje zraka z delci, aerosoli, PM2.5, PM1, PM0.1, črni ogljik, optične lastnosti, absorpcija, sipanje, morfologija delcev, sestava, aethalometer, pretočna celica, modeli širjenja svetlobe, optična sonda, strukturirana svetloba, holografija
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (13)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  53941  Žiga Bizjak  Tehnika  Raziskovalec  2020 - 2023  17 
2.  25528  dr. Miran Burmen  Tehnika  Vodja  2020 - 2023  106 
3.  51911  Lara Dular  Tehnika  Mladi raziskovalec  2020 - 2022 
4.  29524  dr. Asta Gregorič  Naravoslovje  Raziskovalec  2020 - 2023  172 
5.  34718  dr. Matic Ivančič  Naravoslovje  Raziskovalec  2020 - 2023  52 
6.  53722  Gašper Lavrič  Naravoslovje  Raziskovalec  2020 - 2023 
7.  15678  dr. Boštjan Likar  Tehnika  Raziskovalec  2020 - 2023  381 
8.  36457  dr. Peter Naglič  Tehnika  Raziskovalec  2020 - 2023  46 
9.  06857  dr. Franjo Pernuš  Tehnika  Raziskovalec  2020 - 2023  518 
10.  33105  dr. Martin Rigler  Naravoslovje  Raziskovalec  2020 - 2023  82 
11.  28465  dr. Žiga Špiclin  Tehnika  Raziskovalec  2020 - 2023  125 
12.  23404  dr. Tomaž Vrtovec  Tehnika  Raziskovalec  2020 - 2023  194 
13.  50679  mag. Yevhen Zelinskyi  Tehnika  Mladi raziskovalec  2020 - 2022  12 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  1538  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko  Ljubljana  1626965  27.347 
2.  2700  AEROSOL razvoj in proizvodnja znanstvenih instrumentov d.o.o.  Ljubljana  2264382  395 
Povzetek
Zgorevanje goriv, ki se uporabljajo za proizvodnjo energije, s svojimi izpusti povzroča onesnaženje zunanjega zraka, hkrati pa zaradi svojih optičnih lastnosti emisije odpadnih snovi v zrak vplivajo tudi na klimatske spremembe. Kakovost zunanjega zraka pomembno vpliva na zdravje ljudi, saj predstavlja tveganje, ki se mu praktično ni mogoče izogniti. V Evropi je tako 90 odstotkov mestnega prebivalstva izpostavljena čezmernim vrednostim delcev, dušikovih oksidov, ozona ali benzena v zunanjem zraku. Podatki in konservativne ocene zadnjih študij kažejo, da onesnažen zrak v Evropi letno povzroči 790.000 prezgodnjih smrti, po svetu pa 7 milijonov. Povprečna življenjska doba ljudi se v Evropi zaradi onesnaženja zraka v povprečju skrajša za 2.2 leti s pripadajočo letno stopnjo umrljivosti 133 na 100.000 prebivalcev. Podatki za Slovenijo, pridobljeni od Nacionalnega inštituta za javno zdravje RS, kažejo, da zaradi onesnaženega zraka vsako leto v Sloveniji umre 1500 ljudi. Z zmanjšanjem ravni delcev v zraku na čezmerno onesnaženih območjih bi v Sloveniji podaljšali pričakovano življenjsko dobo za pol do enega leta, kar daje področju varstva zraka posebno težo. Z namenom izboljšanja kakovosti zunanjega zraka in varovanja zdravja ljudi omejitve običajno veljajo za PM10 delce (delci z aerodinamičnim premerom manjšim od 10 µm). V EU to področje ureja direktiva 2008/50/ES, ki določa dve omejitvi povezani s PM10: povprečna dnevna koncentracija naj ne bi presegla 50 µg/m3 več kot 35x letno, hkrati pa povprečna letna koncentracija PM10 ne sme presegati 40 µg/m3. Ker pa na toksičnost delcev, ki je še dobro ne razumemo, poleg njihove kemijske sestave v veliki meri vpliva tudi njihova velikost (najmanjši delci prodrejo najgloblje v pljuča in celo v krvni obtok), je potrebno meriti tako sestavo, kot tudi masne in številske koncentracije delcev z manjšim premerom, t.j. PM2.5 in PM1 (aerodinamični premer manjši od 2,5 in 1 µm). Za porazdelitev delcev po velikosti namreč velja log-normalna porazdelitev, kar pomeni, da je število delcev manjših od 1 µm, veliko višje od števila delcev, večjih od 1 µm, hkrati pa zelo malo prispevajo k skupni masi PM10. Ogljični aerosoli predstavljajo znatno oz. največjo frakcijo delcev PM2.5. Med slednjimi je elementarni ogljik tisti, ki najmočneje absorbira svetlobo, in je bil v zadnjem poročilu Medvladne skupine za podnebne spremembe (Intergovernmental Panel on Climate Change) prepoznan kot drugi najpomembnejši povzročitelj globalnega segrevanja (takoj za CO2) s prispevki od 20 % do 40 %. Ker pa aerosoli na globalno sevalno bilanco vplivajo tudi s sipanjem svetlobe, kjer imata bistveno vlogo njihova velikost in oblika, trenutno vseh podrobnosti in mehanizmov delovanje še ne razumemo dobro. Posledično so odprte številne možnosti za nove odmevne raziskave, še posebej na področju merjenja optičnih lastnosti aerosolov, ki so tesno povezane s sestavo in morfologijo delcev ter so zato pomembne za boljše razumevanje podnebnih sprememb, kakor tudi proučevanja vpliva delcev na zdravje ljudi. Cilji raziskav predlaganega projekta so razvoj novih, inovativnih metod za merjenje optičnih lastnosti aerosolov (absorpcijskega in sipalnega koeficienta, poteka sipalne fazne funkcije, lomnega količnika). Bolj podrobne informacije o optičnih lastnostih nam bodo na eni strani omogočile boljše razvrščanje delcev glede na velikost in strukturo in hkrati boljše razumevanje vpliva, ki ga imajo na zdravje ljudi. Po drugi strani pa nam bo znanje o optičnih lastnostih aerosolov omogoča boljše poznavanje vpliva, ki ga imajo aerosoli na podnebje in njegove spremembe. S sodelovanjem raziskovalnih skupin Aerosola z bogatimi izkušnjami in znanjem na področju najsodobnejših merilnih sistemov ogljične aerosole na eni strani in raziskovalne skupine LST z bogatimi izkušnjami in znanjem na področju modeliranja širjenja svetlobe za merjenje optičnih lastnosti na drugi strani, projekt ustvarja več kot odlično raziskovalno okolje za izvedbo odmevnih raziskav.
Zgodovina ogledov
Priljubljeno