Nowy czujnik do monitorowania zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach oparty na barwnikach
Według WHO na choroby, które można przypisać zanieczyszczeniu powietrza w pomieszczeniach umierają każdego roku prawie 4 miliony ludzi. Biorąc pod uwagę, że Europejczycy spędzają większość czasu w pomieszczeniach zamkniętych, pomiar zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia wpływu różnych substancji chemicznych na zdrowie i podjęcia odpowiednich środków. W związku z tym potrzebne są nowe narzędzia do pomiaru jakości powietrza, które będą pomocne w realizacji takich polityk w zakresie zdrowia publicznego.
Innowacyjny czujnik jakości powietrza w pomieszczeniach
W ramach projektu E-SCENT, realizowanego przy wsparciu działania „Maria Skłodowska-Curie”, zaprojektowano czujniki, które mają dostarczać istotnych informacji na temat zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach i pomóc w ocenie narażenia ludzi. „Czujniki zostały zaprojektowane z myślą o priorytetowych grupach docelowych substancji chemicznych, w tym związkach karbonylowych, które stanowią zagrożenie w związku z ich rakotwórczością”, wyjaśnia Emer Duffy, główna badaczka projektu. Czujniki składają się z barwników nadrukowanych na małej karcie (o powierzchni 4 cm2). Kartę umieszcza się w żądanym pomieszczeniu, a kolor barwników ulega zmianie, gdy wejdą w reakcję z określonymi grupami substancji chemicznych w powietrzu. Tę zmianę koloru można zaobserwować, wykonując zdjęcia czujnika przy użyciu aparatu w smartfonie lub wykonując ich skan. Pomiar kolorów można przeprowadzić przy użyciu standardowego oprogramowania do analizy obrazu: im większa zmiana koloru, tym wyższy poziom LZO w powietrzu. Podejście to oferuje prostą, niedrogą i łatwą do wizualizacji metodę wykrywania LZO. Jak mówi Duffy: „Najważniejszym osiągnięciem projektu było przeniesienie badań z laboratorium do prawdziwego środowiska domowego”. Aby zweryfikować skuteczność czujników, umieściła je ona w różnych pomieszczeniach znajdujących się w jednym domu i bacznie je monitorowała na przestrzeni tygodnia. Różne pomieszczenia można odróżnić od siebie na podstawie unikalnych reakcji umieszczonych w nich czujników. Wyniki wykazały, że czynności takie jak gotowanie, sprzątanie i palenie świec zapachowych doprowadziły do zwiększenia produkcji LZO. Wyższe poziomy związków karbonylowych zaobserwowano w kuchni, w której istotnym źródłem tych emisji jest gotowanie, natomiast ich niskie poziomy odnotowano w domowym biurze, w którym jedyną czynnością w okresach użytkowania była praca przy komputerze.
Znaczenie dla zdrowia i perspektywy na przyszłość
Czujniki E-SCENT stanowią postęp w porównaniu z istniejącymi technologiami niskobudżetowych czujników, które zazwyczaj pozwalają na ograniczony pomiar całkowitej zawartości LZO i nie zapewniają informacji o klasie chemicznej substancji. Ogólnie rzecz biorąc, technologia opracowana w ramach tego projektu oferuje potencjał w zakresie poprawy monitorowania zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach poprzez umożliwienie niedrogiego wdrożenia na dużą skalę w celu gromadzenia reprezentatywnych danych dotyczących narażenia w różnych środowiskach wewnętrznych. Plany na przyszłość skupią się na gromadzeniu większej ilości danych. Duffy podkreśla, że „zaangażowanie obywateli w proces gromadzenia danych służy edukacji społeczeństwa na temat znaczenia zdrowego środowiska wewnętrznego”. Mógłby on również promować działania przyczyniające się do zapewniania zdrowego środowiska wewnątrz pomieszczeń, takie jak poprawa wentylacji oraz ograniczenie lub wyeliminowanie źródeł substancji chemicznych w domu. Ponadto opracowanie specjalnej mobilnej aplikacji do obrazowania i analizy czujników mogłoby umożliwić odwzorowywanie zanieczyszczeń w środowiskach wewnętrznych w wysokiej rozdzielczości. Stanowiłoby to podstawę opartych na dowodach działań w zakresie zdrowia publicznego i promowało działania zarówno na szczeblu lokalnym, jak i europejskim.
Słowa kluczowe
E-SCENT, LZO, czujnik, zanieczyszczenie powietrza, środowisko wewnętrzne
