Billig overvågningsenhed bruger lys til hurtigt at opdage oliespild

Forskere har udviklet en simpel enhed, der kan detektere et olieudslip i vand og derefter finde ud af, hvilken type olie der findes på overfladen. Enheden er designet til at flyde på vandet, hvor det kunne fjernovervåge et lille område, der er modtageligt for forurening, eller spore udviklingen af ​​forurening på et bestemt sted.

"Hurtig påvisning af et spild er afgørende for en hurtig antiforureningsreaktion for at undgå, så meget som muligt, den progressive blanding af olien i vandet, hvilket ville gøre rengøringen mere vanskelig og ineffektiv, " sagde lederen af ​​forskerholdet, Jose R. Salgueiro fra Universidade de Vigo, Spanien. "Også, at kende olietypen muliggør en mere specifik reaktion for at modvirke forureningen."

Mens der er teknisk komplekse og dyre instrumenter, der bruger fly eller satellitter til at lede efter olie på tværs af store områder, det nye arbejde viser, at det er muligt at lave en enkel og effektiv enhed, der kan bruges til at overvåge et bestemt område løbende. I Det Optiske Selskabs tidsskrift Anvendt optik , forskerne beskriver deres nye billige oliefølende enhed og detaljerede dens evne til at skelne fra fem typer olie, der er testet i undersøgelsen.

Detektering af olies fluorescens-fingeraftryk

Når rå eller raffineret olie absorberer ultraviolet (UV) lys, det udsender et unikt fluorescensspektrum. Den nye enhed bruger dette fluorescensspektrum som en slags fingeraftryk til at identificere olietypen ved at sammenligne den målte fluorescens med information i en database.

Selvom de fleste instrumenter, der detekterer fluorescens, bruger et dyrt og delikat spektrometer, forskerholdet brugte en billig og enkel opsætning af fire fotodiode-detektorer med forskellige farver af cellofanfilmfiltre. Dette lod dem optage fire signaler, hver bestående af forskellige områder af fluorescensspektret. Enheden bruger billige UV-LED'er som lyskilder og en lavpris mikrocontroller som dem, der bruges til at betjene droner. Det inkluderer også et kommercielt radiomodul til at sende data og modtage konfigurationskommandoer.

Forskerne testede deres instrument ved at udføre laboratoriemålinger på tre typer råolie leveret af et olieselskab og to typer raffineret olie. De genskabte betingelserne for et olieudslip ved at generere tynde film af hver type olie på en vandoverflade.

"De fire signaler viste sig at være nok til at bygge et specifikt fingeraftryk for hver olietype, der blev brugt i vores undersøgelse, lader os identificere de forskellige typer olie, " sagde Salgueiro. "Denne tilgang reducerer dramatisk omkostningerne ved instrumentet og forenkler forureningstestning."

Test i naturlige omgivelser

Nu hvor forskerne har demonstreret deres enhed i laboratoriet, de planlægger at konstruere en solcelledrevet prototype, der kunne placeres i en bøje, for eksempel, og efterladt i en sø eller ud for kysten i havet i flere måneder. Prototypenheden, inklusive bøjen, vil have en højde og diameter på omkring 30 centimeter og vil have mulighed for at sende målinger til en fjernbruger via et radiomodul eller endda via satellitmodem.

Efterforskerne arbejder også på at registrere fluorescensfingeraftryk for andre almindelige olietyper, som ikke var inkluderet i denne undersøgelse, så endnu flere typer olier kunne identificeres.

"Vores enhed kunne hjælpe med at holde bedre styr på og kontrollere forurening, især ved at opdage potentielle forureningskilder, " sagde Salgueiro. "Når først forureningen er produceret, vil det hjælpe med hurtigt at opdage problemet, identificere arten af ​​forureningen og bidrage til en bedre indsats."