لا تزال المعارف الجديدة حول الآثار الصحية للملوثات الغازية أو المتطايرة تُبرز ضرورة مراقبة جودة الهواء الداخلي والخارجي. فالعديد من المواد المتطايرة، حتى عند مستويات ضئيلة، قد تُلحق الضرر بصحة الإنسان بعد فترة قصيرة من التعرض لها. ويتزايد عدد المنتجات الاستهلاكية والصناعية التي يُمكن أن تُصدر مواد متطايرة ضارة معروفة، بما في ذلك الأثاث وسيارات الركاب والشاحنات الصناعية. ويتزايد الاهتمام بكشف الملوثات الغازية، أملاً في الحد من هذه المخاطر الصحية أو القضاء عليها من خلال وضع آليات استجابة فعالة وذات صلة.
تعمل العديد من المنظمات الوطنية والدولية على وضع إرشادات ولوائح ومعايير لمراقبة جودة الهواء في البيئات الصناعية والطبية والخارجية والداخلية والمكاتب والسكنية. تتيح هذه الإرشادات للمصنعين اعتماد منتجاتهم، كما تُعلم المستخدمين بالحد الأدنى المقبول من الملوثات الغازية.
على سبيل المثال، تستخدم وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) أحدث العلوم لتطوير لوائح تُقلل من تلوث الهواء وتُسيطر عليه بفعالية من حيث التكلفة. وتُجمع الوكالة بياناتٍ عن أكثر الملوثات شيوعًا كل خمس سنوات لإعادة تقييم مدى ملاءمتها للوائح. كما حددت الوكالة مواد كيميائية مُحددة قد تؤثر على جودة الهواء ومصادرها، مثل السيارات والشاحنات ومحطات الطاقة. ويتمثل أحد الأهداف الرئيسية لوكالة حماية البيئة في ربط الملوثات بالمصادر الرئيسية التي تُشكل مخاطر صحية.
الملوثات الرئيسية الأربعة للهواء الخارجي هي أكسيد النيتروجين (O3)، وثاني أكسيد النيتروجين (NO2)، وثاني أكسيد الكبريت (SO2)، وأول أكسيد الكربون (CO2). يمكن رصد هذه الغازات باستخدام أجهزة معتمدة من وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA). وبدمجها مع بيانات أجهزة كشف الجسيمات، تُستخدم القياسات لحساب مؤشر جودة الهواء (AQ). أما المواد المتطايرة في الهواء الداخلي، فهي أكثر دقة، وتعتمد على ما إذا كان المبنى سكنيًا أم مكتبيًا، وعدد الأشخاص، ونوع الأثاث، ونظام التهوية، وعوامل أخرى. وتشمل المواد المتطايرة الرئيسية ثاني أكسيد الكربون، والفورمالديهايد، والبنزين. وتتزايد أهمية رصد ملوثات الهواء، إلا أن الحلول التكنولوجية الحالية لا تلبي بعد توقعات المستخدمين الحديثة من حيث جودة البيانات وفعالية التكلفة.
في السنوات الأخيرة، اعتمد مصنعو مستشعرات الغاز عددًا من التقنيات ومواصفات التصنيع الجديدة، بما في ذلك استخدام الإلكتروليتات غير المائية في المستشعرات الكهروكيميائية. وقد أدت هذه التطورات التكنولوجية إلى تحسين الطاقة والتكلفة والحجم.
يتطلب تطور أجهزة استشعار الغاز وانطلاقها تحسين الدقة. كما تُسهم المناهج المعاصرة متعددة التخصصات في تطوير قدرات جديدة لأجهزة استشعار الغاز ونمو سوقها. ويمكن للتطورات في الإلكترونيات، ومرشحات الغاز، والتغليف، وتحليل البيانات على متن الطائرة أن تُحسّن استقرار ودقة أجهزة الاستشعار. كما أن نماذج وخوارزميات التنبؤ التي تُطبّق تقنيات الذكاء الاصطناعي وتحليل البيانات على متن الطائرة أصبحت أكثر قوة، مما يُسهم بشكل كبير في تحسين أداء أجهزة الاستشعار.
وقت النشر: ١٠ يناير ٢٠٢٤