Вольтамперометрический «электронный нос» для характеризации уровней экологической безопасности воздуха промышленных/жилых зон

ВВЕДЕНИЕ 3
1 Литературный обзор 5
1.1 Современные подходы к эколого-аналитическому мониторингу воздуха: проблемы и достижения, пути совершенствования методологии комплексной оценки загрязненности 5
1.2 Мультисенсорные системы типа «электронный язык», «электронный нос» и гибридные датчики на их основе: преимущества и недостатки 8
1.3 Методы обработки многомерных данных в условиях непрерывного функционирования сенсоров, в аналитическом контроле производственных процессов и экологическом мониторинге 14
1.4 Классификация коммерческих продуктов - газоанализаторов/датчиков по физико-химии функционирования и их аналитические характеристики 18
2.1Приборы и вспомогательное оборудование. 29
2.2Посуда и химические реагенты. 30
2.3 Условия регистрации электрохимических данных 31
2.4 Характеристики газочувствительных ячеек 31
2.5 Основные методы обработки электрохимических откликов, условия построения моделей МГК, ПЛС. 35
2.6 Результаты комбинаторного анализа потенциостатических ступеней программатора батареи сенсоров при распознавании “Heavy drinks” 37
3 Количественное описание временных рядов токов – откликов «электронного носа» на суточное изменение состава воздуха 46
3.1 Динамические системы 46
3.2 Описание эксперимента 47
3.3 Матрица всех данных 48
3.4 Метод главных компонент и PLS (Проекция на латентные структуры) 49
3.5 Диаграмма мгновенного отображения сигналов 54
ВЫВОДЫ 57
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 59

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность исследования: экологическая безопасность воздуха является одним из наиболее актуальных и важных аспектов современной экологии. Воздух, загрязненный промышленными выбросами или бытовыми отходами, представляет серьезную угрозу для здоровья людей и окружающей среды. Использование современных методов и технологий для его мониторинга и анализа имеет критическое значение для обеспечения здоровья и благополучия общества. В связи с этим, вольтамперометрический нос представляет собой инновационный инструмент, позволяющий характеризовать уровни загрязнения воздуха и вносить вклад в повышение его качества. Выбор данной темы обусловлен не только ее актуальностью, но и перспективностью применения вольтамперометрического носа в области экологического мониторинга.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Литературный обзор

1.1 Современные подходы к эколого-аналитическому мониторингу воздуха: проблемы и достижения, пути совершенствования методологии комплексной оценки загрязненности
В настоящее время многие страны активно занимаются мониторингом загрязнения воздуха на национальном уровне. Они устанавливают стандарты качества воздуха и нормативы выбросов от различных источников. Например, реализация Китаем национального плана действий по борьбе с загрязнением воздуха в 2013-2017 годах привела к снижению уровня PM2,5 на 40% в некоторых регионах.
Кроме того, страны заключают региональные соглашения, такие как Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха, для решения проблемы переноса загрязнений на большие расстояния. В России также уделяется большое внимание мониторингу качества воздуха.
Современная система мониторинга воздуха должна включать три основных компонента:
– непосредственное измерение и характеристика текущих уровней загрязнения воздуха.
– количественная оценка канцерогенных и не канцерогенных рисков для здоровья населения, связанных с загрязнением воздуха.
– районирование территории с выделением зон с различной интенсивностью выбросов для разработки мер по улучшению качества воздуха.
Мониторинг загрязнения воздуха позволяет накапливать данные наблюдений, создавать базы данных, а также прогнозировать уровни загрязнения на основе математических моделей. Современные подходы к экологическому мониторингу воздуха представляют собой комплексные системы, учитывающие разнообразие источников загрязнения, что дает более полную картину состояния окружающей среды и помогает принимать эффективные меры по ее защите. [1].
Современные подходы к эколого-аналитическому мониторингу воздуха представляют собой комплексную систему методов и технологий, направленных на оценку уровней загрязнения воздуха и контроль над качеством окружающей среды. Они учитывают разнообразие источников загрязнения, включая промышленные предприятия, автотранспорт, домашние отопительные системы, а также природные процессы. Это позволяет получать более полную картину о состоянии окружающей среды и принимать целенаправленные меры для ее защиты.
Основные компоненты современных подходов к мониторингу воздуха включают:
– Сенсорные технологии: развитие сенсорных технологий позволяет создавать более точные, чувствительные и компактные датчики для обнаружения различных загрязнителей в воздухе. Датчики загрязненности воздуха – это измерительные инструменты, необходимые для выявления превышения уровня допустимого содержания в воздухе веществ, влияющих на самочувствие и работоспособность людей;
– Геоинформационные системы (ГИС) – системы, обеспечивающие сбор, хранение, анализ и графическую визуализацию пространственной информации и связанных с ней данных о необходимых объектах. Использование ГИС позволяет проводить пространственный анализ и моделирование распространения загрязнителей, что помогает выявлять и устранять источники загрязнения [2];

Весь текст будет доступен после покупки

1. Baig N., Siddiqui M. R., Ahmad S., Choi I. Recent trends in electrochemical sensors for environmental monitoring: A review // Analytica Chimica Acta. 2017. Vol. 996. P. 9-29.
2. Chen L., Wang J., Zhang W. Recent advances in voltammetric sensors for environmental monitoring: A review // TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2019. Vol. 118. P. 586-599.
3. Electrochemical Sensors, Biosensors and their Biomedical Applications. Edited by Xueji Zhang, Joseph Wang // Elsevier. 2008.
4. Escarpa A., Gonzalez M. C. Sustainable and green electrochemical sensors and biosensors for environmental monitoring // TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2014. Vol. 63. P. 117-128.
5. Fu Z., Zhang X., Xu H., Zeng Y. Voltammetric Determination of Environmental Pollutants Using Graphene-Based Nanocomposites // ACS Omega. 2023. Vol. 8(4). P. 2953-2961.
6. Goyal R. N., Gupta V. K., Chatterjee S. Voltammetric techniques for the assay of pharmaceuticals // Analytica Chimica Acta. 2014. Vol. 810. P. 1-21.
7. Guardia М., Garrigues S. Environmental Analytical Chemistry // Elsevier. 2018.
8. Gupta S., Kumar A., Singh S. Graphene-based electrochemical sensors for environmental monitoring: A comprehensive review // Nano-Micro Letters. 2022. Vol. 14(1). P. 1-28.
9. Krishna R. R., Claudio C. Electrochemical Remediation Technologies for Polluted Soils, Sediments and Groundwater // Wiley. 2016.

Весь текст будет доступен после покупки