Poziom zanieczyszczeń w powietrzu  jest powodem do zmartwień nie tylko w okresie grzewczym. Naukowcy z Politechniki Wrocławskiej postanowili dokładnie zbadać stan powietrza. Dane do badań są pozyskiwane z jedynej w Polsce uczelnianej sieci innowacyjnych czujników do oceny jakości powietrza.

Do walki ze smogiem przyłącza się coraz więcej instytucji. Badania o stanie powietrze prowadzi m.in. Politechnika Wrocławska. Na terenie kampusu zamontowano system składający się z dwudziestu urządzeń. Czujniki działają od stycznia 2019 roku i można je znaleźć na terenie kampusu przy pl. Grunwaldzkim, a także na budynkach przy ul. Długiej, Prusa, Bujwida i Na Grobli oraz na osiedlu domów akademickich przy ul. Wittiga.

Inteligenta sieć czujników

Podstawowymi celami projektu są pomiar stężeń i analiza zanieczyszczeń odpowiedzialnych za smog na terenie uczelni. W trakcie badań sprawdzane są również m.in. wpływ zabudowy, warunków meteorologicznych oraz zieleni miejskiej skupionej na małym, zamkniętym obszarze na rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń. Aktualny stan powietrza można sprawdzić na stronie.

Politechnika Wrocławska

Porównano jakość powietrza w okresach od stycznia do kwietnia i z pomiarów wyszło, że na początku tego roku była ona lepsza niż w tych samych okresach w latach poprzednich. Zdarzyło się jedynie kilka krótkotrwałych epizodów podwyższonego stężenia pyłu. Wpływ na to miała przede wszystkim korzystna aura. Poziom zanieczyszczenia obniżył się na koniec okresu grzewczego, który w tym roku przypadł na przełom marca i kwietnia.

Naukowcy z Politechniki Wrocławskiej sprawdzili jednak także jakość powietrza podczas letnich miesięcy. Przede wszystkim to, jaki jest wpływ transportu na zanieczyszczenie powietrza. Przeprowadzone badania wskazały, iż stężenia pyłu nie były duże i nie było dużych rozbieżności między czujnikami umieszczonymi bezpośrednio przy ulicach i z dala od nich.

– Zdarzały się oczywiście okresowe wahnięcia. Spodziewaliśmy się jednak, że wpływ komunikacji na jakość powietrza będzie większy choćby w godzinach szczytu – wyjaśnia Piotr Szymański, doktorant w Katedrze Inteligencji Obliczeniowej PWr, prezes Towarzystwa Upiększania Miasta Wrocławia.

Ciekawym doświadczeniem było umieszczenie czujników na wysokościach (budynek Wydziału Elektroniki) w okresie grzewczym. Można było odczytać wyraźne różnice w rozkładzie zanieczyszczeń. Okazało się, że na wyższych piętrach jakość powietrza może być lepsza niż na parterze.

– W naszych dalszych pracach będziemy uwzględniać na przykład procesy i warunki meteorologiczne, czyli te dane, które pozwoliłby nam dokładnie zbadać, czy uzyskiwane wyniki nie są efektem kształtowania się i zmienności pionowej struktury termicznej w atmosferze albo napływu mas powietrza z obszarów poza kampusem. Do tego typu rozważań potrzebujemy również dłuższego okresu pomiarowego i danych obejmujących pełen okres grzewczy – podkreśla prof. Izabela Sówka z Wydziału Inżynierii Środowiska PWr, kierowniczka i koordynatorka całego projektu.

Badania nie tylko w okresie grzewczym

Naukowcy pracowali na innowacyjnych urządzeniach pomiarowych, wykorzystujących metodę optyczną, w której pomiar polega na wykrywaniu światła odbitego od drobinek zawartych w powietrzu. Na podstawie liczby zliczeń i intensywności rozproszonego światła wyliczana jest chwilowa wartość stężenia pyłu w powietrzu. Następnie dane te są uśredniane w określonym czasie i powstaje wartość, którą możemy obserwować na stronie internetowej. Na tym jednak nie koniec, bowiem w planach jest rozwój urządzeń m.in. poprzez dodanie do czujników pomiaru ozonu, co pozwoli na badanie zanieczyszczeń – odpowiadających za tzw. smog letni (fotochemiczny) dominujący w okresie letnim.

– Przygotowaliśmy stanowisko porównawcze i w okresie letnim badaliśmy czujniki różnych typów pod kątem możliwości zastosowania ich w naszych urządzeniach. Mamy już wstępne wyniki pomiarów i wynika z nich, że niektóre z testowanych czujników nadają się do wykorzystania w sieci – tłumaczy dr inż. Piotr Batog, absolwent Politechniki Wrocławskiej, zajmujący się konstruowaniem inteligentnych systemów pomiarowych, oceniających jakość powietrza.

Istnieje również możliwość, że jeszcze w tym roku na stronie internetowej pojawi się nowa funkcja predyktora. Będzie ona dostarczała krótkoterminową informację o spodziewanej jakości powietrza. Jeżeli chodzi o rozbudowę sieci czujników na terenie kampusów, to na razie nie jest przewidywana jej rozbudowa.

Jakość powietrza popularnym tematem

System działa od początku roku i już cieszy się dużą popularnością zarówno wśród studentów, pracowników PWr, jak i mieszkańców. Stronę internetową projektu odwiedziło już blisko 5 000 osób, a dane są też na bieżąco wyświetlane na stronie głównej Politechniki Wrocławskiej. Projektem zainteresowali się również inni naukowcy m.in. z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu czy z Politechniki Gdańskiej. Na ten temat pojawiły się także pierwsze publikacje: Sensor network for PM2.5 measurements on an academic campus area trafiła do materiałów konferencyjnych w ramach wydarzenia organizowanego w Politechnice Wrocławskiej na Wydziale Inżynierii Środowiska pt. International Conference on Advances in Energy Systems and Environmental Engineering (ASEE19).


Opracowała: Adrianna Machalica
Zdjęcia: materiały prasowe Politechniki Wrocławskiej