无人机可展开传感器监测空气质量

Gavin DeMali他是一名攻读地质学学士学位，辅修阿拉伯语和人类学的大四学生，申请了一项学生驱动的计划，设计一种可部署的UAS(无人机)空气质量传感器，使用负担得起的模块化硬件组件和开源软件库来监测游离甲烷排放。甲烷是一种无色可燃气体，通常用作能源。急性暴露会导致头痛、恶心、失去意识、浓度足够高时窒息，以及造成火灾危险的泄漏。除了其挥发性外，它还是一种非常有效的温室气体。虽然按比例甲烷只占大气温室气体成分的10%，但在20年的时间里，它的全球变暖潜力是二氧化碳的104倍。这种风险部分被甲烷在大气中相对较短的寿命所抵消，然而，自2000年以来甲烷泄漏一直在上升，部分原因可能是碳氢化合物开采的增加和相关的基础设施故障，如管道泄漏。此外，2018年是上个世纪大气CH4含量增幅第二高的一年(10.77ppb)， 2018年7月发表在《柳叶刀》上的一项研究科学发现目前的甲烷排放量比美国环保署报告的库存估计高出60%左右。这些事实证明了甲烷排放对环境和社会造成的重大影响，加剧了现有的温室气体危机。

在地方层面上，游离甲烷排放给巴斯自然保护区带来了一个特别的问题。巴斯镇的一个公共公园与巴斯大学合作，设有一个野外站，是各种环境和生态监测和恢复工作的场所。该地点由两条地下天然气管道、9口天然气井和几个储罐交叉穿过。因此，这种情况会带来短期和长期的社会和环境风险，特别是考虑到目前缺乏记录现有当地排放的数据。加文的项目旨在通过绘制自然保护区的甲烷排放图来帮助改善这一问题。从短期来看，在发生泄漏时进行检测将有助于最大限度地减少与甲烷接触有关的人类健康风险，同时也降低可能与重大泄漏有关的财产损失甚至死亡风险。从长远来看，有一种可靠的方法可以随时检测潜在的排放(与使用飞机或卫星的昂贵的传统遥感技术相关的非常有限的时间框架相比)，将在识别、修复和随后减少无组织甲烷排放方面产生环境效益。此外，该系统在课堂环境中使用时所提供的教育机会还会带来额外的被动好处——无论是短期的还是长期的。最后，从这一设计的可访问性延伸，这一设计的传播可以为社区带来长期利益，公民可以获得更多和更好的关于甲烷排放的数据，特别是关于空气质量的数据，使社区获得更好的信息，并根据这些信息做出更明智的决定。

加文曾在Shanon Donnelly博士他来自地球科学系亨特·金博士在这个项目上，来自高分子科学系的教授。