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科技報導

科學家利用葉子上磁性粒子的積累來測量周圍的空氣質量



根據外國媒體《新地圖集》的報導,技術進步已使一些高科技方法能夠監測空氣質量,從繞地球運行的衛星到污染物含量低時點亮的藝術品。猶他大學的科學家們提出了一種技術含量相對較低的解決方案,該解決方案展示瞭如何利用葉子上的磁性顆粒的積累來測量周圍空氣的質量。

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這項研究實際上是由地質學家進行的,他們通常通過研究岩石的磁性來研究以前大陸的組成。 作為這項研究的一部分,研究小組研究了以前的研究,這些研究表明葉子如何捕獲汽車尾氣和化石燃料排放中釋放的磁性顆粒,因此它們可用於跟踪城市環境中的空氣污染物。

這些粒子通常太小,無法用肉眼看到,但是有些粒子含有高濃度的鐵,足以被地質學家在其典型工作中使用的磁力計檢測到。 因此,研究人員開始研究樹葉作為當地空氣質量監測站的潛力。

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這包括從校園中的四棵常綠喬木中收集松針,其中三棵接近繁忙的道路,第四棵遠離交通。 科學家在兩個地點收集了樣本,一個地點是2017年夏季之後空氣質量相對較好的地方,另一個地點是在冬季空氣質量處於季節最差的季節。

研究小組使用磁力計和電子顯微鏡發現,冬天收集的松針的磁化率約為夏天收集的松針的三倍。 人們發現這些冬天的松針明顯更臟,科學家發現了顆粒中其他元素的證據,例如鈦,釩和鋯,以及與剎車粉塵,化石燃料燃燒和廢氣有關的其他元素。

研究小組發現,遠離道路的樣本中磁性顆粒的濃度較低。 他們說,這可能是由於車輛行駛的距離,但也可能是由於林線傾斜的高度。 。

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為了進一步推進這一概念,研究人員開發了人造松樹枝,3D打印的松針來收集顆粒物。 科學家將使用這些實驗平台更好地了解磁性粒子如何在這些針上積聚,並探索其他因素(如雨水)的影響。

研究作者Grant Rea-Downing說:“如果遇到大雨,我們可以在下雨前後收集它,看看每次下雨時信號是否都被沖走了。” “或者,生物針實際上吸收了材料並實際上比合成針更長時間地維持了這種信號?”

研究小組認為,這種方法具有提供準確的城市空氣質量數據的巨大潛力,並且可能揭示僅相距數十英尺的區域的變化。 有利的是,基礎結構已經到位,提供了一種便宜且簡單的方法來大規模實施該方法。

Rea-Downing說:“只要有一棵樹,就有一個數據點。” “一棵樹的部署不需要花費250美元。我們將能夠以非常低的成本繪製出非常高分辨率的粒子分佈圖。”

該研究發表在《 GeoHealth》雜誌上。