view in publisher's site

Testing the performance of sensors for ozone pollution monitoring in a citizen science approach

Highlights•Citizen science is useful for awareness raising, if sensors are validated.•Performance of 143 ozone electrochemical and metal-oxide sensors was tested.•R2 between sensor and reference data was 0.88 (0.78–0.96) and 0.89 (0.73–0.96).•Sensors tested are useful to communicate daily means but not peak episodes.•Uncertainties must always be communicated to the public.AbstractTropospheric ozone (O3) is an environmental pollutant of growing concern, especially in suburban and rural areas where the density of air quality monitoring stations is not high. In this type of areas citizen science strategies can be useful tools for awareness raising, but sensor technologies must be validated before sensor data are communicated to the public. In this work, the performance under field conditions of two custom-made types of ozone sensing devices, based on metal-oxide and electrochemical sensors, was tested. A large array of 132 metal-oxide (Sensortech MICS 2614) and 11 electrochemical (Alphasense) ozone sensors, built into 44 sensing devices, was co-located at reference stations in Italy (4 stations) and Spain (5). Mean R2 between sensor and reference data was 0.88 (0.78–0.96) and 0.89 (0.73–0.96) for Captor (metal-oxide) and Raptor (electrochemical) nodes. The metal-oxide sensors showed an upper limit (approximately 170 μg/m3) implying that these sensors may be useful to communicate mean ozone concentrations but not peak episodes. The uncertainty of the nodes was 10% between 100 and 150 μg/m3 and 20% between 150 and 200 μg/m3, for Captors, and 10% for >100 μg/m3 for Raptors. Operating both types of nodes up to 5 months did not evidence any clear influence of drifts. The use of these sensors in citizen science can be a useful tool for awareness raising. However, significant data processing efforts are required to ensure high data quality, and thus machine learning strategies are advisable. Relative uncertainties should always be reported when communicating ozone concentration data from sensing nodes.Graphical abstractDownload : Download high-res image (209KB)Download : Download full-size image

آزمایش عملکرد سنسورها برای نظارت بر آلودگی ازن در رویکرد علوم شهروندی

نکات برجسته * اگر سنسورها معتبر باشند، علم شهروندی برای افزایش آگاهی مفید است. عملکرد ۱۴۳ سنسور اوزون الکتروشیمیایی و اکسید فلزی مورد آزمایش قرار گرفت. * R۲ بین داده‌های حسگر و مرجع ۰.۸۸ (۰.۹۶ - ۰.۷۸)و ۰.۸۹ (۰.۹۶ - ۰.۷۳)بود. * سنسورهای تست شده برای ارتباط ابزار روزانه مفید هستند اما اپیزودهای اوج نیستند. * عدم قطعیت همیشه باید به اطلاع عموم برسد. ازون (O۳)یک آلاینده زیست‌محیطی از نگرانی در حال رشد به خصوص در مناطق حومه شهر و روستایی است که در آن تراکم ایستگاه‌های نظارت بر کیفیت هوا زیاد نیست. در این نوع از حوزه‌ها، استراتژی‌های علم شهروندان می‌تواند ابزار مفیدی برای افزایش آگاهی باشد، اما فن‌آوری‌های سنسور باید قبل از اینکه داده‌های حسگر به عموم مردم منتقل شوند، معتبر باشند. در این تحقیق، عملکرد تحت شرایط می‌دانی دو نوع دستگاه حسگر اوزون سفارشی، براساس اکسید فلز و سنسورهای الکتروشیمیایی، مورد آزمایش قرار گرفت. آرایه بزرگی از ۱۳۲ سنسور اکسید فلزی (Sensortech MICS ۲۶۱۴)و ۱۱ سنسور اوزون الکتروشیمیایی (Alphasense)، که در ۴۴ دستگاه حسگر ساخته شدند، در ایستگاه‌های مرجع در ایتالیا (۴ ایستگاه)و اسپانیا (۵)قرار گرفتند. میانگین R۲ بین سنسور و داده‌های مرجع ۰.۸۸ (۰.۷۸ - ۰.۹۶)و ۰.۸۹ (۰.۷۳ - ۰.۹۶)برای گره‌های کپتور (اکسید فلز)و راپتور (الکتروشیمیایی)بود. سنسورهای اکسید فلزی حد بالایی را نشان دادند (تقریبا ۱۷۰ میکروگرم بر متر مکعب)که نشان می‌دهد این سنسورها ممکن است برای ارتباط بین غلظت متوسط ازن و نه اپیزودهای اوج مفید باشند. عدم قطعیت گره‌ها ۱۰ % بین ۱۰۰ و ۱۵۰ میکروگرم بر متر مکعب و ۲۰ % بین ۱۵۰ و ۲۰۰ میکروگرم بر متر مکعب برای کپتورها و ۱۰ % برای ۱۰۰ میکروگرم بر متر مکعب برای راپتورها بود. عملکرد هر دو نوع گره تا ۵ ماه، هیچ تاثیر واضحی از جابجایی‌ها را نشان نداد. استفاده از این سنسورها در علوم شهروندی می‌تواند ابزار مفیدی برای افزایش آگاهی باشد. با این حال، تلاش‌های قابل‌توجهی برای پردازش داده‌ها برای اطمینان از کیفیت بالای داده‌ها مورد نیاز است و در نتیجه استراتژی‌های یادگیری ماشین توصیه می‌شوند. عدم قطعیت‌های نسبی همیشه باید هنگام ارتباط با داده‌های غلظت اوزون از سنجش nodes.Gap چکیده: دانلود تصویر با کیفیت بالا (۲۰۹ KB)دانلود: دانلود تصویر با اندازه کامل
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Waste Management and Disposal
  • ترجمه مقاله Waste Management and Disposal
  • مقاله مدیریت پسماند و دفع زباله
  • ترجمه مقاله مدیریت پسماند و دفع زباله
  • مقاله Pollution
  • ترجمه مقاله Pollution
  • مقاله آلودگی
  • ترجمه مقاله آلودگی
  • مقاله Environmental Chemistry
  • ترجمه مقاله Environmental Chemistry
  • مقاله شیمی محیط‌‌ زیست
  • ترجمه مقاله شیمی محیط‌‌ زیست
  • مقاله Environmental Engineering
  • ترجمه مقاله Environmental Engineering
  • مقاله مهندسی محیط‌ زیست
  • ترجمه مقاله مهندسی محیط‌ زیست
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.