Применение молекулярной спектроскопии высокого разрешения в мониторинге окружающей среды

Обсуждается возможность применения молекулярной спектроскопии для обнаружения и измерения малых количеств соединений, выбросов и других климатических явлений. Благодаря анализу изменений в спектрах различных молекул становится возможным высокоточное определение состояния окружающей среды и оценка динамики загрязняющих веществ. Для отслеживания углекислого газа, метана, закиси азота и других парниковых газов, аэрозолей и токсичных химических веществ проведены эксперименты с использованием ИК-спектроскопии с преобразованием Фурье, спектроскопии с затуханием резонатора и лазерно-индуцированной флуоресценции. Интеграция этих технологий с дистанционным зондированием с помощью беспилотных летательных аппаратов проходит испытания для поиска новых способов глобального мониторинга окружающей среды в режиме реального времени. Показано, как спектроскопия высокого разрешения произвела революцию в экологических исследованиях, предоставив важную информацию об устойчивом управлении окружающей средой.

1. E. Benhelal, E. Shamsaei, M. I. Rashid, J. Environ. Sci. (China), 104, 84–101 (2021).

2. S. Adjei, S. Elkatatny, J. Petroleum Sci. and Eng., 195, 107911 (2020).

3. J. M. Belbute, A. M. Pereira, Energy Policy, 144, 111642 (2020).

4. D. K. Kafi, A. N. Ayyash, Spectrosc. Lett., 55, 636–647 (2022).

5. M. T. Kolo, M. U. Khandaker, Y. M. Amin, W. H. B. Abdullah, D. A. Bradley, K. S. Alzimami, Res. Phys., 11, 755–762 (2018).

6. C. Durastanti, L. Moretti, Appl. Sci. (Switzerland), 10, No. 22, 1–23 (2020).

7. S. Gupta, B. N. Mohapatra, M. Bansal, Current Res. Green and Sust. Chem., 3, 100019 (2020).

8. V. Bhakar, K. S. Sangwan, A. K. Digalwar, Proc. CIRP, 90, 449–454 (2020).

9. E. Ekinci, Y. Kazancoglu, S. K. Mangla, Sci. Total Environ., 715, 136948 (2020).

10. J. Rissman, C. Bataille, E. Masanet, N. Aden, W. R. Morrow, N. Zhou, N. Elliott, R. Dell, N. Heeren, B. Huckestein, J. Cresko, S. A. Miller, J. Roy, P. Fennell, B. Cremmins, T. Koch Blank, D. Hone, E. D. Williams, S. de la Rue du Can, B. Sisson, M. Williams, J. Katzenberger, D. Burtraw, G. Sethi, H. Ping, D. Danielson, H. Lu, T. Lorber, J. Dinkel, J. Helseth, Appl. Energy, 266, 114848 (2020).

11. H. Zhang, Environ. Sci. Technol., 57, No. 8, 4235–4244 (2023).

12. W. Zhao, Atm. Measur. Techniques, 15, No. 4, 931–942 (2022).

13. E. D. Miller, Environ. Sci. Technol., 57, No. 6, 3420–3430 (2023).

14. S. Balsara, P. K. Jain, A. Ramesh, Environ. Poll., 252, 863–878 (2019).

15. D. Consonni, S. De Matteis, B. Dallari, A. C. Pesatori, L. Riboldi, C. Mensi, Environ. Res., 183, 108968 (2020).

16. E. Amrina, I. Kamil, D. Aridharma, Proc. Manufacturing, 43, 674–681 (2020).