Voordelen van elektrochemische sensoren voor het meten van luchtverontreiniging

De omgevingen waarin we leven, werken en spelen zijn onderhevig aan enorme variaties in concentraties van luchtverontreinigende stoffen. Om de luchtkwaliteit (AQ) te karakteriseren, moeten metingen snel (in realtime) en betrouwbaar zijn (met bekende nauwkeurigheid, precisie en stabiliteit in de tijd). Goedkopere luchtkwaliteitssensortechnologieën bieden nieuwe mogelijkheden voor snelle en gedistribueerde metingen, maar er blijft een hardnekkige karakterisatiekloof bestaan ​​als het gaat om het evalueren van sensorprestaties onder realistische omgevingsbemonsteringsomstandigheden.

Het alternatief, de zeer nauwkeurige AQ-meetapparatuur, is nog steeds redelijk prijzig en moeilijk in gebruik voor leken. Op wereldschaal resulteert dit in een enorme kloof op de markt voor producten die gemakkelijk te gebruiken zijn, bv. een gebruiksvriendelijk, leesbaar, slim visualisatietool dat in staat is om commando’s en waarschuwingen naar de gebruikers te sturen.

De bevolking beschermen tegen een slecht AQ is een van de grootste uitdagingen voor de volksgezondheid die alle landen op aarde treft (WHO, 2014). In de afgelopen halve eeuw hebben ontwikkelde landen zich ingespannen om concentraties te meten van belangrijke verontreinigende stoffen waarvan bekend is dat ze de gezondheid aantasten of planten en fysieke structuren beschadigen. Over het algemeen lag de focus op de meest bevolkte gebieden, met als doel om de dagelijkse, maandelijkse of jaarlijkse concentraties op regionale basis te schatten.

Hoewel een grotere ruimtelijke en temporele resolutie gewenst was, waren de kosten van aanschaf en bediening van instrumenten die robuust, nauwkeurig en vrij van interferenties zijn om betrouwbare gegevens te genereren, onbetaalbaar. Een instrument om een ​​enkele verontreinigende stof op omgevingsniveau te beoordelen kan vele tientallen tot honderden kosten van duizenden Amerikaanse dollars.

Elektrochemische (EC) sensoren vormen reeds tientallen jaren de basis voor toepassingen op de werkplek en voor gevaarlijke lekdetectie. Echter gaat hun overgang van werkplek naar omgevingslucht gepaard met veel lagere doelconcentratiebereiken van welke de sensoren de analytische soorten accuraat moet meten. Het is nodig om de invloed van de interferenties als gevolg van veranderende temperatuur (T), relatieve vochtigheid (RH), druk (P), of andere gasmoleculen die kunnen concurreren met de oxidatie-reductiereacties die optreden bij de werkende elektrode (WE) van een bepaalde EC-sensor, volledig te begrijpen en te modelleren.

Ondanks de iets mindere nauwkeurigheid van het InsightAir-sensornetwerk, presteert het beter dan de geavanceerde wetenschappelijke meetinstrumenten. Zulke nauwkeurige toestellen genereren namelijk slechts een enkel punt in plaats en tijd, terwijl die van InsightAir op meerdere locaties meet en in 4D logt.

Meer waardevolle en nauwkeurige inzichten kunnen worden verkregen door meerdere locatieloggings via InsightAirs sensornetwerk. Idealiter kan het sensornetwerk worden beschouwd als een primaire gegevensbron die de luchtkwaliteit beoordeelt. In bepaalde gevallen kunnen de gegevens op bepaalde tijdsintervallen (bijv. jaarlijks of maandelijks) dubbel worden gecontroleerd met zeer nauwkeurige meetinstrumenten.