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Mesure de l’Ozone troposphérique

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L’ozone est une forme d’oxygène élémentaire qui se produit dans l’atmosphère et est considéré comme un polluant atmosphérique dangereux pour la santé humaine. En utilisant la technique de Schönbein, les niveaux d’ozone dans les endroits d’intérêt peuvent être quantifiés. Molécules d’ozone sont composés de trois atomes d’oxygène liés dans une structure qui est très réactive comme oxydant, et ceux-ci sont présents dans la stratosphère et la troposphère couches de l’atmosphère.

Les molécules d’ozone dans la stratosphère forment la couche d’ozone, permet d’éviter les rayons UV nocifs d’atteindre la surface terrestre. À des altitudes plus basses de la troposphère, l’ozone est nocif pour la santé humaine et comme un polluant contribue au smog photochimique. L’ozone peut directement endommager les tissus respiratoires humains s’il est inhalé, ou endommager les tissus végétaux et des matériaux plus souples, y compris les pneus sur les véhicules.

Présence de l’ozone dans la troposphère peut être quantifiée à l’aide de papier de Schönbein, un mélange de fécule, iodure de potassium et d’eau répartis sur un papier filtre. Une fois sec, le papier change de couleur en présence d’ozone.

Cette vidéo illustre le processus de fabrication du papier Schönbein, plaçant et les bandelettes de test de lecture et quantification des niveaux d’ozone à l’aide de l’échelle de couleurs Schönbein.

Une façon que l’ozone troposphérique en plein air est formé au niveau du sol est lorsque les oxydes d’azote et de composés organiques volatils provenant des émissions automobiles sont exposés aux rayons du soleil. Par conséquent, les conditions pour la formation d’ozone et santé escaladée préoccupation augmenter dans un environnement ensoleillé, ou à des moments ou des endroits d’automobile lourd utiliser.

À l’intérieur, l’ozone troposphérique peut se former lorsque électrique décharger de l’équipement à haute tension, comme ionique purificateurs d’air, imprimantes laser et photocopieurs, briser les liaisons chimiques de l’oxygène atmosphérique dans l’air ambiant. Les radicaux libres d’oxygène se combinent ensuite avec une molécule d’oxygène dans l’air pour créer de l’ozone.

À l’aide de Schönbein, papier filtre imprégné d’un amidon et la solution d’iodure de potassium, l’ozone troposphérique peut être quantifié. L’ozone dans l’air va s’oxyder l’iodure de potassium sur le papier, la production d’iode. L’iode réagit avec de l’iodure de produire triiodure, qui réagit alors avec l’amidon présent aussi sur le papier, il coloration un violet profond. Intensité de la couleur dépendra de la quantité d’ozone présente dans l’air, avec des couleurs plus foncées indiquant des montants plus élevés d’ozone troposphérique.

Détermination de la concentration de l’ozone à l’aide de cette méthode peut être effectuée à n’importe quel site, intérieur ou à l’extérieur. Maintenant que nous sommes familiers avec les principes qui sous-tendent la mesure Schönbein, laissez-nous jeter un oeil à la façon de réaliser l’expérience.

Pour commencer la procédure, mettre 100 mL d’eau distillée dans un bécher de 250 mL. Pour cela, ajouter 6 g de fécule de maïs. Placer le bécher sur une plaque chauffée remuer. Baisser le feu à un réglage moyen-élevé et remuez le mélange jusqu'à ce qu’il atteigne environ 90 ° C et forme un gel. Ensuite, retirer le bécher du feu et ajouter 1 g ou ¼ de cuillère à café, d’iodure de potassium et mélanger jusqu'à ce que l’iodure de potassium est dissoute. Laisser la solution refroidir pendant 5 min sur la paillasse.

Poser un morceau de papier filtre sur une plaque de verre, et avec un petit pinceau, Brossez soigneusement la pâte sur le papier filtre. Tournez le papier filtre plus et répéter de l’autre côté, en appliquant la pâte aussi uniformément que possible. Placez le papier sur toute la nuit loin de la lumière du soleil pour sécher. Sinon, placer dans une étuve de séchage à 20 ° C jusqu’au sec. Une fois sec, couper le papier en bandes de 1 po de largeur. Si vous entreposez le papier pour un usage ultérieur, placer les bandes dans un bocal de verre ou sac en plastique scellable abri du soleil.

Pour détecter l’ozone, tout d’abord vaporiser les bandelettes de test papier légèrement avec de l’eau distillée. Accrocher un minimum de trois bandes sur chaque site de collection de données hors du soleil direct, solidement attaché par une extrémité à une structure, ou accroché par fil. S’assurer que les bandes ne sont pas obstrués. Laissez les bandelettes de test pour accrocher pendant 8 h.

Notez où chaque bande était accroché et à l’aide d’un psychromètre, mesure d’humidité relative à chaque site. Vous pouvez également accéder à des données météorologiques, record d’humidité relative à chaque emplacement pendant l’exposition de papier. Si les résultats ne seront pas lu immédiatement, bandes peuvent être scellés dans une boîte hermétique après l’exposition.

Pour observer et enregistrer les résultats des tests, vaporiser le papier avec de l’eau distillée. Observez la couleur en la comparant à l’échelle de couleurs Schönbein et le numéro correspondant. Calculer le nombre moyen de Schönbein pour chaque site.

Utiliser les données d’humidité relative pour chaque site et de l’humidité Relative Schönbein nombre graphique pour convertir les moyennes site Schönbein en concentration d’ozone, ou parties par milliard.

La capacité de mesurer et enregistrer les niveaux d’ozone troposphérique a beaucoup d’applications diverses, et les résultats de ces tests peuvent avoir des implications importantes pour les populations humaines.

Dans les centres urbains densément peuplées, la convergence de fort trafic automobile et de la densité de la population humaine peut être un sujet de préoccupation pour l’ozone des problèmes de santé connexes. Cours US seuils pour l’ozone par l’Occupational Safety and Health Administration courent de 0,1 ppm. Risques pour la santé de l’exposition au-dessus de ce niveau, y compris les maux de tête ; yeux, du nez et irritation de la gorge ; dommages aux poumons et une hémorragie, parmi d’autres. En milieu urbain Chicagoland, bandelettes placées pendant 8 h un jour de juillet à Evanston, Cicéron et Northbrook enregistrement des niveaux d’ozone de ppb 71, 60 ppb, 71 ppb, respectivement.

À l’intérieur, seuils en toute sécurité pour les niveaux d’ozone sont les mêmes que l’extérieur et portent les mêmes risques de santé potentiels. Afin d’assurer la sécurité des travailleurs ou résidents de l’immeuble, des locaux d’importantes quantités de matériel à haute tension doivent être testés pour les niveaux d’ozone. Bandes, placés dans la salle de machine de copie pendant 8 h a enregistré un niveau d’ozone couverte de 5 ppb, qui est bien en dessous les lignes directrices des États-Unis Bureau de la sécurité.

En raison de l’action des rayons du soleil, transformant l’ozone, protoxyde d’azote et de composés organiques volatils, vagues de chaleur ou exceptionnellement percées de soleil peuvent être préoccupantes pour les citadins. Surveillance des niveaux d’ozone au fil du temps peut s’accumuler une photo des risques potentiels et permettre aux autorités d’émettre des avertissements ou poser des résidents à réduire la consommation automobile parfois d’ozone élevée.

Vous avez juste regardé introduction de JoVE pour mesurer l’ozone troposphérique. Vous devez maintenant comprendre comment se forme l’ozone troposphérique et pourquoi c’est une préoccupation, comment faire Schönbein papier de test pour l’ozone et comment interpréter les résultats des tests. Merci de regarder !

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