পরিবেষ্টিত ওজোন , O 3 হিসাবে উল্লেখ করা হয় এবং এটিকে ভূমি-স্তর বা ট্রপোস্ফিয়ারিক ওজোনও বলা হয়, যেটি দেশ নির্বিশেষে পৃথিবীর সকলকে প্রভাবিত করে, যেমনটি ডানদিকে চিত্রটিতে দেখানো হয়েছে [1] ।
(Attribution: WMO GAW research on reactive gases )
কণা পদার্থের বিপরীতে (PM 2.5 ), স্থল-স্তরের ওজোন সরাসরি নির্গত হয় না। এটি পরিবর্তে রাসায়নিক বিক্রিয়ার একটি সিরিজের মাধ্যমে উত্পাদিত হয় যা নাইট্রোজেন অক্সাইড, উদ্বায়ী জৈব যৌগ, সূর্যালোক এবং উচ্চ তাপমাত্রার উপস্থিতিতে ঘটে, যা নিম্নলিখিত ভিজ্যুয়ালে দেখানো হয়েছে:
স্বাস্থ্যের উপর এই স্থল স্তরের ওজোনের প্রভাব পরিমাপ করা হয় বায়ুর গুণমান সূচক মান যা প্রতিটি দেশ সংজ্ঞায়িত করে। মজার বিষয় হল বিশ্বের অর্ধেক মিলিগ্রাম পরিমাপের উপর ভিত্তি করে একটি মান ব্যবহার করছে, বাকিরা পিপিবি ভিত্তিক পরিমাপ ব্যবহার করছে। কিন্তু এটা কি সত্যিই কোনো সমস্যা? এই আমরা এই নিবন্ধে খুঁজছেন হবে কি.
--
ওজোনের জন্য ইউএস ইপিএ মান পিপিএম-এর উপর ভিত্তি করে, যখন ইউরোপীয় মানটি মিলিগ্রামের উপর ভিত্তি করে।
সুতরাং, আমরা স্বভাবতই আমাদের প্রশ্ন Environnement SA- কে লক্ষ্য করেছিলাম, ইউরোপীয় পরিবেশগত সরঞ্জাম প্রস্তুতকারকদের মধ্যে একটি, যারা নিজস্ব O342M ওজোন বিশ্লেষক তৈরি করে (ডানদিকে ছবি দেখুন)।
O342M উভয়ই US EPA এবং EU দ্বারা প্রত্যয়িত ( স্পেকশিট দেখুন), তাই পিপিএম এবং মিলিগ্রাম উভয় ক্ষেত্রেই পরিমাপ প্রদান করতে সক্ষম। এনভায়রনমেন্ট এসএ-এর কাছে আমাদের প্রশ্ন ছিল ' আপনার ওজোন বিশ্লেষক কীভাবে পিপিএম এবং মিলিগ্রাম আউটপুট সমর্থন করে? পরিমাপের জন্য কোন হার্ডওয়্যার পার্থক্য আছে? যদি না হয়, রূপান্তরের জন্য কোন মান আছে? '
ওজোন পরিমাপের নীতি
ওজোন পরিমাপ সার্বজনীনভাবে পরিচিত ইউভি শোষণ নীতির উপর ভিত্তি করে [২] , যা ওজোন অণুর ইউভি শোষণ পরিমাপ করে। ওজোন ঘনত্ব একটি অনুঘটক রূপান্তরকারী দ্বারা সঞ্চালিত পরিস্রাবণের পরে গ্যাস নমুনার UV শোষণ এবং ওজোন ছাড়া নমুনার মধ্যে পার্থক্য দ্বারা নির্ধারিত হয়।
এই সিস্টেমে, ওজোন ঘনত্ব প্রতি আয়তনের বাতাসে হালকা শক্তির পরিমাণ হিসাবে পরিমাপ করা হয়, যেখান থেকে ppbv-এর ঘনত্ব বাদ দেওয়া হয়। এই সিস্টেমের জন্য নিম্ন সনাক্তকরণযোগ্য সীমা হল 0.4 ppb (US EPA 8-ঘন্টা ওজোন স্ট্যান্ডার্ডের উপর ভিত্তি করে 0.3 এর AQI-এর সাথে সম্পর্কিত)। এই সিস্টেমটি এমনভাবে ভর পরিমাপ করে না, তবে ppmv থেকে mg/m 3 রূপান্তর করার একটি আদর্শ উপায় রয়েছে।
বায়ুমণ্ডলীয় দূষণকারী ঘনত্ব রূপান্তর: ppmv থেকে mg/m 3
প্রথমত, ppm (পার্টস পার মিলিয়ন [3] ) এবং ppb (পার্টস পার বিলিয়ন) কে `1 ppm = 1/10 6 = 10 -6` এবং `1 ppb = 1/10 9 = 10 -9` হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে। তাই `1 পিপিএম = 1000 পিপিবি or 1 পিপিবি = 10 -3 পিপিএম`।
রূপান্তর ফ্যাক্টর নির্ভর করে আপনি যে তাপমাত্রায় রূপান্তর করতে চান (সাধারণত মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে 25 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড), সেইসাথে পরিবেষ্টিত চাপের উপর। 1 বায়ুমণ্ডলের পরিবেষ্টিত চাপে, সাধারণ সমীকরণ হল:
-
c= concentration in mg/m3(i.e., milligrams of gaseous pollutant per cubic meter of ambient air) -
MW= molecular weight of the gaseous pollutant -
ppmv= parts per million by volume (i.e., volume of gaseous pollutant per million volumes of ambient air) -
t= ambient temperature in degrees centigrade. -
12.187= inverse of the Universal Gas Law constant[4]
উদাহরণ হিসেবে, বায়বীয় দূষণকারী O 3 (ওজোন) এর জন্য, ওজোনের 20 ppmv কে 25 °C' এবং 1 atmosphere at mg/m3 এ রূপান্তর করতে, নিম্নলিখিত সূত্রটি ব্যবহার করা হয়:
48.00 = `MW(O3)` = molecular weight of Ozone O3. ইউরোপীয় এবং মার্কিন রূপান্তর মান
পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা এবং বায়ুমণ্ডলীয় চাপের অনুমানটি মার্কিন, ইউরোপ বা স্বাভাবিক অবস্থার জন্য নিম্নলিখিত সারণীতে প্রমিত এবং সংক্ষিপ্ত করা হয়েছে। আমাদের O342M ওজোন বিশ্লেষকদের জন্য, এই সহগটি যন্ত্রের অপারেটর দ্বারা ব্যবহারকারী প্রোগ্রামেবল।
| Gas | Standard Conditions for Temperature and Pressure ( STP) | ||
| "STP US" Conditions at 25°C (US EPA standard) [5] 1013 mbar and 298K | "STP European Union" Conditions at 20°C (EU standard) [6] 1013 mbar and 293K | "Normal" Conditions at 0°C 1013 mbar and 273K | |
| O3 - Ozone | 1 ppb = `1,97` µg/m3 | 1 ppb = `2,00` µg/m3 | 1 ppb = `2,15` µg/m3 |
| NO2 - Nitrogen Dioxyde | 1 ppb = `1,88` µg/m3 | 1 ppb = `1,91` µg/m3 | 1 ppb = `2,05` µg/m3 |
দ্রষ্টব্য: যারা 20°C মানক রেফারেন্স তাপমাত্রা হিসাবে কেন ব্যবহার করা হয় তা জানতে আগ্রহী, আপনি "20 °C—শিল্প মাত্রিক পরিমাপের জন্য স্ট্যান্ডার্ড রেফারেন্স তাপমাত্রার সংক্ষিপ্ত ইতিহাস" বিষয়ে টেড ডোইরনের নিবন্ধটি পরীক্ষা করতে পারেন।
ওজোন মনিটরগুলিতে দ্রুত এবং সুনির্দিষ্ট উত্তর দেওয়ার জন্য এনভায়রনমেন্ট SA থেকে সার্জকে অনেক ধন্যবাদ৷ উল্লেখ্য যে একই ধারণা অন্যান্য গ্যাস যেমন নাইট্রোজেন ডাই অক্সাইডের ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য (উদাহরণস্বরূপ AS32M বিশ্লেষক ব্যবহার করে)।
--
তদন্তকে আরও কিছুটা এগিয়ে নিয়ে যাওয়ার জন্য, পরবর্তী প্রশ্নটি হল রেফারেন্সের পরিবর্তে প্রকৃত তাপমাত্রা এবং চাপ ব্যবহার করা হলে গণনাকৃত বায়ু গুণমান সূচকের উপর কী প্রভাব পড়বে?
পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা থেকে প্রভাব
শেষ প্রশ্নটি হল বায়ুর গুণমান সূচকে তাপমাত্রার তারতম্যের প্রভাবের দিকে নজর দেওয়া।
For instance, let assume that an instrument is measuring an average of `120 mg/m3` of Ozone over 1 hour, which corresponds to an AQI of 50 (Medium) according to the European Common Air Quality Index (CAQI).
20°C এবং 1 atm, `120 mg/m^3` 120/2.00, অর্থাৎ 60.0 ppmv এ রূপান্তরিত হয়। সুতরাং আসুন আমরা ধরে নিই যে এটি ওজোন সেন্সর থেকে আসল পরিমাপ। তাহলে প্রশ্ন হল, যদি পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রা 42 ডিগ্রি সেলসিয়াসে পৌঁছে যায়, যেমনটি কখনও কখনও গ্রীষ্মের তাপ তরঙ্গের সময় ঘটে, তাহলে সঠিক ভর কী হবে? রূপান্তর সূত্র হল:
$$c = { ppmv \times 12.187 \times MW \over 273.15 + t } = 111.37 $$
এর ফলে পরিমাপকৃত ওজোনের `8.6 mg/m^3` এর পার্থক্য দেখা যায়। CAQI মান প্রয়োগ করার সময়, সংশ্লিষ্ট AQI হল 46.4 (মানক 20°C শর্ত ব্যবহার করে 50 এর পরিবর্তে)। এটি আসলে একটি গ্রহণযোগ্য পার্থক্য।
পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে সাধারণীকৃত সমন্বয় সূত্রটি ডানদিকের গ্রাফের সাথে সংক্ষিপ্ত করা হয়েছে। x-অক্ষ হল পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা, এবং y-অক্ষ হল গণনা করা AQI হল প্রকৃত তাপমাত্রা রেফারেন্স এক (20°C) পরিবর্তে ব্যবহার করা হবে।
বায়ুমণ্ডলীয় চাপ থেকে প্রভাব
বায়ুমণ্ডলীয় চাপের বিষয়ে, বৈচিত্রটি আদর্শ গ্যাস আইন (` PV = nRT `) দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়।
মান 12.187 আসলে সার্বজনীন গ্যাস আইন ধ্রুবক R এর বিপরীত। সুতরাং, বায়ুমণ্ডলীয় চাপের প্রভাব বোঝার জন্য, নিম্নলিখিত সূত্রটি ব্যবহার করা যেতে পারে:
অন্য কথায়, একজনকে কেবল বর্তমান বায়ুমণ্ডল দ্বারা রূপান্তর ফ্যাক্টরকে ভাগ করতে হবে। অনুমান করে যে চাপ p মিলিবারে প্রকাশ করা হয়েছে ( 1 atm = 1013.25 mb ), সাধারণ রূপান্তর সূত্রটি হয়ে যায়:
-
c= concentration in mg/m3(i.e., milligrams of gaseous pollutant per cubic meter of ambient air) -
MW= molecular weight of the gaseous pollutant -
ppmv= parts per million by volume (i.e., volume of gaseous pollutant per million volumes of ambient air) -
t= ambient temperature in degrees centigrade. -
p= ambient atmospheric pressure in millibars.
উপসংহার
উপরের ব্যাখ্যাগুলি আমাদের প্রাথমিক অনুমানকে নিশ্চিত করে যে যদিও ওজোন রিডিংগুলি বিভিন্ন ইউনিটের সাথে প্রদান করা যেতে পারে ( ppm এবং `mg/m^3`), এটি আসলে কোনও সমস্যা নয় কারণ রিডিংগুলিকে `mg/m থেকে রূপান্তর করার একটি আদর্শ উপায় রয়েছে। ^3 to ppm` এবং এর বিপরীতে। অধিকন্তু, প্রকৃত পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা এবং চাপের পরিবর্তে রেফারেন্স STP (স্ট্যান্ডার্ড টেম্পারেচার এবং প্রেসার) ব্যবহার করার প্রভাব ন্যূনতম, অর্থাৎ ওজোনের জন্য পার্থক্যের সূচকের একক।
Credits: Ozone visual recreated using Icon pack by Icons8 and taken from American Chemical Society.
