Forskare har utvecklat en enkel enhet som kan upptäcka ett oljeutsläpp i vatten och sedan identifiera vilken typ av olja som finns på ytan. Enheten är konstruerad för att flyta på vattnet, där det kan fjärrövervaka ett litet område som är mottagligt för föroreningar eller spåra utvecklingen av kontaminering på en viss plats.

"Snabb upptäckt av ett utsläpp är avgörande för att ett snabbt föroreningsrespons ska undvikas, så mycket som möjligt, den progressiva blandningen av oljan i vattnet, vilket skulle göra rengöringen svårare och ineffektivare, sa ledaren för forskargruppen, Jose R. Salgueiro från Universidade de Vigo, Spanien. "Också, att känna till oljetypen möjliggör ett mer specifikt svar för att motverka föroreningarna. "

Även om det finns tekniskt komplexa och dyra instrument som använder flygplan eller satelliter för att leta efter olja över stora områden, det nya arbetet visar att det är möjligt att göra en enkel och effektiv enhet som kan användas för att övervaka ett visst område löpande. I The Optical Society's journal Tillämpad optik , forskarna beskriver sin nya billig oljeavkänningsenhet och detaljerad dess förmåga att skilja från fem typer av olja som testats i studien.

Upptäcker oljans fluorescensfingeravtryck

När rå eller raffinerad olja absorberar ultraviolett (UV) ljus, det avger ett unikt fluorescensspektrum. Den nya enheten använder detta fluorescensspektrum som ett slags fingeravtryck för att identifiera oljetypen genom att jämföra den uppmätta fluorescensen med information i en databas.

Även om de flesta instrument som detekterar fluorescens använder en dyr och känslig spektrometer, forskargruppen använde en billig och enkel installation av fyra fotodioddetektorer med olika färger av cellofanfilmfilter. Detta gjorde att de kunde spela in fyra signaler, var och en består av olika regioner i fluorescensspektrumet. Enheten använder billiga UV-lysdioder som ljuskällor och en billig mikrokontroller som de som används för att använda drönare. Den innehåller också en kommersiell radiomodul för att skicka data och ta emot konfigurationskommandon.

Forskarna testade sitt instrument genom att utföra laboratoriemätningar på tre typer av råolja från ett oljebolag och två typer av raffinerad olja. De återskapade villkoren för ett oljeutsläpp genom att generera tunna filmer av varje typ av olja på en vattenyta.

"De fyra signalerna visade sig vara tillräckligt för att bygga ett specifikt fingeravtryck för varje oljetyp som används i vår studie, låter oss identifiera de olika typerna av olja, "sa Salgueiro." Detta tillvägagångssätt minskar dramatiskt kostnaden för instrumentet och förenklar kontamineringstestning. "

Test i en naturlig miljö

Nu när forskarna har demonstrerat sin enhet i laboratoriet, de planerar att konstruera en soldriven prototyp som kan placeras i en boj, till exempel, och lämnade i en sjö eller utanför stranden i havet i månader. Prototypen, inklusive bojen, kommer att ha en höjd och diameter på cirka 30 centimeter och kommer att kunna skicka mätningar till en fjärranvändare via en radiomodul eller till och med via satellitmodem.

Utredarna arbetar också med att registrera fluorescensens fingeravtryck för andra vanliga typer av olja som inte ingick i denna studie så att ännu fler typer av oljor kunde identifieras.

"Vår enhet kan hjälpa till att hålla bättre koll och kontrollera föroreningar, särskilt genom att upptäcka potentiella föroreningskällor, "sa Salgueiro." När föroreningarna har producerats hjälper det till att snabbt upptäcka problemet, identifiera föroreningens art och bidra till ett bättre svar. "