URN: http://vtn.chdtu.edu.uaurn:2306:44552.2020.195836

DOI: https://doi.org/10.24025/2306-4412.2.2020.195836

ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ СЕНСОРНОГО МЕТОДУ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ЯКОСТІ ҐРУНТІВ

Анна Анатоліївна Ромась, Микита Андрійович Гуцол, Світлана Валеріївна Нагірняк, Тетяна Анатоліївна Донцова

Анотація


Дослідження складу ґрунтового повітря є надзвичайно важливою задачею, оскільки вміст компонентів газової фази ґрунту, зокрема СО2 та О2, безпосереднім чином відображає показники родючості ґрунту. В роботі проведено огляд щодо компонентного складу ґрунтового повітря, розглянуто існуючі методи визначення дихання ґрунту та показано перспективність використання сенсорного методу, який базується на використанні масиву датчиків, з можливістю проведення онлайн моніторингу без використання реагентів. З метою визначення чутливості синтезованих зразків відносно СО2 методом паро-газового транспорту синтезовано одновимірні наноструктури стануму (IV) оксиду та проведено їх модифікацію ітрієм для використання в чутливих шарах газових сенсорів. Досліджено вольт-амперні характеристики чистих та модифікованих наноструктур SnO2 на повітрі та в атмосфері карбон (IV) оксиду.


Ключові слова


типи ґрунтів, дихання ґрунту, наностуктури стануму (IV) оксид, мультисенсорна система, e-nose, система закритого ґрунту

Повний текст:

PDF

Посилання


A. V. Smagin, The gas phase of soils. Moscow: Izd-vo MGU, 2005 [in Russian].

A. V. Naumov, Soil respiration: components, ecological functions, geographical patterns. Novosibirsk: Izd-vo SO RAN, 2009 [in Russian].

Determining the intensity of CO2 emission from the soil (soil respiration). [Online]. Available: http://agrohimija24.ru/agrohi-micheskie-metody/1860-opredelenie-intensivnosti-vydeleniya-so2-iz-pochvy-dyhanie-pochvy.html.

M. Mariusz, Z. Bożena, M. Guardia, and J. Namieśnik, "Current air quality analytics and monitoring: A review", Analytica chimi-ca acta., 853, pp. 116-126, 2015.

Gas sensors and detectors. Carbon dioxide CO2. [Online]. Available: http://www.gassensor.ru/ru/gas/uglekislyi-gas-co2.

Gas sensors and detectors. Oxygen O2. [Online]. Available: http://www.gassensor.ru/ru/gas/kislorod-o2.

Gas sensors and detectors. Nitrogen dioxide NО2. [Online]. Available: http://www.gassensor.ru/ru/gas/dioksid-azota-no2.

Gas sensors and detectors.. Nitrogen oxide NО2. [Online]. Available: http://www.gassensor.ru/ru/gas/oksid-azota-no.

T. Agarwal, "How does an electronic nose work?", 2013. [Online]. vailable: https://www.elprocus.com/electronic-nose-work.

P. Littarru, "Environmental odours assess-ment from waste treatment plants: Dynamic olfactometry in combination with sensorial analyzers "electronic noses", Waste Manag., 27, pp. 302-309, 2007.

G. Korotcenkov, "Metal oxides for solid-state gas sensors: What determines our choice?", Mater. Sci. Eng. B., 139, pp. 1-23, 2007.

C. L. Zhu, Y. J. Chen, R. X. Wang, L. J. Wang, M. S. Cao, and X. L. Shi, "Synthesis and enhanced ethanol sensing proper-ties of α-Fe2O3/ZnO heteronanostructures", Sensors and Actuators B, 140, pp. 185-189, 2009.

D. Costello, R. J. Ewen, N. M. Ratcliffe, and P. S. Sivanand, "Thick film organic vapour sensors based on binary mixtures of metal oxides", Sensors and Actuators B, 92, pp. 159-166, 2003.

L. Capelli, S. Sironi, and R. Del Rosso, "Electronic noses for environmental monitoring applications", Sensors (Basel), 14, pp. 19979-20007, 2014.

J. He, L. Xu, P. Wang, and Q. Wang, "A high precise e-nose for daily indoor air quality monitoring in living environment", Integration, 58, pp. 286-294, 2017.

S. V. Nagirnyak, V. A. Lutz, T. A. Dontsova, and I. M. Astrelin, "Synthesis and cha-racterization of tin (IV) oxide obtained by chemical vapor deposition method", NanoS-cale Research Letters, 11:343, pp. 1-7, 2016.

T. A. Dontsova, S. V. Nagirnyak, V. V. Zhorov, and Y. V. Yasiievych, "SnO2 nanostruc-tures: effect of processing parameters on their structural and functional properties", NanoScale Research Letters, 12:332, pp. 1-7, 2017.

S. V. Nahirniak, T. A. Dontsova, and Q. Chen, "Sensing properties of SnO2-MWCNTs nanocomposites towards H2", Molecular Crystals and Liquid Crystals, 674 (1), pp. 48-58, 2018.

S. Nahirniak, T. Dontsova, and I. Astrelin, "Directional synthesis of SnO2-based nano-structures for use in gas sensors", Nanoche-mistry, Boitechnology, Nanomaterials, and their Applications, 214, pp. 233-245, 2018.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


[1] А. В. Смагин, Газовая фаза почв. Москва: Изд-во МГУ, 2005.

[2] А. В. Наумов, Дыхание почвы: составляющие, экологические функции, географические закономерности. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009.

[3] Определение интенсивности выделения СО2 из почвы (дыхание почвы). [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://agrohimija24.ru/agrohimicheskie-metody/1860-opredelenie-intensivnosti-vydeleniya-so2-iz-pochvy-dyhanie-pochvy.html.

[4] M. Mariusz, Z. Bożena, M. Guardia, and J. Namieśnik, "Current air quality analytics and monitoring: A review", Analytica chimica acta., 853, pp. 116-126, 2015.

[5] Газовые датчики и сенсоры. Углекислый газ СО2. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.gassensor.ru/ru/gas/ uglekislyi-gas-co2.

[6] Газовые датчики и сенсоры. Кислород О2. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.gassensor.ru/ru/gas/kislorod-o2.

[7] Газовые датчики и сенсоры. Диоксид азо-та NО2. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.gassensor.ru/ru/gas/ dioksid-azota-no2.

[8] Газовые датчики и сенсоры. Оксид азота NО. [Электронный ресурс]. Режим досту-па: http://www.gassensor.ru/ru/gas/oksid-azota-no.

[9] T. Agarwal, "How does an electronic nose work?", 2013. [Online]. Available: https://www.elprocus.com/electronic-nose-work.

[10] P. Littarru, "Environmental odours assess-ment from waste treatment plants: Dynamic olfactometry in combination with sensorial analyzers "electronic noses", Waste Manag., 27, pp. 302-309, 2007.

[11] G. Korotcenkov, "Metal oxides for solid-state gas sensors: What determines our choice?", Mater. Sci. Eng. B., 139, pp. 1-23, 2007.

[12] C. L. Zhu, Y. J. Chen, R. X. Wang, L. J. Wang, M. S. Cao, and X. L. Shi, "Syn-thesis and enhanced ethanol sensing proper-ties of α-Fe2O3/ZnO heteronanostructures", Sensors and Actuators B, 140, pp. 185-189, 2009.

[13] D. Costello, R. J. Ewen, N. M. Ratcliffe, and P. S. Sivanand, "Thick film organic vapour sensors based on binary mixtures of metal oxides", Sensors and Actuators B, 92, pp. 159-166, 2003.

[14] L. Capelli, S. Sironi, and R. Del Rosso, "Electronic noses for environmental moni-toring applications", Sensors (Basel), 14, pp. 19979-20007, 2014.

[15] J. He, L. Xu, P. Wang, and Q. Wang, "A high precise e-nose for daily indoor air quality monitoring in living environment", Inte-gration, 58, pp. 286-294, 2017.

[16] S. V. Nagirnyak, V. A. Lutz, T. A. Dontsova, and I. M. Astrelin, "Synthesis and characterization of tin (IV) oxide obtained by chemical vapor deposition method", NanoS-cale Research Letters, 11:343, pp. 1-7, 2016.

[17] T. A. Dontsova, S. V. Nagirnyak, V. V. Zhorov, and Y. V. Yasiievych, "SnO2 nanostruc-tures: effect of processing parameters on their structural and functional properties", NanoScale Research Letters, 12:332, pp. 1-7, 2017.

[18] S. V. Nahirniak, T. A. Dontsova, and Q. Chen, "Sensing properties of SnO2-MWCNTs nanocomposites towards H2", Molecular Crystals and Liquid Crystals, 674 (1), pp. 48-58, 2018.

[19] S. Nahirniak, T. Dontsova, and I. Astrelin, "Directional synthesis of SnO2-based nano-structures for use in gas sensors", Nanoche-mistry, Boitechnology, Nanomaterials, and their Applications, 214, pp. 233-245, 2018.





Copyright (c) 2020 Анна Анатоліївна Ромась, Микита Андрійович Гуцол, Світлана Валеріївна Нагірняк, Тетяна Анатоліївна Донцова