दुनिया भर में समुद्र तल में भारी मात्रा में मीथेन फंसी हुई है। अल्फ्रेड वेगेनर इंस्टीट्यूट हेल्महोल्ट्ज़ सेंटर फॉर पोलर एंड मरीन रिसर्च (एडब्ल्यूआई) मीथेन स्रोतों की जांच के लिए एक अंडरवाटर मास स्पेक्ट्रोमीटर (यूडब्ल्यूएमएस) का उपयोग कर रहा है। जर्मन माप और सेंसर प्रौद्योगिकी फर्म इन्फ़िकॉन लिखती है, अपनी माप सटीकता और गति के साथ, सिस्टम डेटा स्थिरता और उपयोगकर्ता-मित्रता में महत्वपूर्ण योगदान देता है।
मीथेन एक हानिकारक ग्रीनहाउस गैस है। टिपिंग पॉइंट प्रभावों के कारण, जैसे कि महासागरों में गैस हाइड्रेट्स का अपघटन, इसे तेजी से वायुमंडल में छोड़ा जाता है। उदाहरण के लिए जलीय प्रणालियों में, मीथेन तलछट में दरारों के माध्यम से सतह तक पहुंच सकता है। मीथेन का एक अन्य पनडुब्बी स्रोत निचली तलछट परतों में कार्बनिक पदार्थों का माइक्रोबियल अपघटन है। जलवायु परिवर्तन के परिणामस्वरूप, समुद्री तलछट गर्म हो रही है और ग्रीनहाउस गैस छोड़ रही है। मुख्य प्रश्न यह है: वायुमंडल में कितनी मीथेन उत्सर्जित होती है और ग्लोबल वार्मिंग को बढ़ाती है?
मीथेन रिसाव का स्थानीयकरण
पानी के नीचे मास स्पेक्ट्रोमीटर का इन-सीटू उपयोग पनडुब्बी स्रोतों को स्थानीयकृत करने के लिए उपयुक्त है। मुख्य लाभ उच्च सांद्रता पर कम प्रतिक्रिया समय और अन्य तरीकों की तुलना में घुलित गैस सांद्रता की 750 गुना अधिक उच्च माप दर है। डेटा घनत्व जितना अधिक होगा, मीथेन स्रोतों की मैपिंग उतनी ही सटीक होगी।
यूडब्ल्यूएमएस में नमूना लेने के लिए एक झिल्ली इनलेट प्रणाली और एक सेंसर इकाई होती है जिसमें पानी में घुलनशील गैसों और हल्के हाइड्रोकार्बन को मापा जाता है। सेंसर का मूल एक मास स्पेक्ट्रोमीटर है। अनुसंधान के लिए ट्रांसपेक्टर® सीपीएम पर निर्भर अनुसंधान समूहों में अल्फ्रेड वेगेनर इंस्टीट्यूट हेल्महोल्ट्ज़ सेंटर फॉर पोलर एंड मरीन रिसर्च (एडब्ल्यूआई) शामिल है। इन्फिकॉन का कहना है, अपनी सटीकता और गति के साथ, इन्फिकॉन प्रणाली डेटा स्थिरता और उपयोगकर्ता-मित्रता में महत्वपूर्ण योगदान देती है।
दक्षिण अटलांटिक में अभियान
दिसंबर 2022 में अनुसंधान पोत पोलारस्टर्न ने एक अंडरवाटर मास स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग करके दक्षिण अटलांटिक में मीथेन स्रोतों का पता लगाया। बोर्ड पर: वैज्ञानिक डॉ. टोरबेन जेंट्ज़, जो 2005 से एडब्ल्यूआई में समुद्री भू-रसायन विभाग में यूडब्ल्यूएमएस परियोजना में शामिल हैं। आज की प्रणाली का मूल उपकरण से बहुत कम लेना-देना है। उदाहरण के लिए, नियंत्रण प्रणाली और वैक्यूम पंप नए हैं। "लेकिन एकमात्र शेष घटक INFICON का ट्रांसपेक्टर® सीपीएम है," जेंट्ज़ कहते हैं।
डॉ. टोरबेन जेंट्ज़ के अनुसार, वायुमंडल में पहुंचने वाले मीथेन का अनुपात अनुसंधान के लिए महत्वपूर्ण है। पानी की सतह पर निकास बिंदु जितने सघन होंगे और उनके ऊपर पानी का स्तंभ जितना कम अलग-अलग पानी के द्रव्यमान से स्तरित होगा, उतनी ही अधिक मीथेन सतह में प्रवेश करेगी। डेटा का संग्रह और प्रसंस्करण मौलिक है, क्योंकि यह जलवायु परिवर्तन पर अंतर सरकारी पैनल (आईपीसीसी) की मूल्यांकन रिपोर्ट में शामिल होता है। अंततः, वैश्विक जलवायु प्रणाली में महासागरों की भूमिका निर्धारित करने के लिए विश्वसनीय माप विधियों की आवश्यकता है।
अन्य अनुप्रयोग: अर्धचालक उत्पादन
ट्रांसपेक्टर कॉम्पैक्ट प्रोसेस मॉनिटर (सीपीएम) सिस्टम का उपयोग सेमीकंडक्टर उत्पादन में, प्रक्रिया निगरानी और नियंत्रण के साथ-साथ संदूषण निगरानी के लिए भी किया जाता है। और इनका उपयोग रसायन विज्ञान, सामग्री विश्लेषण और भौतिकी में भी किया जाता है। बंद आयन स्रोत का लाभ [इनमें से कुछ क्षेत्रों में] अपने आप में आता है, समूह का सुझाव है, क्योंकि इसका उपयोग सीधे प्रक्रिया वैक्यूम (प्रक्रिया दबाव) पर या खुले आयन स्रोत की तुलना में बहुत अधिक दबाव पर आयनित करने के लिए किया जा सकता है। . सीपीएम में स्थापित एक विभेदक पंप प्रणाली एक पूर्वापेक्षा है। इसे एक परिवर्तनीय, स्विच करने योग्य इनलेट सिस्टम द्वारा पूरक किया जा सकता है जिसका उपयोग वायुमंडल से उच्च वैक्यूम तक विस्तृत विश्लेषण दबाव रेंज को कवर करने के लिए किया जा सकता है।
कुछ अनुप्रयोग - जैसे AWI - भी बंद आयन स्रोत का लाभ उठाते हैं। यहां, प्रक्रिया गैस को खुले आयन स्रोत की तुलना में उच्च दबाव पर आयनित किया जाता है। एक उच्च आयन उपज प्राप्त की जाती है - अधिक संख्या में आवेशित कण, जिन्हें उनके द्रव्यमान-से-आवेश अनुपात के अनुसार चतुर्भुज में अलग किया जा सकता है और प्रदर्शित किया जा सकता है। स्टीफ़न टिपमैन ने कहा, "परिणाम अनुसंधान या प्रक्रिया नियंत्रण में आगे की प्रक्रिया के लिए बहुत अधिक सटीक और विस्तृत विवरण है।"
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- स्रोत: https://envirotecmagazine.com/2024/02/27/exploring-underwater-methane-sources-with-mass-spectrometry/
