"Agricomb"은 ... 소의 여러 가스 배출량을 측정합니다.

광 주파수 빗이 빛의 통치자로 데뷔한 후 별빛을 측정하는 "아스트로콤"과 천연 가스 누출을 감지하는 레이더와 같은 빗 시스템을 포함하여 스핀오프가 이어졌습니다. 이제 연구원들은 "소 트림"을 측정하기 위해 "아그리콤"을 공개했습니다. agricomb은 열을 가두는 온실 가스 생산을 줄이기 위해 농업 과정을 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

NIST(National Institute of Standards and Technology)와 KSU(Kansas State University)의 연구원들은 NIST의 농작물을 사용하여 Kansas의 육우 사육장 주변 대기에서 나오는 메탄, 암모니아, 이산화탄소 및 수증기 배출량을 동시에 측정했습니다. 두 개의 빗살형 시스템인 NIST 장치는 빗살 모양의 빛이 야외 경로를 가로질러 앞뒤로 보내질 때 대기에 의해 흡수되는 적외선의 정확한 음영과 양을 기반으로 미량 가스를 식별합니다.

휴대용 시스템은 사육장 옆에 주차된 트레일러 내부에 설치되었습니다. 레이저 광은 특정 가스를 표적으로 하기 위해 특별히 증폭되고 여과되었습니다. 연구원들은 약 300마리의 젖소가 있는 축사에서 바람이 부는 방향과 바람이 부는 방향으로 100m 길이의 두 경로를 따라 가스를 측정했습니다. 가축, 주로 소의 배출이 주요 온실 가스인 인간이 유발한 메탄의 미국 최대 공급원이기 때문에 실험은 메탄과 암모니아에 초점을 맞췄습니다. 암모니아는 중요한 대기 오염 물질입니다.

측정은 소의 소화 과정과 지상의 분뇨에서 나오는 배출량을 포착했습니다. agricomb은 25ppm의 정밀도로 ppm 수준에서 메탄과 암모니아 농도를 모두 측정했습니다. 메탄에 대한 agricomb 결과는 사육장의 가장자리를 따라 여러 유입구에서 공기를 샘플링한 상업용 센서의 결과와 비슷했습니다. 빗 시스템은 암모니아에 특히 유용했습니다. 왜냐하면 이 가스는 끈적거리고 공기를 흡입하는 시스템으로 측정하기 어렵기 때문입니다. 또한, agricomb은 많은 가스를 동시에 측정할 수 있어 기존 시스템에서는 어렵습니다.

마지막으로 상업용 센서가 정확한 배경 수준을 더 빠르게 측정하는 반면, agricomb은 바람이 부는 방향으로 연기를 더 정확하게 포착하고 가스 소스를 더 잘 특성화할 수 있다고 연구원은 말했습니다. 증가된 정밀도는 목초지에 드물게 분포된 젖소의 메탄 측정을 계획하는 데 매우 중요하며 이는 훨씬 더 어려운 문제입니다.

기존 기술과 새로운 기술의 일치는 농업 환경에서 가스를 정확하게 정량화하는 데 agricomb을 사용할 수 있다는 확신을 불러일으킵니다. agricomb의 장점에는 광범위한 적외선에 대한 감도, 고정밀, 한 번에 여러 가스를 교정할 필요가 없는 감지, 측정 설정의 유연성이 있습니다. 정확한 빛의 색상을 식별하기 위해 "치아" 간격이 다른 두 개의 빗을 짝지으면 분석이 훨씬 더 정확해집니다.

가축의 메탄 배출량을 추정하는 것은 상업적 농장의 관리 관행과 가축 특성이 다양하기 때문에 어렵습니다. 또한 소가 먹는 것이 배출량에 영향을 미치지만 국가 인벤토리에는 설명되지 않아 온실 가스 배출량 모델에 큰 불확실성을 초래한다고 연구진은 밝혔습니다. Kansas 사육장의 소들은 건초와 옥수수 사일리지를 섞어 먹었습니다.

NIST 물리학자 브라이언 워시번(Brian Washburn)은 “미래에 우리의 계획은 소가 토종 풀을 먹는 목초지 측정을 위해 KSU와 협력하는 것입니다. "다양한 사료와 메탄을 소비하는 초원 토양의 미생물 활동은 목초지에서보다 목초지에서 대기 중 메탄 생산이 적다는 것을 의미할 수 있습니다. 소는 일생의 약 75%를 목초지에서 보내므로 이 측정값은 순 메탄 생산량을 더 잘 나타냅니다. 또한 약 500m x 500m의 더 넓은 지역에서 더 적은 수의 동물(약 40마리)이 있는 더 넓은 지역에서 수행되기 때문에 이것은 더 어려운 측정이 될 것입니다.”

연구원들은 agricomb이 대규모 공간 규모에 걸쳐 동시에 많은 가스를 측정하여 더 깨끗하고 생산적인 농장을 설계할 수 있게 함으로써 수확량을 늘리기 위한 신기술의 사용인 정밀 농업을 지원할 수 있다고 제안합니다.