«Прямо сейчас неполные или редкие данные о качестве воды могут дать людям неточное представление о том, что происходит, а принятие решений на основе неточных данных может быть рискованным», — говорит доктор Франсуа Бирган, доцент кафедры биологической и сельскохозяйственной инженерии в NC State. и соавтор статьи с описанием работы. «Наш подход поможет людям чаще получать более подробные данные, давая им полную картину и позволяя им принимать обоснованные решения».Помимо полезности для управляющих природными ресурсами, этот метод также позволит исследователям разрабатывать более сложные модели, которые решают вопросы качества воды.
Например, исследователи используют данные, собранные с помощью нового метода, для определения степени, в которой сток удобрений способствует загрязнению воды в конкретных водоемах, и роли водно-болотных угодий в смягчении воздействия стока.Исследователи использовали существующую технологию, называемую спектрометрами «UV-Vis», которые представляют собой устройства, которые измеряют длины волн света, поглощаемого водой, для сбора данных о качестве воды. Преимущество этих устройств в том, что они могут собирать данные каждые 15 секунд и в течение длительных периодов времени.
Это происходит гораздо чаще, чем это возможно при использовании традиционных методов отбора проб воды и лабораторных анализов. Обратной стороной является то, что они предназначены для мониторинга лишь нескольких ключевых параметров качества воды: нитратов, растворенного органического углерода и мутности — или степени прозрачности воды.
Но исследовательская группа штата Северная Каролина разработала метод, который использует набор алгоритмов для значительного увеличения объема информации, которую можно получить из данных спектроскопии, собранных устройствами УФ-видимого диапазона. В частности, новый метод позволяет исследователям получать информацию об уровнях органического азота, фосфатов, общего фосфора и солености воды. Эти данные о качестве воды могут дать ключ к пониманию множества вопросов, включая вопросы о загрязнении питательными веществами.Исследователи протестировали новую технику на восстановленном солоноватом болоте, которое испытывает примерно 70 сантиметров приливных колебаний — и соленость, которая может варьироваться от пресной до соленой в течение нескольких минут, когда прилив меняется.
«Мы обнаружили, что автоматизированные результаты с использованием нашей методики были сопоставимы с результатами, полученными нами при тестировании проб воды в лаборатории», — говорит Бирганд. «Таким образом, мы получаем много преимуществ с точки зрения частоты мониторинга без ущерба для точности».