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Sea Bird產品助力環境監測領域

2020-07-13,星期一

背景

氮和磷含量的升高是導致Chesapeake灣水質條件惡劣的主要原因。這導致了初級生產力的過度增強、藻類的過度繁殖、水的透明度下降和水中的溶解氧耗盡。

目前,陸地入海徑流 – 主要來源于農業 – 是Chesapeake灣最大的單一營養鹽和泥沙的來源。通過和Chester河流域觀測網絡(CRWO)和華盛頓大學的合作,Sea-Bird開發了一個實時水質監測平臺來評估與一個正在運行當中的農場合作的水質監測方面的應用。

監測平臺

根據此應用開發的獨特的平臺基于一個簡單的Taylor浮體,通常應用于Chesapeake灣oyster gardening 。儀器使用了Sea-Bird SUNA V2 硝酸鹽分析儀、Cycle-P 傳感器,和Hach Hydromet DS5多參數水質分析儀一起測量水體的溫度、電導率、壓力、pH、溶解氧、濁度和葉綠素A,和氣溫、相對濕度傳感器每小時對水體進行測量,并通過OTT netDL 1000控制器和蜂窩通訊調制解調器傳輸數據。所安裝的傳感器均可以調整其測量深度。平臺依靠錨系拋放在Foreman支流流入Chester河的的控制堰壩的下游大約5英尺深的水中。

Sea Bird產品助力環境監測領域

Sea-Bird / Hach Hydromet Foreman 支流位于Chino農場的營養鹽和水質監測平臺

原始數據

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Hach Hydromet DS5上的鹽度傳感器可以清楚地分辨出微小的由潮水引起的Foreman支流和Chester河鹽度的不同,直至在4月底和5月中旬發生大的降雨,降低了河水的鹽度接近于0。

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在流量低的時候,Foreman 支流的硝酸鹽濃度在低潮(代表通過堰的水流)時的3 mg/l 和高潮(受Chester河比較低的平均濃度的影響)時的2 mg/l 之間變化。比較大的雨后徑流將硝酸鹽的濃度稀釋到1 mg/l(但是由于流量較大,總的硝酸鹽的輸入很可能增加了)。濁度在降雨時立刻出現了峰值>100 NTU。

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有些違反人們的普遍認識的是,流量高,更低的本地硝酸鹽和葉綠素濃度。

葉綠素值處于最高的時候會產生溶解氧和Somewhat pH值最大的波動 – 這種情況會發生在溫暖、干燥、低流量、高氮含量的時間段。

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在(4月25-29日7a)之前和在(5月10-14日, 7b)之后4天的數據所觀測到的降水事件。

Sea Bird產品助力環境監測領域

2個時間段的平均硝酸鹽的濃度均相同,更溫暖的水體提升了初級生產力。硝酸鹽會隨著每半天一次的Chester河中的潮汐變化。葉綠素、溶解氧和 pH會隨著藻類的光合作用和呼吸作用變化。

總結

在土地和水域水質方面的最佳管理實踐可以從直接的原位營養鹽和水質的測量獲得技術支撐。與正在運營的農場合作和作為一個更大的流域觀測網絡的組成部分,無疑為Sea-Bird和Hach Hydromet提供了一個進一步發展儀器和技術的機會來支持這一重要傳感器應用的推廣。

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