Kỹ thuật quan trắc nước siêu nhanh

(khoahoc.tv) - Một kĩ thuật mới cho phép quan trắc chất lượng nước liên tục phù hợp với nhiều chất gây ô nhiễm.

Một kỹ thuật mới sử dụng công nghệ hiện có đã cho phép các nhà nghiên cứu và các nhà quản lý tài nguyên thiên nhiên thu thập các thông tin cần thiết về chất lượng nước. Kỹ thuật mới này hứa hẹn các quyết định chính sách dựa trên thông tin sẽ tốt hơn.

Đồng thời, kỹ thuật này sẽ cho phép các nhà nghiên cứu phát triển các mô hình phức tạp hơn nhằm giải quyết các bài toán về đánh giá chất lượng nước. Ví dụ, các nhà nghiên cứu có thể sử dụng kỹ thuật mới để xác định mức độ mà dòng chảy ô nhiễm phân bón, góp phần vào tình trạng ô nhiễm nước tại một khu vực cụ thể là như thế nào và vai trò của vùng đất ngập nước trong việc giảm thiểu các tác động của dòng chảy đó là gì?

"Hiện nay, việc không có đầy đủ các dữ liệu về chất lượng nước hoặc các dữ liệu không được cập nhật thường xuyên có thể làm chúng ta nhìn nhận không chính xác về những gì đang xảy ra - và việc đưa ra các quyết định dựa trên các dữ liệu không chính xác là rất nguy hiểm”, tiến sĩ François Birgand, một trợ lý giáo sư kỹ thuật sinh học và nông nghiệp ở trường Đại học Bắc bang Carolina nói. Ông cũng là đồng tác giả của một bài báo mô tả nghiên cứu này. François Birgand cho biết, cách tiếp cận của họ sẽ giúp các nhà quản lý tài nguyên thiên nhiên và các nhà nghiên cứu có được những dữ liệu chi tiết thường xuyên hơn, đem lại cái nhìn toàn cảnh và cho phép họ đưa ra những quyết định sáng suốt.

Ngoài tiện ích của kỹ thuật này đối với các nhà quản lý tài nguyên thiên nhiên, kỹ thuật này cũng sẽ cho phép các nhà nghiên cứu phát triển các mô hình phức tạp hơn nhằm giải đáp các câu hỏi về chất lượng nước.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng công nghệ hiện có có tên gọi là "UV-Vis" quang phổ kế, đó là các thiết bị đo bước sóng ánh sáng được hấp thụ bởi nước để thu thập dữ liệu chất lượng nước. Các thiết bị này có thể giúp các nhà nghiên cứu thu thập dữ liệu sau mỗi khoảng thời gian là 15 giây và trong thời gian dài. Điều này sẽ cung cấp các dữ liệu thường xuyên hơn so với việc lấy mẫu nước và phân tích mẫu trong các phòng thí nghiệm theo kỹ thuật thông thường. Tuy nhiên nhược điểm của các thiết bị đó là chúng chỉ được thiết kế để đo đạc một số ít các thông số chất lượng nước, bao gồm nitrat, carbon hữu cơ hòa tan và độ đục – hoặc độ trong của nước.

Nhưng nhóm nghiên cứu thuộc trường đại học Bắc bang Carolina đã phát triển một kỹ thuật mới, sử dụng một bộ các thuật toán để mở rộng một cách đáng kể các thông tin có thể khai thác từ các dữ liệu quang phổ thu được bằng các thiết bị UV-Vis nói trên. Cụ thể là các kỹ thuật mới cho phép các nhà nghiên cứu có được thêm các thông tin về hàm lượng nitơ hữu cơ, phốt phát, tổng photpho và độ mặn của nước.

Các dữ liệu về chất lượng nước này có thể cung cấp những hiểu biết quan trọng, trong đó có những hiểu biết về ô nhiễm chất dinh dưỡng.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm kỹ thuật mới này tại một đầm lầy nước lợ phục hồi, thủy triều của đầm lầy này lên xuống làm mực nước thay đổi khoảng 70cm - và một độ mặn có thể thay đổi từ mức đang là nước ngọt đến mức trở thành nước mặn trong vòng vài phút khi thủy triều thay đổi.

"Chúng tôi thấy rằng các kết quả tự động sử dụng kỹ thuật này của chúng tôi là có thể so sánh được với kết quả mà chúng tôi có được bằng cách, phân tích mẫu nước trong phòng thí nghiệm", Birgand nói. "Vì vậy, bằng cách sử dụng kĩ thuật này, chúng tôi đã tăng được tần suất giám sát mà không làm mất độ chính xác”.