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巴德实时水质监测系统

艾米丽·怀特,巴德学院土地、空气和水研究中心客座研究员

2019年6月,巴德学院校园内的Annandale水坝. 白色).

当评估一个地点的潜在安装williamhil娱乐系统, 重要的是要考虑拟议地点的现有水质,以确定安装可能如何影响水质. 为了锯杀项目, 巴德在Annandale大坝蓄水处安装了多参数水质监测探头. 在罗宾·摩尔和斯派克·帕加诺(建筑与土地)的帮助下, 找到了一个有足够沉积物深度的位置,以支撑支撑探测器和传输收集数据所需的设备的结构.

监测设备

巴德的水质监测系统部署在Annandale大坝上方的蓄水池中. 白色).

水质实时监测系统由 YSI EXO2 多参数探头, 装在一个保护性的PVC管中,该管被固定在支撑结构的一条腿上. 探头用电缆连接到 YSI风暴3数据记录器这是一个全天候的封闭williamhil娱乐平台. 除了数据记录器, 这个盒子里有一个蜂窝调制解调器和天线,用来传输收集到的数据, 可保持电缆干燥的干燥剂罐, 和一个12伏的电池为系统供电. 电池通过安装在支撑结构顶部的太阳能电池板进行充电. 该系统被设定为每15分钟“醒来”并收集数据. 的 data 然后通过信号调制解调器从数据记录器推送到YSI 水LOGⓇStorm Central云数据收集服务.

探头
PVC住房
数据记录/传输设备

测量参数

该探空仪配有可测量多种水质参数的传感器,包括: 温度, 导电率, pH, 浊度, 溶解氧, 藻类总. 该仪器还有一个气压传感器,用于确定水深. 该探空仪专为长期部署而设计,并配备了雨刷以保持传感器清洁. 为确保数据的准确性,仪器必须进行例行维护.e.,已清洁及校正).

探空传感器(预部署).

温度 是因为它控制着自然水域中发生的化学和生物过程的速率吗. 温度影响化学物质的溶解度. 例如,水的含氧量随着温度的降低而增加. 水生生物的生存.g., 微生物, 大型无脊椎动物, 和鱼类)也取决于水温,不同物种的最佳水温不同. 温度可以用温度计测量,但探头使用热敏电阻. 热敏电阻的电阻随温度的变化而变化,并使用一种算法将测量到的电阻转换为温度. 温度由探头测量,精度为±0.02°C.

天然水体含有溶解的带正电荷和负电荷的无机固体. 这些溶解离子, 它们来自岩石和矿物以及人为的投入,  导电. 导电率 是测量电流在浸在水中的两个金属板(电极)之间流动能力的一种方法吗. 电压施加在电极之间,由水的电阻引起的电压降被转换成电导率, 以微米或毫西姆每厘米(S/cm或mS/cm)为单位, 通过电导率计. 含有较多溶解离子的水具有较高的导电性. 非离子的化合物(e.g.(油)不导电,因此不会促进导电性.

离子化合物的溶解度受温度的影响, 什么会影响测量的电导率. 在更高的温度下, 水含有较高浓度的溶解离子, 导致更高的电导率. 为了消除温度对测量电导率的影响(以便观察到的差异可以归因于存在的离子浓度),电导率报告为25°C或 电导率. 这种温度补偿是由探头利用测量的温度自动完成的. 这使得在不同温度下收集的数据可以直接进行比较. 探头的比电导精度为读数的±1%.

pH 描述水的酸性或基本特性. pH值在1到14之间,值越低表明水酸性越强. pH值7被认为是中性的. 与温度, pH值影响许多发生在自然水域的生物和化学过程. 当pH值超出6的范围时.5-8,水生生物受到生理应激. 在低pH (i.e., 酸性条件), 一些污染物的流动性也可以增强, 导致水生生物吸收增加. pH计的工作原理是测量浸入水中的电极的电势. 该探头能够测量pH值的精度为±0.1 pH值单位. 当数据质量不那么重要时(i.e.如果使用颜色比较器,pH值可以更便宜地测量.

浊度 是测量天然水中悬浮粒子的光散射吗. 它作为一种间接测量悬浮固体(如固体)浓度的方法.g.如粘土、淤泥、沙子、藻类和有机物),这些物质会影响水的清晰度. 因此,浊度是监测由于雨水和其他径流来源而引起的变化的有用工具. 浊度是用浊度计测量的, 一种将光照射在水样上并测量样品中粒子散射光的强度的仪器(以浊度比浊度单位或NTU表示). 探空仪使用潜水浊度计, 一种使用红外光源的光学传感器, 以福马津浊度单位(FNU)测量浊度。. 这两种方法都是测量浊度的有效方法,但重要的是要认识到用仪表和传感器收集的浊度数据是不同的. 浊度由探空仪测量,精度为±0.3 FNU. 浊度测量的一个更便宜的替代方法是使用塞奇圆盘或透明管来测定水的清晰度.

溶解氧 是水生生物包括鱼类、无脊椎动物、细菌和植物所必需的吗. 天然水体通过浮游植物的光合作用从大气中吸收氧气(通过扩散和曝气), 藻类, 和其他植物. 氧气是通过呼吸作用消耗的, 有机物被微生物分解, 和一些化学反应(e.g.,涉及化学污染物). DO的测量单位是毫克每升(mg/L)还是饱和百分比, 一升水中的氧气量相对于它与大气平衡时水所能容纳的氧气总量是多少. 溶解氧取决于温度和气压. 氧的溶解度随着温度的升高和海拔的升高而降低. 此外,在高矿化度的水中,溶解度较低.g.与淡水相比. 有几种方法可以测量DO. 该探测器使用光学溶解氧传感器来测量氧和发光染料之间的相互作用. 用探空仪测量溶解氧,其精度为读数的±1%.

探空仪装有 藻类总 通过测量存在的光合色素的数量,提供关于水中藻类种群的半定量信息的传感器. 传感器是光学的, 双通道传感器,使用荧光来确定相对荧光单位(RFU)中的叶绿素(来自浮游植物)和藻青素(来自蓝藻)浓度.

连续监测数据

包含传感器的多参数仪器(用于测量特定的物理, 化学, 或生物特性),捆绑在一个单一的外壳(探空仪)提供了许多优势,以监测williamhil娱乐平台水. 与实地阅读的其他方法相比, 收集离散样本, conducting multiple analyses; the time required is significantly reduced. 此外,原位测量可能更精确. 数据可以在长时间内以高频率收集, 使能够观察与williamhil娱乐平台有关的时间尺度的趋势(例如.g.,每日及季节变化). 仪器软件允许快速数据可视化,但对大多数应用程序, 需要数据处理.

在Annandale大坝以上的水库中,多参数探测仪收集的水质数据几乎是实时的,可以在 YSI 水LOGⓇ风暴中心网站,如下面的截图所示.

您可以通过选择您感兴趣的查看日期范围来定制图形显示(数据从6月28日开始可用), 2019),并通过选择/取消选择参数(图右侧图例中)分别查看每个参数. 值显示为-99.99表示没有数据.

请注意,该系统目前为冬季(2019年12月)而离线。.

直接链接到数据站点:
http://stormcentral.涝灾.com/SiteDetails.php?a=437&网站= 3305&pa = 吟游诗人water

如欲索取已下载资料或其他资料,请联络 艾米丽白.


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