Belysning af vejen til rent vand

At skinne en lysstråle ind i potentielt forurenede vandprøver kan indeholde nøglen til realtidsdetektering af kulbrinter og pesticider i vand.

UBC Okanagan -forskere tester brugen af ​​fluorescens til at overvåge vandkvaliteten. Resultaterne, de siger, vise stort løfte.

Når en lysstråle lyser i vandet, det ophidser elektronerne i molekyler af bestemte forbindelser og får dem til at udsende lys. Det udsendte lyss egenskaber ligner et fingeraftryk og kan bruges til at identificere visse forurenende stoffer, forklarer Nicolas Peleato, en adjunkt på UBCO's School of Engineering.

"Udfordringen ved at bruge denne fluorescensmetode er, at de typisk er kildespecifikke; hvilket betyder, at vi er nødt til at kalibrere for en bestemt vandkilde og forudse, hvilke specifikke forurenende stoffer vi vil lede efter, "siger Peleato." I vores seneste arbejde, Vi har udviklet en databehandlingsteknik, der udvider effektiviteten fra en vandkilde til en anden. "

Det betyder, at deres nye teknik fjerner mange gætterier i begyndelsen af ​​processen. Som Peleato påpeger, hver vandkilde har en lidt anden sammensætning af organiske forbindelser, som kan skjule forurenende signaler, så kalibrering for hver kilde er afgørende for detekteringsnøjagtighed.

Ved hjælp af maskinlæringsalgoritmer, Peleato og hans kandidatstuderende Ziyu Li har udtænkt en tilgang, der løser udfordringen med kildespecifikke modeller ved at kortlægge deres ligheder.

Ifølge Li, det er ikke helt en one-size-fits-all metode, men det er tæt på.

"Ved at etablere en proces, der identificerer lignende mønstre mellem vandkilder, fluorescensdetekteringen bliver en levedygtig mulighed i realtid, nøjagtig påvisning af kulbrinter og pesticider "forklarer Li.

Under testprocessen, forskerne leder efter unikke former for fluorescenssignaler. Hver unik form angiver tilstedeværelsen af ​​urenheder og hjælper forskere med at bestemme, hvad urenheden er og skelne den fra andre forbindelser.

Vand, der er forurenet med kulbrinter, vides at være kræftfremkaldende og kan være farligt, eller giftig, til flora og fauna.

Forskerne gør nu opmærksom på at bruge denne nye tilgang til at opdage og overvåge kemikalier, f.eks. de største giftige forurenende stoffer i oliesandhale, der kan påvirke overfladevand og grundvand.

"At bygge en omfattende model, der problemfrit overgår fra en vandkilde til en anden, vil fremskynde overvågningen, og har potentiale til at være en game changer, "siger Peleato.