Forbedring af vandkvaliteten ved Lake Eries

Forholdene i Lake Erie udgør fortsat flere sundhedsrisici for Ohioere i kystsamfund, gør det svært at opretholde en god vandkvalitet for borgerne, statslige og lokale politikere.

En nylig publikation i Grænser i havvidenskab viser, hvordan forskere i Great Lakes -regionen arbejder på at finde innovative løsninger. John Lekki, Ph.d., NASA Glenn Research Centers hovedforsker, i samarbejde med medforskere fra lokale universiteter, herunder Kent State University, vandt et NASA-forslag til vandkvalitet i juni 2017. Dette nylige tilskud giver mulighed for at implementere Kent State's tilgang til at identificere skadelige algeblomster i og omkring Erie-søen.

Joseph Ortiz, Ph.d., professor i geologi ved Kent State's College of Arts and Sciences, er en erfaren veteran ved at studere problemerne med cyanobakterielle skadelige algeblomster (cyanoHAB'er), der har plaget byer og byer i Lake Erie i årevis. Dr. Ortiz er hovedforfatter til tidsskriftartiklen med titlen "Intercomparison of Approaches to the Empirical Line Method for Vicarious Hyperspectral Reflectance Calibration", der for nylig blev offentliggjort. Dr. Ortiz er medforsker om bevillingen fra NASA, der vil tillade ham og hans kolleger ved flere institutioner i Ohio og Michigan at anvende det, de har lært ved at studere Lake Eries farvande. Dette er en del af et stort samarbejde, som dækker vandene i det vestlige bassin i Lake Erie fra Maumee Bay til Detroit Plume og Sandusky Bay.

Blågrønne alger, videnskabeligt kendt som cyanobakterier, er fælles for ferskvandssystemer som søer og vandløb. Under visse betingelser, de kan producere yderst potente cyanotoksiner som mikrocystin, som angriber lever og blod. Når blågrønne alger vokser ukontrolleret, nogle af disse cyanobakterier kan producere cyanoHAB'er. Det var disse giftige cyanobakterier, der overskred den vestlige ende af Erie -søen og dele af Maumee -floden i 2014. Dette forårsagede massekontaminering af Toledos drikkevand.

Siden da, forskere, herunder Dr. Ortiz, har fokuseret på, hvordan de kan isolere det giftige cyanobakterielle signal ved at bruge en hyperspektral billedkamera til mere tæt at overvåge dens vækst og bevægelse. Dette vil mere præcist målrette vandbehandlingsindsatsen med det formål at reducere virkningen af ​​disse cyanobakterier.

Dr. Ortiz tilgang er baseret på det faktum, at farveproducerende midler i vandet har forskellig absorption og spredningseffekt på lys.

"Ethvert materiale, der absorberer eller spreder lys, vil producere et reflekterende spektrum, der er tegn på, hvad der er til stede, selvom der ofte er flere signaler til stede, der skal blandes, "Dr. Ortiz sagde." Vores nye papir viser, at metoden med spektral nedbrydning er relativt ufølsom over for den anvendte metode til atmosfærisk korrektion, og det adskiller den støj - atmosfæriske fejl - for at give os et renere signal. Vi kan derefter sammenligne disse ublandede spektre med pigmenterne i vores bibliotek med vand- og sedimentprøver. Sammenligningen med kendte pigmenter hjælper os med at bestemme, hvad der er i vandet. "

Dr. Ortiz sagde, at NASA Glenn's hyperspektrale instrumentering og den bio-optiske ekspertise, der udviklede instrumentet, er vigtige værktøjer, der samler teamet. Anvendes på denne måde, NASA -enheden måler lysets bølgelængder, der reflekteres fra vandet samt det nedadgående sollys, der belyser scenen.

"Disse oplysninger er nødvendige for at korrigere dataene fra instrumentet og giver os mulighed for at reducere fejl relateret til forskelle i målingstiming, "Dr. Ortiz sagde.