Forskere tilbyder unik måde at overvåge kulstofemissioner i vandområder

Kuldioxid (CO₂ ) emissioner er ikke typisk forbundet med vandveje, såsom vandløb og floder, men ny forskning viser, at vandområder spiller en vigtig rolle i lagring og frigivelse af kuldioxid.

Da mange stater leder efter omkostningseffektive måder at afbøde klimaændringer på, har forskere ved New Hampshire Agricultural Experiment Station ved University of New Hampshire set på en måde at optimere CO₂ på sensorer til bedre at måle kuldioxidemissioner i lotiske eller bevægelige vandområder, der tilbyder et nyt værktøj, der kan hjælpe med at give værdifuld information om alt fra arealanvendelse til klimahandlingsplaner.

"Disse sensorer, tilpasset til meget dynamisk flow som oversvømmelser, giver os mulighed for at se, om en uforholdsmæssig mængde CO₂ overføres fra land i løbet af korte perioder, og om dette kan bidrage med betydelige emissioner til atmosfæren," siger Wilfred Wollheim, lektor i naturressourcer og miljø.

Studiet offentliggjort i Limnology and Oceanography:Methods skitserer, hvordan forskerne modificerede en eksisterende sensor – oprindeligt udviklet til at måle opløst kuldioxid i havene – ved at tilføje et beskyttende hus, der stod for ændrede vandstande og ensrettet strøm af rindende vand.

Forskerne valgte også materialer, der er kendt for at begrænse skader på sensoren fra mikroorganismer. Holdet planlægger at gøre disse sensormodifikationer offentligt tilgængelige, så andre videnskabsmænd kan bruge designet.

"Efter at have foretaget disse tilpasninger, fandt vi, at sensorerne var ret pålidelige til at måle kuldioxid i vandløb," sagde kandidatstuderende Drew Robison og hovedforfatter. "Vi var i stand til at skelne mellem strømme, der var større kilder til CO₂ og begynde at undersøge hvornår og hvorfor øjeblikke med høj CO₂ emissioner fandt sted."

Ud over at kunne måle CO₂ nøjagtigt niveauer i vandløb og floder, ønskede forskerne at øge hyppigheden, hvormed emissioner kunne opfanges markant, og hjælpe til bedre at forstå virkningerne af ekstreme nedbørshændelser og andre perioder, hvor der kunne være forstyrrelser i normale observerede vandstrømningshastigheder.

Forskerne siger, at denne information kan være særlig vigtig for at bestemme, hvordan valg af arealanvendelse kan ændre CO₂ regimer af vandløb og floder. For eksempel, hvis en skov udvikles til en gård eller et forstadskvarter, kan sensorerne hjælpe med at forstå mekanismen bag enhver ændring, såsom at ændre vandløbsmetabolisme eller afstrømningsdynamikken.

Wollheim har påbegyndt relaterede sensormodifikationsprojekter for at måle kulstof og nitrogen i andre miljøer, herunder skove og landbrugsarealer. Disse sensorer vil fokusere på jordbundskarakteristika, hvilket potentielt giver landmænd og andre jordforvaltere næsten realtidsinformation til at optimere jordens næringsstoffer for at understøtte deres landbrugsdrift og minimere overskydende gødningsapplikationer, der kan føre til afstrømning og overskud af næringsstoffer i nærliggende søer, damme og andre vandmasser.

Flere oplysninger: Andrew L. Robison et al., Lotic-SIPCO2:Tilpasning af et open-source CO2-sensorsystem og undersøgelse af tilhørende emissionsusikkerheder på tværs af en række vandløbsstørrelser og arealanvendelser, Limnology and Oceanography:Methods (2024). DOI:10.1002/lom3.10600

Leveret af University of New Hampshire