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巴德公司的实时水质监测系统

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,巴德学院校园的Annandale大坝(由E. 白色).

在评估一个可能安装2022世界杯下注系统的地点时, 为了确定装置对水质的影响,重要的是要考虑拟议地点的现有水质. 为了《2022世界杯下注》项目, 巴德在安南代尔大坝蓄水处安装了一个多参数水质监测探头. 在罗宾·摩尔和斯派克·帕加诺的帮助下(《beplay世界杯投注》), 找到了一个具有足够沉积物深度的位置,以支撑建造的结构,以容纳探空仪和传输收集数据所需的设备.

监测设备

巴德的水质监测系统部署在Annandale大坝之上的蓄水池中(由E. 白色).

实时水质监测系统主要由一套系统组成 YSI EXO2 多参数探头, 安装在一根保护性PVC管中,固定在支撑结构的一条腿上. 探头用电缆连接到a YSI风暴3数据记录器在一个全天候的围栏中. 除了数据记录器, 这个盒子装有一个蜂窝调制解调器和天线,用来传输收集到的数据, 干燥剂罐,保持电缆干燥, 以及一个12伏的电池来为系统供电. 电池由安装在支撑结构顶部的太阳能电池板充电. 该系统被设定为每15分钟“醒来”并收集数据. 的 data 然后通过手机调制解调器从数据记录器推送到YSI 水LOGⓇ风暴中央云数据收集服务.

探头
PVC住房
数据记录/传输设备

测量参数

该探空仪配有传感器,可测量多种水质参数,包括: 温度, 导电率, pH, 浊度, 溶解氧, 藻类总. 该仪器还有一个用于确定水深的气压传感器. 该探头设计用于长期部署,并配有雨刷,以保持传感器的清洁. 为了确保数据的准确性,仪器必须进行例行维护.e.,清洁及校正).

探空传感器(预部署).

温度 重要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(例如.g., 微生物, 大型无脊椎动物, 和鱼)也取决于水温,不同的物种有不同的最佳温度. 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,利用算法将测得的电阻转换为温度. 温度由探头测量,精度为±0.02°C.

天然的水含有溶解的无机固体,携带正电荷和负电荷. 这些溶解离子, 哪些来自岩石和矿物以及人类活动的输入,  导电. 导电率 电流在浸没在水中的两个金属板(电极)之间流动的能力的测量. 在电极之间施加电压,由水的电阻引起的测量电压降转换为电导率, 单位为每厘米微或毫西门(µS/cm或mS/cm), 通过电导率计. 含有更多溶解离子的水具有更高的导电性. 非离子的化合物(e.g.(如油)不导电,因此不会促进电导率.

离子化合物的溶解度受温度的影响, 这影响了测量的电导率. 在更高的温度下, 水含有较高浓度的溶解离子, 导致更高的导电性. 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. 探头对特定电导的精确度为读数的±1%.

pH 自然水的酸性或基本特征. 报告的pH值范围为1到14,值越低表明水的酸性越强. pH值为7被认为是中性的. 与温度, pH值影响自然水域中发生的许多生物和化学过程. 当pH值低于6时.5-8,水生生物处于生理应激状态. 在低pH (i.e., 酸性条件), 某些污染物的流动性也可以得到增强, 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上的电势. 该探头能够测量pH值,精度为±0.1 pH值单位. 当数据质量不那么重要时(i.e.如准确度较低,也可接受),用颜色比较器测量pH值更便宜.

浊度 测量的是自然水中悬浮粒子的光散射吗. 它可以作为一种间接的测量悬浮固体浓度的方法.g.例如,粘土、淤泥、沙子、藻类和有机物),会影响水的清澈度. 因此,浊度是监测雨水和其他径流来源引起的变化的有用工具. 浊度是用浊度计测量的, 一种将光照射到水样上并测量样品中粒子散射光强度的仪器(以浑浊度计单位或NTU)。. 探测仪使用潜水浊度仪, 一种使用红外光源的光学传感器, 用福马津浊度单位(FNU)来测量浊度。. 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. 浊度由探头测量,精度为±0.3 FNU. 浊度测量的一种更便宜的替代方法是使用塞奇圆盘或透明管来确定水的净度.

溶解氧 对包括鱼类、无脊椎动物、细菌和植物在内的水生生物来说是必不可少的吗. 自然水域从大气(通过扩散和曝气)和浮游植物的光合作用获得氧气, 藻类, 和其他植物. 呼吸作用消耗氧气, 微生物对有机物质的分解, 一些化学反应(e.g.,涉及化学污染物). DO的测量单位是毫克/升(mg/L)或饱和百分比, 一升水中的氧含量相对于水与大气平衡时的总氧含量是多少. 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,在高盐度的水中溶解度也较低(例如,在盐度较高的水中溶解度较低).g.例如,海水),而淡水. 有几种方法可以测量DO. 该探头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. 溶解氧由探头测量,精度为读数的±1%.

该探测仪配有一个 藻类总 一种传感器,通过测量水中的光合色素含量,提供有关水中藻类种群的半定量信息. 传感器是光学的, 双通道传感器,使用荧光来确定叶绿素(来自浮游植物)和藻青素(来自蓝藻)的相对荧光单位(RFU)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)捆绑在一个单独的房子(探头)提供了许多优势,监测beplay世界杯投注水域. 与在现场进行读数相比, 收集离散样本, conducting multiple analyses; the time required is significantly reduced. 此外,现场测量可能更准确和精确. 数据可以在长时间内以高频率收集, 使有可能在与beplay世界杯投注有关的时间尺度上观察趋势(例如.g.、每日及季节变化). 仪器软件允许快速的数据可视化,但对大多数应用程序, 需要进行数据处理.

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

您可以通过选择感兴趣的查看日期范围来定制图形显示(数据从6月28日开始提供, 并通过选择/取消选择参数(在图右侧的图例中)来单独查看每个参数. 取值为-99.99表示数据不可用.

请注意,系统目前在冬季(2019年12月)处于离线状态。.

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

如需访问已下载的数据或任何其他信息,请联系 艾米丽白.


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