El monitoreo de la calidad de los suministros de agua dulce es una preocupación mundial, especialmente en la sedienta California, donde el estuario de la Bahía-Delta de San Francisco y su cuenca sirven como una fuente importante de agua dulce. Ahora los científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Pasadena, California, y elEl Servicio Geológico de EE. UU., Menlo Park y Sacramento, California, han demostrado con éxito cómo se puede aplicar un instrumento de monitoreo ambiental aerotransportado desarrollado por la NASA para ayudar a los administradores del agua a monitorear la calidad del agua no solo en la Bahía de San Francisco, sino potencialmente en otros cuerpos de agua costeros e interiores.el mundo.
En un estudio publicado en la edición actual de la revista Environmental Science & Technology, los investigadores combinaron mediciones de muestras de agua recolectadas por científicos del USGS a bordo de un bote de alta velocidad en el noreste de la Bahía de San Francisco con datos recopilados por científicos del JPL al mismo tiempo a bordo de unAvión Twin Otter especialmente instrumentado volando por encima. El avión transportaba el Espectrómetro de Imagen Remota Portátil PRISM desarrollado por JPL, que mide la cantidad y la longitud de onda de la luz visible y la radiación infrarroja cercana reflejada hacia el instrumento desde el agua debajo. Los datos PRISM permitenlos investigadores detectarán las firmas espectrales únicas de varios componentes del agua que se usan típicamente como indicadores de la calidad del agua. Cuando los dos conjuntos de datos se analizaron y compararon posteriormente en laboratorios, los datos del PRISM coincidían estrechamente con la información de la calidad del agua recopilada del barco.
El beneficio de PRISM es que puede ampliar en gran medida la cobertura espacial de los enfoques tradicionales basados en la estación de monitoreo de embarcaciones y fijos utilizados para el monitoreo de la calidad del agua. Por ejemplo, un solo vuelo PRISM en el aire puede evaluar la calidad del agua de gran parte deel estuario de la Bahía de San Francisco-Delta; una cobertura similar con un barco llevaría semanas.
Para este estudio, los investigadores analizaron la turbidez cuán turbia está el agua, clorofila-a un indicador de fitoplancton en el agua, carbono orgánico disuelto una fuente de subproductos de desinfección no deseados producidos durante el tratamiento del agua potable y sedimentos suspendidos en el agua. El carbono orgánico disuelto también es un indicador útil de la cantidad de metilmercurio disuelto, una potente neurotoxina que tiende a acumularse en los peces y otros animales salvajes en el estuario de la Bahía-Delta de San Francisco. El experimento demostró cómoUna sola imagen de PRISM puede proporcionar instantáneamente una instantánea detallada de estos importantes indicadores de calidad del agua en un cuerpo de agua grande y diverso.
Los nuevos espectrómetros de imágenes como PRISM pueden permitir la detección precisa de indicadores de calidad del agua que antes eran difíciles de medir utilizando sensores satelitales existentes. Los científicos esperan aplicar la tecnología PRISM a sensores en futuros satélites en órbita terrestre que pueden proporcionar monitoreo global continuo.
"Este estudio demostró con éxito el potencial de la teledetección para monitorear los indicadores de calidad del agua y su variabilidad en el Estuario de la Bahía-Delta de San Francisco, uno de los recursos hídricos más importantes de California, donde la restauración de humedales, las actividades humanas y el cambio climático pueden afectarcalidad del agua y productividad del ecosistema ", dijo el autor principal del estudio, Cédric G. Fichot, investigador postdoctoral del JPL." La teledetección es muy prometedora para recopilar de manera eficiente información sobre la calidad del agua en grandes áreas, con alta resolución espacial y con buena precisión ".estudiar a través de una colaboración entre la NASA, el USGS y el Delta Science Fellows Program.
Los ecosistemas del estuario de la Bahía de San Francisco-Delta y su cuenca han sido profundamente alterados por los humanos durante los últimos 150 años. El monitoreo de la calidad del agua es crítico para administrar este importante recurso hídrico y evaluar la salud de su ecosistema. USGS ha estado monitoreando constantemente el aguacalidad en la Bahía de San Francisco durante casi 50 años. Pero los programas de monitoreo de la calidad del agua en barcos requieren mucho tiempo y trabajo.
Los investigadores dicen que la detección exitosa y precisa de los indicadores de calidad del agua por un sensor en el aire es importante porque algunos de ellos son particularmente difíciles de medir en el laboratorio debido a la precisión del muestreo y / o los costos técnicos.
"Si bien la turbidez se ha mapeado remotamente durante años con satélites, esta vez pudimos estimar los componentes individuales de la turbidez: sedimentos suspendidos, carbono orgánico disuelto y clorofila-a", dijo la ecologista y coautora del USGS Lisamarie Windham-Myers.
"Una de las cosas más emocionantes de este estudio fue que demostró nuestra capacidad de tener una vista de una milla de las concentraciones de metilmercurio en un mosaico complejo de humedales y aguas abiertas", dijo el microbiólogo y coautor del USGS Mark Marvin-DiPasquale"Esto representa la primera imagen de esta sustancia tóxica a esta resolución y escala espacial".
"Teniendo en cuenta la dificultad y los elevados costos de medir el metilmercurio utilizando muestras, esta nueva técnica de detección remota representa un gran avance en nuestra capacidad para detectar puntos calientes de este contaminante en los humedales", agregó Fichot.
El enfoque de medición simultánea de bote / avión también pudo capturar con éxito los rápidos cambios que tienen lugar dentro del estuario, donde las mareas hacen que la calidad del agua cambie en escalas temporales de minutos y escalas espaciales de pies, dijo el coautor y biogeoquímico del estudio USGS BrianBergamaschi: "Este enfoque de utilizar un bote de alta velocidad para mapear las condiciones en el agua a través de un área amplia a medida que el sensor vuela por encima funcionó bien como una forma de relacionar las mediciones de laboratorio directamente con los datos del sensor en el aire", dijo Bergamaschi.el equipo ahora está usando la técnica para calibrar observaciones satelitales para ayudar a ampliar la vista.
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Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Laboratorio de Propulsión a Chorro . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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