Условия в озере Эри по-прежнему создают определенные риски для здоровья жителей Огайо в прибрежных общинах, что затрудняет поддержание хорошего качества воды для граждан, государственных и местных политиков.
Недавняя публикация в Frontiers in Marine Science показывает, как исследователи в районе Великих озер работают над поиском инновационных решений. Джон Лекки, доктор философии, главный исследователь Исследовательского центра Гленна НАСА, в сотрудничестве с соисследователями из местных университетов, включая Кентский государственный университет, выиграл предложение НАСА по качеству воды в июне 2017 года. Этот недавний грант дает возможность реализовать подход штата Кент к выявление вредоносного цветения водорослей в озере Эри и вокруг него.
Джозеф Ортиз, доктор философии, профессор геологии в Кентском государственном колледже искусств и наук, является опытным ветераном в изучении проблем, связанных с цианобактериальными вредоносными водорослями (cyanoHABs), которые преследуют города на озере Эри и города годами. Доктор Ортис является ведущим автором недавно опубликованной журнальной статьи под названием «Взаимное сравнение подходов к методу эмпирических линий для заместительной калибровки гиперспектрального отражения». Доктор Ортис является соисследователем гранта НАСА, который позволит ему и его коллегам из нескольких институтов в Огайо и Мичигане применить то, что они узнали, изучая воды озера Эри. Это часть большого совместного исследования, которое охватывает воды западного бассейна озера Эри от залива Моми до Детройтского Плюма и залива Сандаски..
Сине-зеленые водоросли, известные с научной точки зрения как цианобактерии, распространены в пресноводных системах, таких как озера и ручьи. При определенных условиях они могут производить сильнодействующие цианотоксины, такие как микроцистин, который поражает печень и кровь. Когда сине-зеленые водоросли беспрепятственно растут, некоторые из этих цианобактерий могут производить цианоГАВ. Именно эти токсичные цианобактерии наводнили западную оконечность озера Эри и части реки Моми в 2014 году. Это вызвало массовое загрязнение питьевой воды в Толедо.
С тех пор ученые, в том числе доктор Ортис, сосредоточились на том, как они могут изолировать токсичный сигнал цианобактерий, используя гиперспектральный сканер для более тщательного наблюдения за их ростом и движением. Это позволит более точно направить усилия по очистке воды, направленные на снижение воздействия этих цианобактерий.
Доктор. Подход Ортиса основан на том факте, что окрашивающие вещества в воде по-разному поглощают и рассеивают свет.
«Любой материал, который поглощает или рассеивает свет, будет создавать отражающий спектр, который указывает на то, что присутствует, хотя часто присутствует несколько сигналов, которые необходимо разделить», - сказал доктор Ортис. «Наша новая статья демонстрирует, что метод спектрального разложения относительно нечувствителен к типу применяемого метода атмосферной коррекции, и он выделяет этот шум - атмосферные ошибки - чтобы дать нам более чистый сигнал. Затем мы можем сравнить эти несмешанные спектры с пигментами в нашей библиотеке образцов воды и отложений. Сравнение с известными пигментами помогает нам определить, что находится в воде».
Доктор. Ортис сказал, что гиперспектральные приборы NASA Glenn и биооптические знания, которые позволили разработать прибор, являются ключевыми инструментами, которые объединяют команду. Используемый таким образом прибор НАСА измеряет длины волн света, отражающегося от воды, а также падающего солнечного света, освещающего сцену.
«Эта информация необходима для корректировки данных прибора и позволяет нам уменьшить ошибки, связанные с разницей во времени измерения», - сказал д-р Ортис.