Monitorare la qualità dell'acqua nella Chesapeake Bay
I volontari hanno un ruolo fondamentale nel monitorare la qualità dell'acqua nella Baia di Chesapeake.
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Indice
- Cosa Sono gli Indicatori?
- L'Importanza della Luce nell'Acqua
- Rilevamento Remoto dallo Spazio
- Coinvolgimento dei Volontari
- La Chesapeake Bay: Un'Overview
- Monitoraggio della Chiarezza dell'Acqua
- Metodi di Misurazione della Qualità dell'Acqua
- Nuovi Approcci alla Misurazione
- Tecnologia in Azione
- Aree di Campionamento nella Chesapeake Bay
- Raccolta Dati e Formazione
- Eventi Speciali per la Raccolta Dati
- Comprendere la Variabilità nelle Misurazioni
- La Strada da Fare
- Conclusione
- Fonte originale
- Link di riferimento
La monitoraggio della qualità dell'acqua è super importante per mantenere ecosistemi sani. Nella Chesapeake Bay, si usano vari indicatori per valutare la salute generale dell'acqua e dell'ambiente circostante. Questi indicatori includono marcatori biologici come la clorofilla a, misure fisiche come la Torbidità e misurazioni chimiche come la materia organica colorata disciolta.
Cosa Sono gli Indicatori?
Gli indicatori sono fattori specifici che aiutano gli scienziati a capire le condizioni generali dell'acqua. Ad esempio, la clorofilla a è un pigmento presente nelle piante e nelle alghe che indica la presenza di questi organismi nell'acqua, il che può segnalare produttività. La torbidità misura quanto è chiara l'acqua, mentre la materia organica colorata disciolta riflette la presenza di materiali organici che possono influenzare la qualità dell'acqua.
L'Importanza della Luce nell'Acqua
La luce gioca un ruolo fondamentale negli ecosistemi acquatici. Diverse proprietà dell'acqua, come come disperde e assorbe la luce, possono influenzare quanto in profondità può arrivare la luce solare. Questo è importante per le piante acquatiche che dipendono dalla luce per la fotosintesi. Gli scienziati analizzano queste proprietà, conosciute come Proprietà Ottiche Inerenti, per capire come la luce interagisce con l'acqua e gli organismi al suo interno.
Rilevamento Remoto dallo Spazio
Grazie alla tecnologia avanzata, ora possiamo osservare il colore dell'acqua dallo spazio usando sensori speciali sui satelliti. Questi sensori possono catturare dettagli fini sulle condizioni dell'acqua su grandi aree, inclusa la Chesapeake Bay. Le osservazioni satellitari accurate dipendono da misurazioni a livello del suolo effettuate nell'acqua. Qui entrano in gioco i volontari e i gruppi locali.
Coinvolgimento dei Volontari
Negli ultimi dieci anni, molti volontari si sono uniti agli sforzi di monitoraggio della qualità dell'acqua. Questi volontari raccolgono dati su diverse proprietà dell'acqua, che possono poi essere confrontati con i dati raccolti dai sensori satellitari. Alcuni progetti notevoli che utilizzano volontari includono SeaHawk/HawkEye e Eye on Water. Queste iniziative permettono ai membri della comunità di partecipare direttamente al monitoraggio dei propri corpi idrici locali.
La Chesapeake Bay: Un'Overview
La Chesapeake Bay è il più grande estuario degli Stati Uniti. Si estende per circa 320 chilometri dal Maryland all'Oceano Atlantico. La sua geografia unica include numerosi fiumi piccoli e affluenti di marea che costituiscono una parte significativa della superficie della Baia. Queste regioni poco profonde giocano ruoli cruciali nell'ecosistema fornendo habitat per pesci e uccelli e processando vari input terrestri nella Baia.
Monitoraggio della Chiarezza dell'Acqua
Migliorare la qualità dell'acqua, specialmente la chiarezza dell'acqua, è una priorità per le organizzazioni che lavorano al ripristino della Baia. Organizzazioni come il Chesapeake Bay Program mirano a migliorare le condizioni in queste acque poco profonde. Molte aree di marea non sono monitorate con attenzione per indicatori chiave come clorofilla a, torbidità e materia organica colorata disciolta, il che rende difficile capire pienamente la loro salute.
Metodi di Misurazione della Qualità dell'Acqua
I volontari nella zona della Chesapeake Bay usano comunemente un disco Secchi per misurare la chiarezza dell'acqua. Questo dispositivo è un semplice obiettivo circolare abbassato nell'acqua fino a quando non è più visibile, permettendo agli osservatori di giudicare la chiarezza in base alla profondità. Sebbene questo metodo sia facile da usare e fornisca dati a lungo termine, ha delle limitazioni. Dipende dall'osservazione umana, che può essere soggettiva, e i risultati riflettono vari fattori che influenzano la trasmissione della luce.
Nuovi Approcci alla Misurazione
Per migliorare il monitoraggio della qualità dell'acqua, servono metodi più specifici. Un approccio promettente prevede l'uso di misurazioni di fluorescenza. Questa tecnica può essere eseguita usando dispositivi portatili che forniscono risultati rapidi e immediati, rendendola adatta per il coinvolgimento della comunità. Strumenti come l'Aquafluor permettono ai volontari di misurare direttamente la clorofilla e la materia organica colorata disciolta da campioni d'acqua.
Tecnologia in Azione
Un altro strumento innovativo per monitorare la qualità dell'acqua è l'uso delle fotocamere degli smartphone. Sono state sviluppate applicazioni speciali per analizzare le immagini della superficie dell'acqua. Ad esempio, HydroColor aiuta i volontari a stimare la torbidità confrontando i colori dell'acqua con un riferimento standard. Questo metodo non solo potenzia i volontari ma crea anche un grande insieme di dati per l'analisi.
Aree di Campionamento nella Chesapeake Bay
Le attività di campionamento sono state effettuate regolarmente in tutta la Chesapeake Bay, in particolare nei tributi di marea. I volontari sono incoraggiati a raccogliere dati da luoghi che frequentano, sia da pontili che da barche. Le sessioni di formazione assicurano che tutti i volontari sappiano come raccogliere e registrare le proprie osservazioni con precisione.
Raccolta Dati e Formazione
I partecipanti prelevano campioni e segnalano varie condizioni nei siti di campionamento, come la velocità del vento e la temperatura dell'acqua. Questi dati migliorano la comprensione di come diversi fattori ambientali possono influenzare la qualità dell'acqua. Il processo di formazione promuove coerenza e affidabilità tra tutti i volontari.
Eventi Speciali per la Raccolta Dati
Occasionalmente, vengono organizzati eventi speciali chiamati "Satelliti e Campioni" per raccogliere dati da molte località in un solo giorno. Questi eventi sono aperti a chiunque voglia partecipare, attirando spesso più volontari. Raccogliendo campioni e registrando condizioni simultaneamente, questi eventi offrono uno spaccato della qualità dell'acqua della Baia in giorni specifici.
Comprendere la Variabilità nelle Misurazioni
I dati raccolti dai volontari sono preziosi ma presentano variabilità. Differenze nelle misurazioni possono derivare da varie fonti, comprese la competenza dell'utente, le condizioni ambientali e le limitazioni dell'attrezzatura. Studiare queste variabili aiuta i ricercatori a migliorare l'accuratezza e l'efficienza delle valutazioni della qualità dell'acqua.
La Strada da Fare
Gli ultimi due anni di raccolta dati dai volontari hanno fornito spunti su come vari fattori influenzano la chiarezza dell'acqua nella Chesapeake Bay. Questo approccio guidato dalla comunità consente una comprensione più ricca della salute della Baia. Confrontando i dati dei volontari con le osservazioni satellitari, gli scienziati sperano di migliorare il monitoraggio della qualità dell'acqua e sostenere gli sforzi di ripristino.
Conclusione
Il monitoraggio della qualità dell'acqua nella Chesapeake Bay è fondamentale per proteggere questo ecosistema vitale. Grazie alla collaborazione dei volontari e alla tecnologia avanzata, possiamo raccogliere dati significativi per aiutare a mantenere la salute della Baia. Comprendere le interazioni all'interno di questo ambiente, specialmente riguardo alla luce e al suo effetto sulla chiarezza dell'acqua, aiuterà gli sforzi di conservazione a lungo termine. Combinando il coinvolgimento della comunità con metodi scientifici, stiamo migliorando la nostra capacità di monitorare e migliorare la qualità dell'acqua in questa importante risorsa naturale.
Titolo: Participatory science methods to monitor water quality and ground truth remote sensing of the Chesapeake Bay
Estratto: Measurements by volunteer scientists using participatory science methods in combination with high resolution remote sensing can improve our ability to monitor water quality changes in highly vulnerable and economically valuable nearshore and estuarine habitats. In the Chesapeake Bay (USA), tidal tributaries are a focus of watershed and shoreline management efforts to improve water quality. The Chesapeake Water Watch program seeks to enhance the monitoring of tributaries by developing and testing methods for volunteer scientists to easily measure chlorophyll, turbidity, and colored dissolved organic matter (CDOM) to inform Bay stakeholders and improve algorithms for analogous remote sensing (RS) products. In the program, trained volunteers have measured surface turbidity using a smartphone app, HydroColor, calibrated with a photographers gray card. In vivo chlorophyll and CDOM fluorescence were assessed in surface samples with hand-held fluorometers (Aquafluor) located at sample processing "hubs" where volunteers drop-off samples for same day processing. In validation samples, HydroColor turbidity and Aquafluor in vivo chlorophyll and CDOM fluorescence were linearly related to standard analytical measures of turbidity, chlorophyll and CDOM, respectively, with R2 values ranging from 0.65 to 0.85. These methods are being used for both repeat sampling at fixed sites of interest and ad-hoc "blitzes" to synoptically sample tributaries all around the Bay in coordination with satellite overpasses. All data is accessible on a public database (serc.fieldscope.org) and can be a resource to monitor long-term trends in the tidal tributaries as well as detect and diagnose causes of events of concern such as algal blooms and storm-induced reductions in water clarity.
Autori: Patrick James Neale, S. Brown, T. Sill, A. Cawood, M. Tzortziou, J. Park, M. Lee, B. Paquette
Ultimo aggiornamento: 2024-06-05 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.03.597187
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.03.597187.full.pdf
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Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
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