Новая технология, которая будет измерять уровни pH в морской воде, была разработана инженерами Национального центра океанографии в тесном сотрудничестве с океанографами из Саутгемптонского университета наук об океане и Земле, базирующегося в центре.
Команда успешно протестировала новое устройство на борту старого RRS Discovery и недавно представила свои результаты в научном журнале Anaytica Chimica Acta. В его нынешнем виде его можно использовать для бортового анализа проб морской воды, но конечной целью является дальнейшая разработка конструкции, чтобы его можно было использовать в течение длительных периодов времени в океане, проводя измерения на месте.
Подкисление океана происходит в результате повышения уровня атмосферного углекислого газа (CO2), который поглощается океанами.
Когда он растворяется в морской воде, CO2 образует мягкую кислоту, которая снижает pH океана во всем мире и может повлиять на морские экосистемы. «Нам необходимо контролировать pH морской воды с высокой точностью и точностью и в течение длительных периодов времени, чтобы обнаруживать изменения в углеродной системе», – говорит доктор Виктуар Реролле, ведущий автор и исследователь группы датчиков NOC.
Помимо мониторинга глобальных изменений, датчики могут использоваться для измерения более локального воздействия человека.
Микродатчики могут быть развернуты для обнаружения утечек из мест улавливания и хранения углерода, в результате чего CO2 искусственно удаляется из атмосферы и хранится в подводных резервуарах путем измерения любых проксимальных колебаний pH. Нефтяная промышленность также заинтересована в этой технологии для мониторинга кислотности морской воды вокруг буровых площадок.
Датчик работает по тем же принципам, что и лакмусовая бумага, которую многие люди, возможно, использовали на уроках химии в школе, при этом цвет меняется в зависимости от кислотности раствора.
«Микрожидкостный чип в датчике имеет большие преимущества, потому что он прочный, маленький, достаточно дешевый в производстве и использует небольшое количество реагентов, что действительно важно для развертывания на месте, где он может собирать данные в море в течение длительных периодов времени. времени.
"В датчике используется краситель, который меняет цвет в зависимости от pH. Краситель добавляется к образцу, затем цвет измеряется с помощью светодиодного источника света и устройства, называемого «спектрометр».
Микрожидкостный элемент просто описывает компонент, необходимый для смешивания образца морской воды с красителем, и ячейку для измерения цвета."
Следующим этапом является разработка системы на месте, которая может быть развернута на платформах для наблюдения за океаном, как это было сделано с другими датчиками, измеряющими различные химические свойства морской воды. «Теперь, когда мы знаем, что настольная система работает, мы можем использовать технологии других систем для создания микродатчиков pH на месте», – говорит д-р Реролле. «Это то, над чем мы работаем сейчас в сотрудничестве с океанографами из NOC.
"Работая как с инженерами, так и с учеными, вы извлекаете выгоду из идей разработчиков и конечного пользователя, в результате чего получается конечный продукт, соответствующий назначению, созданный с высокими техническими характеристиками."