Tento dron nesie malé laboratórium určené na meranie koncentrácií dusičnanov v ťažko{0}}-dostupných vodných cestách. Poďakovanie: Nathan Jared
Čo keby ste namiesto odoberania vzorky vody alebo pôdy do laboratória mohli vziať laboratórium do vzorky? O tom informoval tím výskumníkovSenzory ACSurobil s novým dusičnanovým-monitorovaním „laboratória-na--drone“. Dron umožňuje jednoduché, v reálnom čase{5}}odber vzoriek a analýzu vody v ťažko--dostupných oblastiach, ako sú strmé priekopy alebo bažinaté nížiny.
Prihláste sa na odber nášho bulletinu a získajte najnovšie aktualizácie sci{0}}technológií.
Táto technológia by mohla pomôcť farmárom optimalizovať používanie hnojív a zabrániť znečisteniu vodných ciest nadmerným odtokom dusičnanov.
Prečo je monitorovanie dusičnanov dôležité
Hnojivo-obsahujúce dusík je dôležitou zložkou moderného poľnohospodárstva, no väčšina z nich je z polí odnášaná systémami na odvodňovanie vody.
Značná časť tohto zvyškového dusíka sa premení na dusičnany, ktoré môžu spôsobiť kvitnutie rias a „mŕtve zóny“ s nízkym -kyslíkom vo vodných tokoch alebo kontaminovať pitnú vodu. Monitorovanie koncentrácií dusičnanov však nie je vždy jednoduché, pretože veľká časť poľnohospodárskych odpadových vôd je vo vzdialenej poľnohospodárskej pôde alebo v bahnitých priekopách a vzorky sa musia posielať do laboratória na spracovanie. Výskumníci teda vyvíjajú spôsoby, ako to dosiahnuť pomocou diaľkovo-ovládaných zariadení.
Ako funguje laboratórium-na--drone
Jonathan Claussen a kolegovia chceli vytvoriť jedno takéto laboratórium-na--drone na monitorovanie znečistenia živinami, ktoré by bolo lacnejšie a efektívnejšie ako existujúce možnosti.
Výskumníci navrhli prispôsobené čerpadlo, nízkonákladové elektrochemické dusičnanové senzory a potenciometrické zariadenie na rýchle a jednoduché kvantifikovanie koncentrácií dusičnanov. Potom namontovali zariadenie na komerčne dostupný dron. Dlhá trubica pod dronom vtiahla vodu do mini-laboratória, kde bola analyzovaná vo vzduchu za približne sedem minút.
Dron uložil všetky výsledky na palubnú pamäťovú kartu na neskoršie odčítanie a analýzu a pred pristátím dokázal spracovať viacero vzoriek.
Výkon a budúce aplikácie
V testoch senzorový systém výskumníkov detekoval koncentrácie dusičnanov až do 2,5 častíc na milión (ppm) a bol o 95 % taký presný ako typický laboratórny-systém na elektrochemickú detekciu dusičnanov.
V odvodňovacej priekope na poľnohospodárskom mieste v Iowe laboratórium-na--drone zistilo priemerné koncentrácie dusičnanov 5,39 ppm, čo je v súlade s predchádzajúcimi meraniami vykonanými v tejto oblasti a pod maximálnou úrovňou 10 ppm pre pitnú vodu stanovenou Americkou agentúrou pre ochranu životného prostredia.
Tím vysvetľuje, že vďaka jeho novému systému je monitorovanie znečistenia dusičnanmi jednoduchšie než predtým a predstavuje základ pre budúce laboratórne-aplikácie{1}}-dronov v poľnohospodárstve, ako je monitorovanie kontaminácie baktériami alebo pesticídmi vo vodných cestách.
Autori podali americký patent súvisiaci s týmto dielom.
Viac informácií:Laboratórium-na-a-drone: Elektrochemické snímanie dusičnanov v reálnom čase-v povodiach poľnohospodárskych oblastí,Senzory ACS(2025). DOI: 10.1021/acsensors.5c02620
Poskytuje American Chemical Society
