De waterkwaliteitsmonitor verzamelt en rapporteert metingen van sensoren die in de oceaan hangen. Momenteel zijn we ons prototype aan het upgraden en zijn we van plan om het over ongeveer een week weer bij Surfside te hebben.
Voortbouwend op onze eerdere waterkwaliteitsexperimenten, probeert deze inspanning een systeem te ontwikkelen voor continue monitoring van aquatische omgevingsparameters dat off-grid kan worden geïnstalleerd, aangedreven door zonnepanelen en communiceren via GSM-netwerken. Zodra het systeem operationeel is, zal het worden getest aan de hand van commerciële waterkwaliteitsmeters en gestandaardiseerde monitoringmethoden om de nauwkeurigheid ervan te valideren.
Tijdens een programmeerexperiment van twee maanden bouwden Manuel en Sean de SurfsideSensors-opslagplaats en prototypen milieumonitoringstations voor water- en luchtkwaliteit. De stations gebruiken dezelfde code, met verschillende bibliotheken en implementaties voor verschillende sensoren.
Het waterkwaliteitsstation, genaamd WAP (water assessment probes), maakt gebruik van betaalbare en zeer nauwkeurige sondes van Atlas Scientific. Voor dit station meten de meegeleverde sondes temperatuur, pH, elektrische geleidbaarheid en opgeloste zuurstof. Elke sonde gebruikt een signaalinterpreterend communicatiecircuit dat het onbewerkte signaal van de sonde opneemt en op verzoek naar de microcontroller stuurt. De gebruikte microcontroller omvat een batterijhouder aan boord, een zonnepaneelpoort, een gps-ontvanger, een SD-kaartsleuf en een gsm-modem met simkaart. Dit voorkomt dat u al deze componenten afzonderlijk moet zoeken en kopen en vermindert het risico dat er iets verkeerd wordt aangesloten. De behuizing is geïnspireerd op het ontwerp van MakerBuoy, die een waterdichte gereedschapskist en een bodembuis gebruikt om hem rechtop te houden en de sondes te beschermen.
De initiële ontwikkeling was gericht op software, gevolgd door de bouw van een printplaat op maat om de componenten te monteren. De behuizing is als laatste geproduceerd en het prototype is op 22 augustus gekalibreerd en geïnstalleerd in Surfside Marina. Het apparaat werkte zoals verwacht, behalve de meetwaarden van de pH-sensor, die veel fluctueerde en meetwaarden rapporteerde die niet klopten voor oceaanwater. Na twee weken werd de unit uit het water gehaald en geïnspecteerd. Pogingen om opnieuw te kalibreren werkten niet zoals verwacht, dus we dachten dat de sensor mogelijk beschadigd of defect was. Biofouling werd waargenomen op het apparaat, wat vanaf het begin een punt van zorg was. In afwachting van een vervangende pH-sensor en het bijvullen van kalibratievloeistoffen, is WAPv1 momenteel terug in het lab voor onderhoud.
Binnenkort beschikbaar Handleiding voor het bouwen van een waterkwaliteitssensor Binnenkort link naar DATA
Wat is opgeloste zuurstof? Net als in de lucht zit er ook zuurstof in het water, maar het is opgelost. Net zoals zout zich vermengt met water, lost zuurstof op in water. Dit is een belangrijk aspect om te meten omdat het niveau van opgeloste zuurstof het leven onder water beïnvloedt. Alle planten, vissen en andere organismen onder water hebben zuurstof nodig om te overleven, maar de enige manier om zuurstof te verkrijgen is via opgeloste zuurstof. Waar komt zuurstof vandaan? Er zijn twee belangrijke manieren die bijdragen aan opgeloste zuurstof. Alle stoffen willen altijd van een hoge concentratie naar een lagere gaan, en je zult merken dat zuurstof vanuit de lucht door de oceaan wordt overgebracht en opgenomen. Je kunt het je voorstellen alsof je in een overvolle kamer bent, iedereen op elkaar gestapeld, en er is nog een kamer ernaast waar meer ruimte is. Natuurlijk zullen mensen proberen naar de kamer met meer ruimte te verhuizen. Dit is hoe zuurstof in de lucht en het water werkt. Daardoor komt er zuurstof uit de lucht in het water omdat daar meer ruimte voor is. Naast opname uit de lucht is zuurstof ook afkomstig van fotosynthese. Planten vangen en gebruiken het zonlicht en koolstofdioxide uit de lucht om onder andere zuurstof te produceren. Niet alleen terrestrische planten, maar ook waterorganismen kunnen voedsel produceren uit fotosynthese, zoals waterplanten, zeewier en fytoplankton (ook bekend als microalgen), waaronder cyanobacteriën en algen. Deze organismen zijn essentieel voor de zuurstofproductie op onze planeet. Tijdens het fotosyntheseproces creëren ze zuurstof die direct oplost in water. Het is belangrijk op te merken dat de uitwisseling van zuurstof tussen de oceaan en de lucht constant plaatsvindt, dus niet alleen absorbeert de oceaan zuurstof uit de lucht, maar stuurt het ook zuurstof terug naar de lucht, vooral vanwege de hoge productie van zuurstof uit fotosynthese. Wat gebeurt er met de zuurstof in het water? Net als op het land heeft alles wat in het water leeft zuurstof nodig om te overleven. Zelfs wanneer zuurstof het water verlaat en de lucht in gaat, blijft er altijd een bepaalde hoeveelheid opgeloste zuurstof in het water achter. De hoeveelheid opgeloste zuurstof hangt echter niet alleen af van de hoeveelheid zuurstof in de lucht, maar ook van de hoeveelheid zout en de temperatuur van het water. Zout neemt ook ruimte in water in, dus het concurreert met zuurstof om ruimte. Daarom wordt zuurstof veel schaarser als er veel zout in het water zit. Een andere factor die opgeloste zuurstof kan beïnvloeden, is temperatuur. Wanneer de temperatuur ervoor zorgt dat de zuurstofmoleculen veel trillen en bewegen, wordt het ook gemakkelijker voor zuurstof om uit het water te ontsnappen. Waarom zouden we ons zorgen moeten maken over opgeloste zuurstof in onze oceanen? Want alles wat op of in het water leeft heeft zuurstof nodig om te overleven. Daarom meten wetenschappers opgeloste zuurstofniveaus om de gezondheid van de oceaan te bepalen. Vissen en andere organismen die in het water leven, hebben verschillende zuurstofbehoeften en ze leven in verschillende delen van het water. Zalm heeft bijvoorbeeld veel opgeloste zuurstof nodig, dus ze leven in gebieden waar de watertemperatuur kouder is. Guppy's hebben echter niet zoveel opgeloste zuurstof nodig, dus kunnen ze in warmer water leven. Afgezien van dit alles is er een proces dat eutrofiëring wordt genoemd. Dit gebeurt van nature, maar tegenwoordig gebeurt het veel door menselijke activiteiten. Eutrofiëring betekent dat er een teveel aan nutriënten (zoals stikstof en fosfor) in het water terechtkomt, waardoor er een overmatige groei van cyanobacteriën en algen ontstaat. Je vraagt je misschien af waarom dit slecht is omdat ze opgeloste zuurstof produceren, toch? Nou, zoals alles in de natuur, hangt het allemaal af van balans. Als er te veel algen zijn, concurreren ze met waterplanten door het zonlicht te blokkeren. Hierdoor wordt het water donkerder, sterft de vegetatie en overschrijden de algen hun eigen beperkingen en sterven ze af. Wanneer planten en algen in grote hoeveelheden afsterven, ondergaan ze ontbinding, waardoor veel van de opgeloste zuurstof wordt verbruikt, waardoor er niet genoeg zuurstof overblijft voor de vissen. Ten slotte sterven vissen en ander zeeleven, wat nog meer ontbinding veroorzaakt en bijna alle opgeloste zuurstof in het water uitput.