Monitoramento Biológico da Qualidade da Água em Estuários

lobo

Monitor LOBO, fabricado pela WET Labs

A radiação de luz na faixa do ultravioleta é a chave para medição da matéria orgânica dissolvida em soluções aquosas por fluorescência. A proliferação de algas são o resultado de um excesso de nutrientes (íons de nitrato (NH4+) e fósforo (PO3-) em particular) e outros fatores. Os nutrientes são substâncias inorgânicas dissolvidas, que são essenciais para o crescimento e desenvolvimento de todos os organismos fotossintéticos. Estas substâncias geralmente existem na água do mar em concentrações de apenas partes por milhão. Estes nutrientes são naturais, mas nutrientes adicionais podem vir de fontes pontuais de poluição. Quando ocorre o excesso de nutrientes ode ocorrer o surgimento descontrolado e persistente de algas, chamado de eutrofização.

Eutrofização.

Eutrofização.

Eutrofização.

Eutrofização.

Este artigo fala sobre uma rede de monitores contínuos da qualidade da água para rios e regiões marítimas costeiras, compostas de vários sensores integrados num conjunto de nominado de LOBO (Land/Ocean Biogeochemical Observatory), fabricado pela WET Labs.

MONITOR

monitor

LOBO (Land/Ocean Biogeochemical Observatory) com o data logger

Monitor LOBO montado num suporte e fixado numa estaca submersa.

Monitor LOBO montado num suporte e fixado numa estaca submersa.

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O monitor LOBO é composto por duas partes, um suporte e o monitor propriamente dito. O suporte é fixado numa estaca submersa e o LOBO pode ser removido do suporte para manutenção. O equipamento é interligado a um sistema de aquisição de dados (Data Logger) sem fios que controla toda a entrada e recolhe dados de todos os sensores. Ele regula sua amostragem e compila seus dados em um único arquivo. Em seguida, envia esse arquivo para o servidor através de um modem GSM do tipo telefone celular.

O monitor mede a clorofila, turbidez nefelométrica, salinidade, temperatura, oxigênio dissolvido, nitrato e pressão.

Monitor de qualidade da água WET Labs

Monitor de qualidade da água WET Labs

Componentes do monitor: sensores de condutividade e temperatura, oxigênio dissolvido.

Componentes do monitor: sensores de condutividade e temperatura, oxigênio dissolvido.

FLUORÍMETRO

O monitor utiliza um fluorímetro digital para medir a clorofila tipo A (correlacionada à concentração de fitoplânctons), matéria orgânica colorida (CDOM) e algas como phycocyanin e ficoeritrina por fluorescência à luz ultravioleta.

Fluorímetro ECO FL.

Fluorímetro ECO FL.

Fluorescência da CDOM.

Fluorescência da CDOM.

Formação de algas verdes na água.

Formação de algas verdes na água.

O fluorímetro funciona pela projeção de um feixe de luz em um comprimento de onda de 370 nm na coluna de água. Os fótons interagindo com a CDOM na água causam a fluorescência. Dessa forma o sensor mede a quantidade de luz emitida (neste caso, a um comprimento de onda de 460 nm, luz azul) a partir do qual a concentração de CDOM é calculada. A clorofila A também é medida com um fluorímetro do mesmo modo como CDOM, mas utilizando um comprimento de onda de 470 nm de luz e medindo a quantidade de luz emitida a um comprimento de onda de 695 nm (luz vermelha).

O vídeo a seguir descreve características, funcionamento e aplicação do sistema.

LIMPEZA AUTOMÁTICA

Conforme mostrado no vídeo anterior, o instrumento de medição ótica por ultravioleta possui ainda um limpador/obturador (Bio-Wiper) que deslisa sobre a lente, habilitando a medição e se fecha para proteção,  evitando assim incrustação e formação de algas na sua superfície.

ANALISADOR DE CONDUTIVIDADE

A condutividade eletrolítica é medida usando uma célula de condutividade. A água é bombeada através da célula de condutividade. Uma pequena corrente eléctrica é feita passar através da água entre os dois eléctrodos ligados a um processador de computador. A resistência eléctrica da água é medida e usada para calcular a condutividade que é então utilizada para calcular a salinidade. O monitor analítico possui um reservatório (BLIS) que mantem um fluxo contínuo de amostra para as medições de condutividade e OD.

Célula de condutividade eletrolítica por contato.

Célula de condutividade eletrolítica por contato.

Célula Clark para medição do oxigênio.

Célula Clark para medição do oxigênio.

ANALISADOR DE OD

O oxigênio dissolvido (OD) é medido usando uma Célula Clark modificada. Um cátodo de platina e um ânodo de prata são imersos por uma solução de cloreto de potássio, coberta por uma membrana de Teflon que só transmite oxigênio e íons menores presentes na água do mar. A água passa sobre o exterior da membrana de Teflon. A membrana é permeável ao oxigênio, permitindo que os átomos de oxigênio se difunda através dele para dentro da solução de cloreto de potássio. Uma diferença de tensão constante é mantida entre os dois eletrodos causando uma corrente ao deixar o eletrodo de platina e combinam-se com os átomos de oxigênio de difusão através da membrana a partir da água circundante. A taxa em que os elétrons deixam o eletrodo é proporcional à concentração de oxigênio dissolvido na água. O movimento dos elétrons forma uma corrente elétrica, que pode ser medida e usada em uma equação juntamente com a temperatura, salinidade e pressão para calcular a concentração de oxigênio dissolvido.

ANALISADOR DE NITRATO

A medição do nitrato também é feita por meio de um feixe de luz ultravioleta através da coluna de água. O feixe é refletido por um espelho e lido por um espectrômetro. O espectrômetro mede a quantidade de luz que é absorvida pela água para cada comprimento de onda. Um algoritmo é então usado para calcular a concentração de nitratos na água em micro mols.

As parcerias entre as empresas WET Lab e Hach apresentam um webinar sobre este e outros sistemas de monitoramento para regiões costeiras, mostrado no vídeo abaixo:

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Referência: SCFF RECON

www.ianalitica.com.br

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