Исследователи разработали систему быстрого мониторинга растворенного CO₂ в морской воде

Группа ученых под руководством Цинь Вэя из Яньтайского института прибрежной зоны (YIC) Китайской академии наук разработала морскую систему мониторинга диоксида углерода (CO₂) на основе электрохимического сенсора для быстрого in situ профилирования растворенного CO₂ в морской воде.

Растущие антропогенные выбросы атмосферного CO₂ приводят к значительному увеличению его поглощения океаном. Это, в свою очередь, может вызвать снижение pH морской воды и серьезные изменения химического баланса в морском карбонатном цикле, потенциально влияя на морскую биоту и экосистему океана. Для точной оценки воздействия этих изменений необходим количественный мониторинг изменчивости растворенного CO₂ с высоким временным и пространственным разрешением, поскольку при отборе и транспортировке проб может происходить их изменение из-за ре-равновесия с атмосферным CO₂.

Разработанная система включает зонды для измерения параметров морской воды (pH, электропроводность, температура), электрохимический сенсорный блок на основе ионоселективного электрода для детектирования карбонатов, систему управления для калибровки сенсора, автономного анализа проб и коррекции влияния солености, а также проточную систему для ввода калибровочных растворов или морских проб. Коррекция солености позволяет повысить точность детектирования в условиях высокой солености, что делает систему пригодной для морского мониторинга.

Испытания системы в трех морских районах Китая (Бохайском, Желтом и Южно-Китайском морях) подтвердили ее работоспособность. В ходе мониторинга в Бохайском море система продемонстрировала время отклика 40 с, воспроизводимость 0,3% и точность детектирования 95% по сравнению с референтным методом. Система способна автономно выполнять анализ морской воды, калибровку сенсоров, хранение и передачу данных, открывая новые возможности для получения быстрой и точной информации о морском углеродном цикле без необходимости предварительной подготовки проб.