Лаборатория на дроне в реальном времени отслеживает сток удобрений

Исследователи создали систему мониторинга нитратов "лаборатория на дроне", которая позволяет легко брать пробы и проводить анализ воды в режиме реального времени в труднодоступных местах, таких как крутые канавы или заболоченные низменности. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале ACS Sensors.

Эта технология может помочь фермерам оптимизировать использование удобрений и предотвратить загрязнение водных путей из-за избыточного стока нитратов. Большая часть азотных удобрений смывается с полей дренажными системами, превращаясь в нитраты, которые вызывают цветение водорослей, образование "мертвых зон" с низким содержанием кислорода и могут загрязнять питьевую воду.

Команда под руководством Джонатана Клаусена разработала недорогую и эффективную систему, включающую специальный насос, малобюджетные электрохимические датчики нитратов и потенциометрическое устройство для быстрого количественного определения концентрации. Оборудование установлено на коммерчески доступном дроне. Длинная трубка под дроном забирает воду в мини-лабораторию, где анализ проводится в воздухе примерно за семь минут. Результаты сохраняются на бортовой карте памяти для последующего считывания.

В ходе испытаний сенсорная система обнаруживала концентрации нитратов до 2,5 частей на миллион (ppm), демонстрируя точность 95% по сравнению с лабораторной системой. В дренажной канаве на сельскохозяйственном участке в Айове система зафиксировала среднюю концентрацию нитратов 5,39 ppm, что соответствует предыдущим измерениям и ниже установленного Агентством по охране окружающей среды США максимального уровня в 10 ppm для питьевой воды. Новая система упрощает мониторинг нитратного загрязнения и закладывает основу для будущих применений "лаборатории на дроне" в сельском хозяйстве, например, для контроля бактерий или пестицидов. Авторы подали заявку на патент США, связанный с этой разработкой.