克利爾湖有害藻華得到有效治理

位于加利福尼亞州的克利爾湖(Clear Lake)是北美的重點監(jiān)控湖泊之一，這里的有害藻華問題十分嚴(yán)重。為了更好地了解導(dǎo)致湖中藻類大量繁殖的原因，來自洛杉磯南加州大學(xué)和南加州海岸水研究所(SCCWRP)的研究人員選擇了賽萊默YSI品牌的產(chǎn)品，其可監(jiān)測湖泊捕獲水深、水質(zhì)和水溫等數(shù)據(jù)，為研究人員提供高分辨率藻華數(shù)據(jù)。

雖然藻類植物是地球上綠色生命的起源，它們所釋放的氧氣占大氣含氧量的50%左右，但當(dāng)這些藻類不受控制地生長時，就會形成有害藻華，對地表水質(zhì)造成嚴(yán)重威脅。從影響飲用水的口感和氣味，到產(chǎn)生可能使動物和人類生病的毒素，有害藻華的影響范圍很廣。

有很多種藻類植物會產(chǎn)生毒素，每種藻類都能適應(yīng)不同的環(huán)境條件，生命力十分頑強。造成有害藻華的原因例如水體中營養(yǎng)物質(zhì)過多，尤其是氮和磷。此外，氣候變化導(dǎo)致的溫度升高也為產(chǎn)生毒素的藻類生長提供了條件。

在研究克利爾湖有害藻華問題上

遭遇重重挑戰(zhàn)

克利爾湖是加州最大的淡水湖之一，面積達27.4平方公里。它大約有250萬年的歷史，也是北美最古老的湖泊之一。有害藻華是克利爾湖社區(qū)最為關(guān)心的問題之一，因為有18家飲用水公司以該湖為水源，向4萬多居民供水。

科學(xué)家們知道，這里出現(xiàn)有害藻華可能是溫度和富營養(yǎng)化的結(jié)果，富營養(yǎng)化就是含有營養(yǎng)元素的肥料流入湖中，導(dǎo)致植物和藻類過度生長。研究人員想要對藻華有深入的了解，但無奈離散樣本提供的數(shù)據(jù)有限，而且克利爾湖由三個湖叉組成，特征各異，情況比較復(fù)雜。

雖然離散樣本提供了該湖在特定位置、特定時間的重要信息，但研究人員還需要了解湖泊的物理結(jié)構(gòu)和不同水深處（水柱）的變化情況對藻華的影響。

使用創(chuàng)新技術(shù)展開新研究

最近在克利爾湖進行的一項研究項目旨在利用賽萊默的YSI技術(shù)來解決其中的一些挑戰(zhàn)。其中的一個關(guān)鍵目標(biāo)是將有關(guān)水柱和環(huán)境參數(shù)的新數(shù)據(jù)與從離散水樣中收集到的其他數(shù)據(jù)聯(lián)系起來。

該項目的研究員、南加州大學(xué)的David Caron博士寫道：“如果我們能通過空間和時間將這些不同的信息聯(lián)系在一起，就能得到關(guān)于克利爾湖中浮游生物的物種演替和營養(yǎng)互作的一手信息。"

克利爾湖的面積如此之大，要將整個湖的數(shù)據(jù)全部聯(lián)系起來并不容易，但這對于了解導(dǎo)致藻華和毒素的生物過程又是至關(guān)重要的。該研究還旨在幫助研究人員先確定從哪里收集離散樣本，這個過程耗費的成本比較大。

研究人員與賽萊默通力合作，使用YSI 綜合解決方案對湖泊的有害藻華進行測繪，形成高分辨率的水質(zhì)、水流和水深圖。同時應(yīng)用 YSI的EXO平臺, 是一種智能、野外應(yīng)用的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。

從兩個不同尺度對湖水展開研究

研究人員進行這項研究是為了從兩個截然不同的空間尺度上對湖泊進行監(jiān)測。第一個尺度是沿著克利爾湖的三個湖叉的主軸進行，以掌握湖水的整體特征。第二個尺度是對下湖叉海灣的一部分進行高分辨率測繪，目的是詳細(xì)了解藍(lán)綠藻（藍(lán)藻）及其毒素的分布情況。

研究過程中配備 YSI EXO1探測器, 帶有用于測量電導(dǎo)率/溫度、藻類總數(shù)、溶解氧和pH值的傳感器。當(dāng)航行器在不同深度垂直移動時，得到的測量數(shù)據(jù)可用于構(gòu)建2D水柱圖。

對克利爾湖有了全新的了解

賽萊默旗下品牌YSI提供的解決方案，讓研究人員對該湖的水柱結(jié)構(gòu)有了更好的了解，可以就導(dǎo)致湖中出現(xiàn)有害藻華的因素提出可檢驗的假設(shè)。

在全湖范圍內(nèi)獲得的數(shù)據(jù)還給出了關(guān)于在何處以及如何利用有限資源來選取采樣點的重要信息。之后的任務(wù)是將這些數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)集中，以便進一步了解水質(zhì)與克利爾湖藻華之間的關(guān)系。