पानी की गुणवत्ता की निगरानी

पानी के नीचे सीवर पाइप. फोटो © ग्राफनर/आईस्टॉक

यह समझने के लिए कि क्या अपशिष्ट जल प्रदूषण किसी विशेष वातावरण को प्रभावित कर रहा है या समस्या के स्रोत और सीमा को स्थापित कर रहा है, प्रबंधकों के लिए आधारभूत स्थितियों को स्थापित करना और एक निगरानी कार्यक्रम स्थापित करना महत्वपूर्ण है। यहां तक ​​​​कि सबसे छोटी नमूना परियोजनाओं को समस्या की पहचान करने, स्पष्ट तरीकों और गुणवत्ता आश्वासन चरणों को परिभाषित करने और डेटा प्रोसेसिंग और संचार योजनाओं पर विचार करने के लिए सावधानीपूर्वक योजना से लाभ होता है।

जल गुणवत्ता कार्यक्रम के प्रमुख चरण हैं:

  1. समस्या को परिभाषित करें। आप किन संभावित अपशिष्ट जल प्रभावों की पहचान करने की आशा करते हैं? कौन सा डेटा पहले से मौजूद है, जैसे अपशिष्ट जल के बुनियादी ढांचे के बारे में साइट-विशिष्ट जानकारी?
  2. ऐसी प्रक्रियाओं का उपयोग करके लक्षित जल गुणवत्ता निगरानी का संचालन करें जिसमें जहां संभव हो विशेषज्ञों से इनपुट शामिल हो (उदाहरण के लिए, किन साइटों की निगरानी करनी है, किन संकेतकों पर ध्यान केंद्रित करना है, डेटा कैसे एकत्र किया जाएगा)।
  3. प्रदूषण स्रोतों का पता लगाने में मदद के लिए उन्नत अध्ययन विकसित और कार्यान्वित करें।
  4. साझेदारों, निर्णय निर्माताओं और किसी भी अन्य महत्वपूर्ण हितधारकों के साथ संचार के लिए डेटा का विश्लेषण और सारांश करें, यह ध्यान में रखते हुए कि कौन सा डेटा आपके दर्शकों के लिए आकर्षक है।
  5. योजना प्रक्रिया या प्रबंधन कार्रवाई का मार्गदर्शन करने के लिए जानकारी का उपयोग करें।

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अपशिष्ट जल से संबंधित पानी की गुणवत्ता में परिवर्तन का पता लगाने के लिए, रीफ प्रबंधकों को निम्नलिखित संकेतकों को मापने पर विचार करना चाहिए:

नाइट्रोजन और फास्फोरस, पौधों और जानवरों के लिए आवश्यक पोषक तत्व, पोषक तत्वों के सामान्य संकेतक हैं। नाइट्रोजन के स्रोतों में अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र का निर्वहन, निषेचित लॉन और क्रॉपलैंड से अपवाह, सेसपूल और असफल सेप्टिक सिस्टम, पशु खाद और भंडारण क्षेत्रों से अपवाह, और औद्योगिक निर्वहन जिनमें संक्षारण अवरोधक होते हैं। नाइट्रोजन और फास्फोरस के सामान्य उपायों में शामिल हैं: कुल नाइट्रोजन (नमूने में पाए जाने वाले नाइट्रोजन के सभी कार्बनिक और अकार्बनिक, घुलित और कण रूप), अमोनिया, नाइट्रेट्स, नाइट्राइट और कुल फास्फोरस (फॉस्फोरस के सभी रूप)।

अंत में, सिलिकेट एक महत्वपूर्ण रासायनिक उपाय है जो भूजल का एक हस्ताक्षर है। उच्च सिलिकेट मीठे पानी के स्रोतों का संकेत देते हैं। सिलिकेट को आमतौर पर नाइट्रेट और फॉस्फेट के साथ प्रयोगशाला में मापा जाता है। इन संकेतकों को ~$50 USD/नमूना के लिए एक ऑटोएनलाइज़र या प्रयोगशाला सुविधा द्वारा मापा जा सकता है।

रेफ्रेक्टोमीटर और पोर्टेबल सेंसर के साथ तापमान का उपयोग करके लवणता को सस्ते में मापा जा सकता है। दीर्घकालिक निगरानी के लिए साइटों की पहचान करते समय लवणता विशेष रूप से उपयोगी हो सकती है।

समुद्री जीवों पर इसके प्रभाव के कारण पानी की गुणवत्ता का आकलन करने में घुलित ऑक्सीजन (डीओ) एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है।

कम डीओ फाइटोप्लांकटन या बैक्टीरिया की प्रचुरता का संकेत दे सकता है जो ऑक्सीजन का उपभोग कर रहे हैं। डीओ को एक कैलिब्रेटेड मल्टी-पैरामीटर जल गुणवत्ता मीटर-या सोंडे-(लागत ~$1,000-$15,000 USD) का उपयोग करके मापा जाता है।

टर्बिडिटी - पानी की स्पष्टता का एक प्रमुख परीक्षण जो फाइटोप्लांकटन से प्रभावित हो सकता है - आमतौर पर सेक्ची डिस्क का उपयोग करके उस गहराई को मापने के लिए मूल्यांकन किया जाता है जिसमें सूर्य का प्रकाश प्रवेश करता है।

अन्य पोर्टेबल डिजिटल तरीके, जैसे चालकता मीटर और मैलापन मीटर वास्तविक समय में डेटा एकत्र करने की क्षमता को बढ़ाते हैं लेकिन रखरखाव और अंशांकन की आवश्यकता होती है।

मानव अपशिष्ट से फेकल इंडिकेटर बैक्टीरिया (FIB) जैसे ई. कोलाई, उदर गुहाया, सी। इत्र अपशिष्ट जल की पहचान के लिए उपयोग किया जा सकता है। सरल क्षेत्र परीक्षण विकसित किए गए हैं जो पानी में एफआईबी के लिए परीक्षण करते हैं। एक उदाहरण में है ग्रामीण तंजानिया का मामला जहां 433 घरों में हाइड्रोजन सल्फाइड परीक्षण प्रदान किए गए, जिससे वे अपने स्वयं के जल स्रोतों की निगरानी कर सकें और जल सुरक्षा और उपचार के बारे में सूचित विकल्प चुन सकें। दुर्भाग्य से समुद्री प्रबंधकों के लिए, तटीय क्षेत्रों में इस प्रकार के क्षेत्र परीक्षणों के लिए बैक्टीरिया की सांद्रता आमतौर पर बहुत कम होती है और उनका पता लगाने के लिए प्रयोगशाला विश्लेषण की आवश्यकता होती है।

एक अन्य विकल्प पानी के नमूने एकत्र करना और उपग्रह प्रयोगशाला (~$3,000 USD) या पारंपरिक प्रयोगशाला और संवर्धन विधि का उपयोग करके FIB परीक्षण करना है, जैसे कि लगभग $11 USD/नमूने की लागत पर सर्फ़राइडर द्वारा उपयोग किया जाने वाला एंटरोलर्ट परीक्षण (IDEXX)।

क्लोरोफिल a फाइटोप्लांकटोनिक शैवाल सहित सभी पौधों में पाया जाने वाला मुख्य हरा प्रकाश संश्लेषक वर्णक है और प्लवक के प्राथमिक उत्पादकों के लिए एक प्रॉक्सी है। क्लोरोफिल की सांद्रता a मूंगा चट्टान के पानी में फाइटोप्लांकटन की प्रचुरता और बायोमास का संकेतक है, जो अधिकांश समुद्री जानवरों के लिए भोजन का प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष स्रोत है। कम क्लोरोफिल a स्तर अच्छी पानी की स्थिति का सुझाव देते हैं। हालांकि, यह लंबे समय तक ऊंचे स्तरों की दृढ़ता है जो एक समस्या है, इसलिए क्लोरोफिल a फाइटोप्लांकटन बायोमास में मौसमी परिवर्तनों को मापने के लिए कम से कम मासिक निगरानी की जानी चाहिए। क्लोरोफिल a निस्पंदन और प्रयोगशाला उपकरणों के साथ मापा जा सकता है और अगर एक प्रयोगशाला में भेजा जाता है, तो लागत ~ $ 20 अमरीकी डालर / नमूना है।

यदि कई वर्षों में एकत्र किया जाए तो ये डेटा पैटर्न और बड़े बदलावों की पहचान कर सकते हैं। प्रबंधक इस जानकारी का उपयोग जल गुणवत्ता डेटा/पैटर्न को मूंगा स्वास्थ्य और प्रतिशत मूंगा आवरण के पैटर्न के साथ सहसंबंधित करने के लिए कर सकते हैं। ये संकेतक अपेक्षाकृत लागत प्रभावी भी हैं। ऐसे कई फ़ील्ड परीक्षण हैं जिन्हें पोर्टेबल किट या अपेक्षाकृत सस्ते (<$1,000 USD) हैंडहेल्ड उपकरणों के साथ किया जा सकता है। इन फ़ील्ड परीक्षणों के लिए छोटी मात्रा में पानी के नमूनों की आवश्यकता होती है और कुछ ही मिनटों में परिणाम मिल जाते हैं। निगरानी कार्यक्रम के लिए सीमित समय या बजट वाले प्रबंधकों के लिए, ये पहली विधियाँ हैं जिनका उपयोग किया जा सकता है। प्रबंधक इस बात पर विचार कर सकते हैं कि इन तरीकों की पहचान सीमाएँ क्या हैं और क्या वे उनके क्षेत्र में उपयुक्त हैं। उदाहरण के लिए, साफ समुद्र के पानी में क्लोरोफिल इकट्ठा करना मुश्किल हो सकता है a सिग्नल या सेक्ची डिस्क का उपयोग करें।

जल की गुणवत्ता में परिवर्तन का पता लगाने के लिए परीक्षण:

सूचकपरीक्षण विधि / सामग्री
क्लोरोफिल एक्लोरोफिल मीटर
डीओ (घुलित ऑक्सीजन)सेंसर माप या कैलोरीमीटर
टोटल डिसॉल्व्ड सॉलिड्स (TDS) या टर्बिडिटीसेकची डिस्क, मैलापन मीटर, या सेंसर

यह स्वीकार करना महत्वपूर्ण है कि ये संकेतक सीधे तौर पर अपशिष्ट जल प्रदूषण का संकेत नहीं देते हैं क्योंकि अन्य स्रोत या कारक संशोधित स्तर में योगदान कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, पोषक तत्व कृषि या विकास से हो सकते हैं और मल सूचक बैक्टीरिया जानवरों या मिट्टी से भी आ सकते हैं।

प्रदूषण स्रोतों का पता लगाना

समुद्र में अपशिष्ट जल की उपस्थिति की पहचान करना कठिन है और आमतौर पर अपशिष्ट जल में पाए जाने वाले विभिन्न संदूषकों की पहचान करने के लिए यह कई परीक्षणों पर निर्भर करता है। अधिक परिष्कृत परीक्षण जो नाइट्रोजन आइसोटोप और संदूषकों को मापता है जिनका मानवीय स्रोत जैसे फार्मास्यूटिकल्स और कार्बनिक-अपशिष्ट यौगिक, जैसे डिटर्जेंट मेटाबोलाइट्स या खाद्य योजक, अपशिष्ट जल और उसके स्रोत की पुष्टि करने में मदद कर सकते हैं।

ऐसे परीक्षण हैं जो अधिक विशिष्ट माप प्रदान कर सकते हैं और आमतौर पर अपशिष्ट जल से जुड़े प्रदूषकों की पहचान कर सकते हैं लेकिन उन्हें चलाना अक्सर महंगा होता है क्योंकि उन्हें विशेष, महंगी मशीनों और प्रशिक्षित तकनीशियनों तक पहुंच की आवश्यकता होती है।

प्रदूषण स्रोतों का पता लगाने के लिए परीक्षण:

सूचकजाँचने का तरीका
कैफीनजन स्पेक्ट्रोमेट्री
डीएनएलैब टेस्ट (eDNA qPCR या फ्लोरेसेंस क्वांटिफिकेशन)
फार्मास्यूटिकल्सएलिसा, जैव परीक्षण
अंत: स्रावी विकार (जैसे, एस्ट्रोजन)मास स्पेक्ट्रोमेट्री, बायोएसे (मछली या ऊतक संस्कृतियों का एक्सपोजर)
बैक्टीरिया (ई. कोलाई, ई. फ़ेकलिस, सी. परफ़्रिंगेंस)हेटरोट्रॉफ़िक प्लेट काउंट, माइक्रोएरे या qPCR द्वारा परिमाणीकरण माप
Metalsजन स्पेक्ट्रोमेट्री
नाइट्रोजन आइसोटोप्सजन स्पेक्ट्रोमेट्री
स्टेरोल्सजन स्पेक्ट्रोमेट्री
sucraloseजन स्पेक्ट्रोमेट्री

पानी के नमूने खेत में लिए जाते हैं और अक्सर बड़ी मात्रा में इसकी आवश्यकता होती है जिसे विश्लेषण करने के लिए केंद्रित किया जाना चाहिए। यदि कोई प्रयोगशाला पास में नहीं है, तो नमूने भेजे जा सकते हैं, लेकिन तापमान, समय और लागत सभी सीमाएं हैं। यह अनुशंसा की जाती है कि प्रबंधक स्थानीय विश्वविद्यालयों के साथ सहयोग या साझेदारी बनाने पर काम करें, जो अक्सर छात्रों को वास्तविक जीवन के मुद्दों पर काम करने के लिए उत्साहित करते हैं, और अनुदान निधि के साथ नमूना विश्लेषण और डेटा विश्लेषण की लागत को ऑफसेट करने में मदद कर सकते हैं। प्रत्येक जल गुणवत्ता संकेतक हमारी समझ में योगदान देता है कि हमारे पानी में प्रदूषक क्या हैं। निगरानी और विश्लेषण रणनीतियाँ जो कई संकेतकों के माप को संकलित करती हैं, निर्वहन स्थानों के मानचित्रण के साथ मिलकर, अपशिष्ट जल प्रदूषण के प्रकारों और स्रोतों को अधिक सटीक रूप से इंगित कर सकती हैं।

अधिक विस्तृत जल गुणवत्ता निगरानी पद्धतियों के लिए संसाधन अनुभाग देखें।

 

निगरानी कार्यक्रमों के उदाहरण

  • हुई ओ का वाई ओला ऑन माउई, हवाई एक जल गुणवत्ता नमूनाकरण कार्यक्रम है जिसका मिशन सकारात्मक परिवर्तन में तेजी लाने के लिए विज्ञान और वकालत के माध्यम से माउ के तटीय जल की गुणवत्ता की समझ को गहरा करना है।
  • स्वयंसेवक हवाई राज्य के स्वास्थ्य विभाग द्वारा अनुमोदित मानकीकृत ईपीए तरीकों का उपयोग करके गंदगी और नाइट्रेट को ट्रैक करने के लिए पानी के नमूने एकत्र करते हैं। नमूने और डेटा स्वयंसेवी नागरिक वैज्ञानिकों द्वारा एकत्र किए जाते हैं और जल गुणवत्ता मानकों और प्रबंधन योजनाओं के बारे में निर्णय लेने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
  • फ़ील्ड नमूनाकरण प्रयासों के डेटा को एक डेटाबेस में समेकित किया जाता है जो चल रही निगरानी का समर्थन करता है जिसका उपयोग विश्लेषण में, प्रदूषण की घटनाओं को ट्रैक करने और समय के साथ पानी की गुणवत्ता और मूंगा चट्टान के रुझान को पहचानने के लिए किया जाता है।
  • सर्फ़ाइडर ब्लूवाटर टास्क फोर्स कार्यक्रम का लक्ष्य स्थानीय प्रदूषण समस्याओं के बारे में जागरूकता बढ़ाना और समाधान लागू करने के लिए समुदायों को एक साथ लाना है।
  • इसमें 50 अध्याय-संचालित प्रयोगशालाएं और स्वयंसेवक शामिल हैं जो हवाई, फ्लोरिडा और प्यूर्टो रिको सहित सर्फिंग समुद्र तटों पर पानी की गुणवत्ता का परीक्षण करते हैं।
  • जल परीक्षण मल सूचक बैक्टीरिया (एंटरोकोकस बैक्टीरिया, जो माउई कार्यक्रम से अलग है जो मैलापन और नाइट्रेट का परीक्षण करता है) को मापता है और प्रदूषण के विभिन्न स्रोतों (जल निकासी पाइप, आदि) का परीक्षण करता है और फिर ईपीए द्वारा निर्धारित जल गुणवत्ता मानकों से तुलना की जाती है। मनोरंजक जल में सार्वजनिक स्वास्थ्य की रक्षा करें।

निगरानी कार्यक्रमों के लिए डेटा

समुद्री प्रबंधकों को कम संसाधन-गहन तरीकों से अपशिष्ट जल प्रदूषण के मुद्दों और स्रोतों को उजागर करने में मदद करने के लिए नवीन और लागत प्रभावी माप और रिपोर्टिंग टूल की आवश्यकता है। विज़ुअलाइज़ेशन और मॉडलिंग, रिमोट सेंसिंग और स्थानिक इमेजरी सहित डेटा अपशिष्ट जल प्रदूषण निगरानी प्रयासों को पूरक करता है और प्रबंधन कार्यों को सूचित करने में मदद करता है। स्थानीय डेटा का उपयोग करके बनाए गए मॉडल पानी की गुणवत्ता की भविष्यवाणी करने में विशेष रूप से उपयोगी हो सकते हैं।

अन्य उपकरण शैवाल प्रस्फुटन, मूंगा विरंजन घटनाओं, समुद्री सतह के उतार-चढ़ाव और यूट्रोफिकेशन क्षमता पर वैश्विक डेटा एकत्र करते हैं, जिनका स्थानीय अनुप्रयोग और प्रासंगिकता है। प्रदूषण स्रोतों को समझने के लिए सार्वजनिक रूप से उपलब्ध डेटा को स्थानीय भौगोलिक डेटा, जैसे अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों के स्थान, के साथ जोड़ा जा सकता है। प्रबंधक आधारभूत स्थितियों को समझने, निगरानी परीक्षणों को प्राथमिकता देने और समय के साथ पानी की गुणवत्ता में बदलाव को बेहतर ढंग से मापने के लिए डेटा अंतराल की पहचान करने के लिए इन डेटा को फ़ील्ड और प्रयोगशाला परीक्षणों के साथ जोड़ सकते हैं। इन ऑनलाइन डेटा प्लेटफ़ॉर्म/विज़ुअलाइज़ेशन टूल के उदाहरणों में शामिल हैं:

  • ओशन टिपिंग पॉइंट्स, जो एक इंटरैक्टिव मानचित्र में देखी गई चट्टान स्थितियों के साथ पानी की गुणवत्ता (जैसे नाइट्रोजन और फास्फोरस के स्तर) के मात्रात्मक माप प्रस्तुत करता है। यह उपकरण हवाई द्वीप के लिए एक डेटासेट प्रदान करता है और रीफ पारिस्थितिकी तंत्र की सुरक्षा के लिए प्रबंधन कार्यों का समर्थन करता है। इसमें एक पोषक तत्व परत भी शामिल है जिसे इनवेस्ट एनडीआर मॉडल का उपयोग करके बनाया गया था, जो मोटे तौर पर नाइट्रोजन और फास्फोरस स्रोतों को देखता है।
  • एलन कोरल एटलस, जो दुनिया की प्रवाल भित्तियों को अभूतपूर्व विस्तार से मैप करने के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन उपग्रह इमेजरी और उन्नत विश्लेषण का उपयोग करता है। एक नई मैलापन परत जोड़ी गई है, जो पानी की गुणवत्ता की निगरानी के लिए सहायक हो सकती है। ये उत्पाद पूरे ग्रह पर मूंगा चट्टान विज्ञान, प्रबंधन, संरक्षण और नीति का समर्थन करते हैं।

निगरानी कैसे अपशिष्ट जल विनियमों को सूचित कर सकती है

उदाहरण के लिए, प्रदूषण सीमा पर डेटा प्रदान करके नियम अपशिष्ट जल प्रदूषण को कम करने में सहायता कर सकते हैं। अपशिष्ट जल-जनित संदूषकों को सीमा तक पहुंचने से रोकने के लिए स्थानीय नियमों की स्थापना को तब लागू किया जा सकता है। परिभाषित प्रदूषण सीमा के साथ, समुदाय बेहतर ढंग से निर्धारित कर सकते हैं कि विशिष्ट प्रतिक्रियाएँ कब ली जानी चाहिए, जैसे मनोरंजन के लिए समुद्र तटों को बंद करना या पानी उबालने की सलाह जारी करना। हालाँकि, नियामक विसंगतियाँ अपशिष्ट जल प्रबंधकों के लिए एक जटिल चुनौती पेश कर सकती हैं, जिससे सीमाएँ स्थापित करना और लागू करना चुनौतीपूर्ण हो जाता है।

जल निकायों और जलीय जीवन के लिए संदूषक सीमा स्थापित करने के लिए अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) द्वारा कई उपकरण लागू किए गए हैं। आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली सीमा कुल अधिकतम दैनिक भार या टीएमडीएल है, जो जल निकाय में प्रवेश करने की अनुमति वाले विशिष्ट संदूषक की मात्रा को सीमित करती है। यह विशेष रूप से अपशिष्ट जल से निकलने वाले प्रदूषकों के लिए प्रभावी है नॉनपॉइंट सोर्स. कुछ अतिरिक्त ईपीए उपकरणों में पोषक तत्व डेटा परतें शामिल हैं (एनपीडीएटी), एक जल गुणवत्ता मॉडलिंग कार्यक्रम (ततैया), और जैविक हानि के लिए एक नैदानिक ​​उपकरण (केड्डीस). ये उपकरण प्रबंधकों को अपशिष्ट जल प्रदूषण सीमाओं की पहचान करने और उन्हें लागू करने में मदद कर सकते हैं।

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