पानी की गुणवत्ता की निगरानी

पाइप स्टीव स्प्रिंग मरीन फोटोबैंक

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. जहां संभव हो वहां विशेषज्ञों से इनपुट को शामिल करने वाली प्रक्रियाओं का उपयोग करके पानी की गुणवत्ता के लिए लक्षित जल गुणवत्ता निगरानी का संचालन करें (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. यह ध्यान में रखते हुए कि आपके दर्शकों के लिए कौन सा डेटा सम्मोहक है, भागीदारों, निर्णय लेने वालों और किसी भी अन्य महत्वपूर्ण हितधारकों के लिए संचार के लिए डेटा का विश्लेषण और सारांश करें।
  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 ऑक्सीजन की खपत करने वाले फाइटोप्लांकटन या बैक्टीरिया की प्रचुरता का संकेत दे सकता है। डीओ को कैलिब्रेटेड मल्टी-पैरामीटर पानी की गुणवत्ता मीटर - या सोंडे - (~ $ 1,000- $ 15,000 अमरीकी डालर की लागत) 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 एक उपग्रह प्रयोगशाला (~$3,000 अमरीकी डालर) या पारंपरिक प्रयोगशाला और संवर्धन विधि का उपयोग करके एफआईबी परीक्षण करना है, जैसे कि एंटरोलर्ट परीक्षण (आईडीईएक्सएक्स) जिसका उपयोग सर्फ़ाइडर द्वारा प्रति नमूना लगभग $ 11 अमरीकी डालर की लागत से किया जाता है।

क्लोरोफिल a फाइटोप्लांकटोनिक शैवाल और प्लवक के प्राथमिक उत्पादकों के लिए एक प्रॉक्सी सहित सभी पौधों में पाया जाने वाला मुख्य हरा प्रकाश संश्लेषक वर्णक है। प्रवाल भित्तियों के पानी में क्लोरोफिल की सांद्रता फाइटोप्लांकटन की प्रचुरता और बायोमास का एक संकेतक है, जो कि 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।

ये डेटा कई वर्षों में एकत्र किए जाने पर पैटर्न और बड़े बदलावों की पहचान कर सकते हैं। प्रबंधक इस जानकारी का उपयोग मूंगा स्वास्थ्य के पैटर्न और प्रतिशत प्रवाल आवरण के साथ सहसंबंध शुरू करने के लिए कर सकते हैं। ये संकेतक अपेक्षाकृत लागत प्रभावी भी हैं। ऐसे कई क्षेत्र परीक्षण हैं जो पोर्टेबल किट या अपेक्षाकृत सस्ते (<$1000 USD) हैंडहेल्ड उपकरणों के साथ किए जा सकते हैं। इन फील्ड परीक्षणों के लिए कम मात्रा में पानी के नमूनों की आवश्यकता होती है और मिनटों में परिणाम प्रदान करते 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 विधियों की पहचान की सीमाएँ क्या हैं और यदि वे अपने क्षेत्र में उपयुक्त हैं। उदाहरण के लिए, साफ समुद्र के पानी में, क्लोरोफिल को सिग्नल लेना या सेकची डिस्क का उपयोग करना मुश्किल हो सकता है।

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 अपशिष्ट जल प्रदूषण का संकेत नहीं देते हैं क्योंकि अन्य स्रोत या कारक संशोधित स्तरों में योगदान कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, पोषक तत्व कृषि या विकास से हो सकते हैं और फेकल संकेतक बैक्टीरिया जानवरों या मिट्टी से भी आ सकते हैं।

ट्रेस प्रदूषण स्रोत

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 कई परीक्षणों पर निर्भर करता है। अधिक परिष्कृत परीक्षण जो नाइट्रोजन समस्थानिकों और संदूषकों को मापते हैं, जिनमें फार्मास्यूटिकल्स और कार्बनिक-अपशिष्ट यौगिकों जैसे कि डिटर्जेंट मेटाबोलाइट्स या खाद्य योजक जैसे मानव स्रोत होते हैं, अपशिष्ट जल और इसके स्रोत की पुष्टि करने में मदद कर सकते हैं। में नामांकन करें अपशिष्ट जल प्रदूषण ऑनलाइन पाठ्यक्रम पोषक तत्वों की उच्च सांद्रता कहां से आ रही है, इसे बेहतर ढंग से समझने के लिए विभिन्न प्रकार के रासायनिक ट्रेसर का उपयोग कैसे किया जा सकता है, इसके बारे में अधिक जानने के लिए।

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

चिकित्सकों के लिए अधिक विस्तृत जल गुणवत्ता निगरानी विधियों के लिए संसाधन अनुभाग देखें।

मौई पानी की गुणवत्ता

माउ के तट पर खराब पानी की गुणवत्ता। फोटो © हुई ओ का वाई ओला (एसोसिएशन ऑफ द लिविंग वाटर्स) के लिए बिल राथफॉन, द नेचर कंजरवेंसी की एक साझेदारी

एक नई विंडो में खुलता हैहुई ओ का वाई ओला

हुई ओ के वाई ओला एक नागरिक विज्ञान जल गुणवत्ता नमूनाकरण कार्यक्रम है जिसे स्वास्थ्य, स्वच्छ जल शाखा मानकों और प्रोटोकॉल के हवाई विभाग के साथ जोड़ा गया है। एकत्र किए गए नमूने और डेटा का उपयोग जल गुणवत्ता मानकों और प्रबंधन योजनाओं के आसपास निर्णय लेने के लिए किया जाता है। क्षेत्र में एकत्र नमूने पानी की गुणवत्ता की निगरानी प्रक्रियाओं के लिए समर्पित एक स्थानीय हाई स्कूल लैब में लाए जाते हैं। फील्ड सैंपलिंग प्रयासों के डेटा को एक डेटाबेस समर्थन चल रहे निगरानी में समेकित किया जाता है जो विश्लेषण में उपयोग किया जाता है, प्रदूषण की घटनाओं को ट्रैक करने के लिए, और समय के साथ पानी की गुणवत्ता और प्रवाल भित्ति प्रवृत्तियों को पहचानने के लिए।

यह कार्यक्रम उन सीमाओं को स्वीकार करता है जो किसी भी पानी की गुणवत्ता के संकेतक को प्रस्तुत कर सकती हैं। प्रत्येक जल गुणवत्ता संकेतक समझने में योगदान देता है, लेकिन कोई भी माप पर्याप्त रूप से निर्णायक नहीं है। इसलिए, कई संकेतकों की गणना करने वाली रणनीतियाँ अधिक मूल्यवान हैं। रेफरी  प्रदूषण सीमा पर वैश्विक समझौते की कमी के कारण यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, एंटरोकॉकस सबसे अधिक मापा जाता है फेकल इंडिकेटर बैक्टीरिया (FIB) समुद्री वातावरण में समुद्र तट बंद करने और सलाह देने के लिए उपयोग किया जाता है। हालांकि, सीवेज में एक और बैक्टीरिया पाया गया, क्लोस्ट्रीडियम perfringens, हवाईयन में सीवेज प्रदूषण का एक अधिक सटीक संकेतक माना जाता है, लेकिन राष्ट्रव्यापी उपयोग के लिए अनुमोदित नहीं है। रेफरी सीवेज प्रदूषण के लिए महासागर की लचीलापन की समन्वित समझ की कमी, क्योंकि यह समुद्री और मानव स्वास्थ्य दोनों को प्रभावित करती है, स्थानीय आधारभूत स्थापित करने और प्रभावी सुरक्षा के लिए निगरानी प्रयासों की आवश्यकता है। इस कार्यक्रम के बारे में अधिक जानकारी के लिए देखें webinar हुई ओ कै वाई ओला के बारे में।

निगरानी कार्यक्रमों के लिए संसाधन और उपकरण

डेटा विज़ुअलाइज़ेशन और मॉडलिंग, रिमोट सेंसिंग और स्थानिक इमेजरी प्रयास अपशिष्ट जल प्रदूषण निगरानी प्रयासों के पूरक हैं और प्रबंधन कार्यों को सूचित करने में मदद करते हैं। स्थानीय डेटा का उपयोग करके बनाए गए मॉडल पानी की गुणवत्ता का अनुमान लगा सकते हैं। 

अन्य उपकरण एल्गल ब्लूम, प्रवाल विरंजन घटनाओं, समुद्र की सतह में उतार-चढ़ाव और यूट्रोफिकेशन क्षमता पर वैश्विक डेटा एकत्र करते हैं, जिनका स्थानीय अनुप्रयोग और प्रासंगिकता है। इन एक नई विंडो में खुलता हैसार्वजनिक रूप से उपलब्ध डेटा प्रदूषण स्रोतों को समझने के लिए स्थानीय भौगोलिक डेटा के साथ जोड़ा जा सकता है, जैसे अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों के स्थान। 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 प्रबंधक इन डेटा को फील्ड और लैब परीक्षणों के साथ जोड़ सकते हैं।

  • एक नई विंडो में खुलता हैबे के नाऊकास्ट बीच रिपोर्ट कार्ड को हील करें, कैलिफोर्निया, संयुक्त राज्य अमेरिका में समुद्र तट पानी की गुणवत्ता की भविष्यवाणी करने के लिए एक मॉडल है, और संदूषण की घटनाओं के बारे में सार्वजनिक जागरूकता में सुधार करता है।
  • ओशन टिपिंग पॉइंट्स इंटरेक्टिव मानचित्र में प्रेक्षित रीफ स्थितियों के साथ पानी की गुणवत्ता (जैसे नाइट्रोजन और फास्फोरस के स्तर) के मात्रात्मक उपायों को प्रस्तुत करता है। यह उपकरण हवाई द्वीपों के लिए एक डेटासेट प्रदान करता है और रीफ पारिस्थितिक 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।
  • महासागर स्वास्थ्य सूचकांक खतरों और लचीलेपन के आधार पर वैश्विक महासागर स्वास्थ्य स्कोर प्रस्तुत करता है। समुद्री अपशिष्ट जल प्रदूषण के लिए विशिष्ट डेटा स्तर विकास में है और डेटा विश्लेषण और अपशिष्ट जल प्रदूषण के प्रभावों के मूल्यांकन के लिए उपयोगी होगा।
  • एलन कोरल एटलस अभूतपूर्व विस्तार से दुनिया की प्रवाल भित्तियों का मानचित्रण करने के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन उपग्रह इमेजरी और उन्नत विश्लेषण का उपयोग करता है। ये उत्पाद पूरे ग्रह में प्रवाल भित्ति विज्ञान, प्रबंधन, संरक्षण और नीति का समर्थन करते हैं। (एनओएए कोरल रीफ वॉच के समुद्री सतह के तापमान उत्पादों को एटलस में शामिल किया गया है।)
पानी की गुणवत्ता क्षेत्र माप

पानी की गुणवत्ता क्षेत्र माप हुई हे काई वाई ओला नागरिक वैज्ञानिकों द्वारा। फोटो © बिल रथफॉन

सीवेज प्रदूषण की पहचान करने के लिए नवीन और लागत प्रभावी माप और रिपोर्टिंग उपकरणों की आवश्यकता है। एक नई विंडो में खुलता है महासागर स्वास्थ्य सूचकांक NCEAS द्वारा शुरू की गई एक परियोजना है जो खतरों और लचीलापन के आधार पर समुद्र स्वास्थ्य स्कोर प्रस्तुत करती है। समुद्र में सीवेज प्रदूषण के लिए विशिष्ट एक डेटा परत विकास में है और सीवेज प्रदूषण के प्रभावों के डेटा विश्लेषण और मल्टी-स्केलर मूल्यांकन के लिए उपयोगी होगा।

बुदबुदाना सीवेज अपवित्र बुदबुदाती सीवेज प्रवाह. फोटो © मैथ्यू चैटफ़ील्ड</

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