Ufuatiliaji wa Ubora wa Maji
Ili kuelewa ikiwa uchafuzi wa maji machafu unaathiri mazingira fulani au kuanzisha chanzo na kiwango cha shida, ni muhimu kwa mameneja kuanzisha hali za msingi na kuanzisha mpango wa ufuatiliaji. Hata miradi midogo kabisa ya sampuli inanufaika na mipango makini kutambua shida, kufafanua njia wazi na hatua za uhakikisho wa ubora, na kuzingatia usindikaji wa data na mipango ya mawasiliano.
Hatua muhimu katika mpango wa ubora wa maji ni:
- Fafanua shida. Je! Unatarajia kutambua athari gani za maji machafu? Je! Kuna data gani tayari, kama habari maalum ya wavuti juu ya miundombinu ya maji machafu?
- Fanya ufuatiliaji wa ubora wa maji uliolengwa kwa ubora wa maji kwa kutumia michakato inayojumuisha pembejeo kutoka kwa wataalam inapowezekana (kwa mfano, ni tovuti zipi za kufuatilia, ni viashiria vipi vya kuzingatia, data itakusanywa vipi)
- Kuendeleza na kutekeleza masomo ya hali ya juu kusaidia kufuatilia vyanzo vya uchafuzi wa mazingira
- Changanua na ufupishe data ya mawasiliano kwa washirika, wafanya maamuzi, na wadau wengine wowote muhimu, ukizingatia ni data gani inayowashawishi wasikilizaji wako
- Tumia habari kuongoza mchakato wa kupanga au hatua ya usimamizi.
Jisajili katika bure, ya kibinafsi Kozi ya uchafuzi wa maji machafu mkondoni kujifunza zaidi kuhusu hatua hizi muhimu.
Ili kugundua mabadiliko katika ubora wa maji unaohusiana na maji machafu, mameneja wa miamba wanapaswa kuzingatia kupima viashiria vifuatavyo:
Nitrojeni na fosforasi, virutubisho muhimu kwa mimea na wanyama, ni viashiria vya kawaida vya virutubisho. Vyanzo vya nitrojeni ni pamoja na kutokwa kwa mimea ya maji machafu, kutiririka kutoka kwa nyasi za mbolea na ardhi ya mazao, mabwawa ya maji na mifumo ya septic iliyoshindwa, kukimbia kutoka kwa mbolea ya wanyama na maeneo ya kuhifadhi, na kutokwa kwa viwandani ambavyo vina vizuia kutu. Hatua za kawaida za nitrojeni na fosforasi ni pamoja na: Jumla ya Nitrojeni (kila kikaboni na isokaboni, aina zote za nitrojeni zilizopatikana katika sampuli), amonia, nitrati, nitriti, na Jumla ya Fosforasi (aina zote za fosforasi).
Mwishowe, silicate ni kipimo muhimu cha kemikali ambacho ni saini ya maji ya chini. Silicates ya juu huonyesha vyanzo vya maji safi. Silicate kawaida hupimwa kwenye maabara pamoja na nitrate na phosphate. Viashiria hivi vinaweza kupimwa na autoanalyzer au kituo cha maabara kwa ~ $ 50 USD / sampuli.
Chumvi inaweza kupimwa kwa bei rahisi kwa kutumia refractometer, na joto na sensa inayoweza kubebeka. Chumvi inaweza kuwa muhimu sana wakati wa kubaini tovuti za ufuatiliaji wa muda mrefu.
Oksijeni iliyoyeyuka (DO) ni kigezo muhimu katika kutathmini ubora wa maji kwa sababu ya ushawishi wake kwa viumbe vya baharini.
Chini DO inaweza kuonyesha wingi wa phytoplankton au bakteria inayotumia oksijeni. DO hupimwa kwa kutumia mita ya ubora wa maji yenye kiwango cha juu - au sonde - (kugharimu ~ $ 1,000- $ 15,000 USD).
Turbidity — mtihani muhimu wa uwazi wa maji ambao unaweza kuathiriwa na phytoplankton — hupimwa kwa kawaida kwa kutumia diski ya Secchi kupima kina ambacho jua hupenya.
Njia zingine zinazoweza kubebwa za dijiti, kama vile mita ya conductivity na mita ya turbidity huongeza uwezo wa kukusanya data kwa wakati halisi lakini inahitaji matengenezo na hesabu.
Bakteria wa kiashiria cha kinyesi (FIB) kutoka kwa taka ya binadamu kama vile E. coli, Enterococcus, Au C. perfringens inaweza kutumika kutambua maji machafu. Vipimo rahisi vya uwanja vimetengenezwa ambavyo vinajaribu FIB ndani ya maji. Mfano mmoja ni katika kesi ya Tanzania ya vijijini ambapo majaribio ya sulfidi hidrojeni yalitolewa kwa kaya 433, na kuziwezesha kufuatilia vyanzo vyao vya maji na kufanya uchaguzi sahihi kuhusu usalama wa maji na matibabu. Kwa bahati mbaya kwa mameneja wa baharini, katika mikoa ya pwani mkusanyiko wa bakteria kawaida huwa chini sana kwa aina hizi za majaribio ya shamba na uchambuzi wa maabara unahitajika kugundua.
Chaguo jingine ni kukusanya sampuli za maji na kufanya upimaji wa FIB ukitumia maabara ya setilaiti (~ $ 3,000 USD) au maabara ya jadi na njia ya utamaduni, kama vile jaribio la Enterolert (IDEXX) linalotumiwa na Surfrider kwa gharama ya karibu $ 11 USD kwa sampuli.
Chlorophyll a ni rangi kuu ya kijani ya photosynthetic inayopatikana katika mimea yote pamoja na mwani wa phytoplanktonic na wakala wa wazalishaji wa msingi wa planktonic. Mkusanyiko wa klorophyll a katika maji ya miamba ya matumbawe ni kiashiria cha wingi na majani ya phytoplankton, ambayo ni chanzo cha moja kwa moja au kisicho cha moja kwa moja cha chakula kwa wanyama wengi wa baharini. Klorophyll ya chini a viwango vinaonyesha hali nzuri ya maji. Walakini, ni kuendelea kwa muda mrefu kwa viwango vilivyoinuliwa ambayo ni shida, kwa hivyo klorophyll a inapaswa kufuatiliwa angalau kila mwezi ili kupima mabadiliko ya msimu katika mimea ya phytoplankton. Chlorophyll a inaweza kupimwa na uchujaji na vifaa vya maabara na ikiwa itatumwa kwa maabara, inagharimu ~ $ 20 USD / sampuli.
Takwimu hizi zinaweza kutambua mifumo na mabadiliko makubwa ikiwa imekusanywa kwa miaka mingi. Wasimamizi wanaweza kutumia habari hii kuanza kuoanisha na mifumo ya afya ya matumbawe na kifuniko cha asilimia ya matumbawe. Viashiria hivi pia vina gharama nafuu. Kuna majaribio kadhaa ya uwanja ambayo yanaweza kufanywa na vifaa vya kubebeka au vifaa vya bei rahisi (<$ 1000 USD). Vipimo hivi vya uwanja vinahitaji sampuli ndogo za maji na kutoa matokeo ndani ya dakika. Kwa mameneja walio na wakati mdogo au bajeti kujitolea kwa mpango wa ufuatiliaji, hizi ni njia za kwanza ambazo zinaweza kutumika. Wasimamizi wanaweza kuzingatia ni nini mipaka ya kugundua ni kwa njia hizi na ikiwa zinafaa katika mkoa wao. Kwa mfano, katika maji safi ya bahari, inaweza kuwa ngumu kuchukua klorophyll ishara au kutumia diski ya Secchi.
| INDICATOR | MBINU / VIFAA VYA Mtihani |
|---|---|
| Klorofili a | Mita ya klorophyll |
| Fanya (oksijeni iliyoyeyuka) | Kipimo cha sensorer au calorimeter |
| Jumla ya yabisi waliyeyeyuka (TDS) au Turbidity | Diski ya Secchi, mita ya shida, au sensorer |
Ni muhimu kutambua viashiria hivi haimaanishi moja kwa moja uchafuzi wa maji machafu kwani vyanzo vingine au sababu zinaweza kuchangia viwango vilivyobadilishwa. Kwa mfano, virutubisho vinaweza kutoka kwa kilimo au maendeleo na viashiria vya kinyesi bakteria pia inaweza kutoka kwa wanyama au mchanga.
Fuatilia Vyanzo vya Uchafuzi
Kutambua uwepo wa maji machafu baharini ni ngumu na hutegemea vipimo anuwai kutambua uchafu tofauti unaopatikana katika maji machafu. Upimaji wa hali ya juu zaidi ambao hupima isotopu za nitrojeni na vichafu ambavyo vina chanzo cha kibinadamu kama dawa na misombo ya taka ya kikaboni, kama vile metaboli za sabuni au viongeza vya chakula, inaweza kusaidia kudhibitisha maji machafu na chanzo chake. Jisajili kwenye Kozi ya uchafuzi wa maji machafu mkondoni kujifunza zaidi juu ya jinsi aina anuwai za wafuatiliaji wa kemikali zinaweza kutumiwa kuelewa vizuri ambapo viwango vya juu vya virutubisho vinatoka.
Vipimo hivi vinaweza kutoa vipimo maalum zaidi na kugundua vichafu vinavyohusishwa zaidi na maji machafu lakini mara nyingi ni ghali kukimbia kwa sababu zinahitaji ufikiaji wa mashine maalum, ghali na mafundi waliofunzwa.
| INDICATOR | Methali ya kujaribu |
|---|---|
| Caffeine | Tamasha kubwa |
| DNA | Jaribio la Maabara (eDNA qPCR au upimaji wa umeme) |
| Madawa | ELISA, bioassays |
| Wavurugaji wa Endokrini (kwa mfano, estrojeni) | Spectrometry ya Misa, bioassays (mfiduo wa samaki au tamaduni za tishu) |
| Bakteria (E. coli, E. faecalis, C. perfringens) | Upimaji wa hesabu na hesabu ya sahani ya heterotrophic, microarray, au qPCR |
| Vyuma | Tamasha kubwa |
| Isotopu za nitrojeni | Tamasha kubwa |
| Steteroli | Tamasha kubwa |
| Sucralose | Tamasha kubwa |
Sampuli za maji huchukuliwa shambani na mara nyingi huhitaji idadi kubwa ambayo inapaswa kujilimbikizia kufanya uchambuzi. Ikiwa maabara haiko karibu, sampuli zinaweza kusafirishwa, lakini hali ya joto, wakati, na gharama zote ni mapungufu. Inapendekezwa kwamba mameneja wafanye kazi ya kuunda ushirikiano au ushirikiano na vyuo vikuu vya mitaa, ambao mara nyingi hufurahi kuwa na wanafunzi wanaoshughulikia maswala ya maisha halisi, na wanaweza kusaidia kumaliza gharama za uchambuzi wa sampuli na uchambuzi wa data na ufadhili wa ruzuku. Kila kiashiria cha ubora wa maji huchangia kuelewa kwetu ni vipi vichafuzi vilivyo ndani ya maji yetu. Mikakati ya ufuatiliaji na uchambuzi inayokusanya vipimo vya viashiria kadhaa, pamoja na ramani ya maeneo ya kutokwa, inaweza kubainisha kwa usahihi aina na vyanzo vya uchafuzi wa maji machafu.
Tazama sehemu ya Rasilimali kwa mbinu zaidi za ufuatiliaji wa ubora wa maji kwa watendaji.
Ubora duni wa maji katika pwani ya Maui. Picha © Bill Rathfon kwa Hui O Ka Wai Ola (Chama Cha Maji Maji Hai), ushirikiano wa Hifadhi ya Asili
Rasilimali na Zana za Programu za Ufuatiliaji
Taswira na uundaji wa data, kuhisi kijijini, na juhudi za taswira za anga huongeza juhudi za ufuatiliaji wa uchafuzi wa maji machafu na kusaidia kufahamisha vitendo vya usimamizi. Mifano zilizoundwa kwa kutumia data ya hapa zinaweza kutabiri ubora wa maji.
Zana zingine hukusanya data ya ulimwengu juu ya blooms za algal, hafla za blekning, mabadiliko ya uso wa bahari, na uwezekano wa kutengwa, ambayo yana matumizi ya ndani na umuhimu. Hizi data inayopatikana hadharani inaweza kuunganishwa na data ya kijiografia, kama vile maeneo ya mimea ya matibabu ya maji machafu, kuelewa vyanzo vya uchafuzi wa mazingira. Wasimamizi wanaweza pia kuchanganya data hizi na vipimo vya uwanja na maabara kuelewa hali za msingi, kipaumbele vipimo vya ufuatiliaji, na kutambua mapungufu ya data ili kupima vizuri mabadiliko ya ubora wa maji kwa muda.
- Ponya Kadi ya Ripoti ya Ufukoni ya Bay sasa, ni mfano wa kutabiri ubora wa maji pwani huko California, USA, na inaboresha ufahamu wa umma wa hafla za uchafuzi.
- Pointi za Kubana Bahari inatoa hatua zinazoweza kuhesabiwa za ubora wa maji (kama viwango vya nitrojeni na fosforasi) na hali ya miamba inayozingatiwa kwenye ramani ya mwingiliano. Chombo hiki hutoa mkusanyiko wa data kwa Visiwa vya Hawaii na inasaidia vitendo vya usimamizi kulinda mazingira ya miamba. Pia inajumuisha safu ya virutubisho ambayo iliundwa kwa kutumia mfano wa InVEST NDR, ambayo inaangalia kwa upana vyanzo vya nitrojeni na fosforasi.
- Kiwango cha Afya ya Bahari inatoa alama za afya ya bahari ya ulimwengu kulingana na vitisho na uthabiti. Safu ya data maalum kwa uchafuzi wa maji machafu ya bahari iko katika maendeleo na itakuwa muhimu kwa uchambuzi wa data na tathmini ya athari za uchafuzi wa maji machafu.
- Atlas ya Allen Coral hutumia picha za satelaiti zenye azimio kubwa na uchambuzi wa hali ya juu kuchora ramani ya miamba ya matumbawe ulimwenguni kwa undani zaidi. Bidhaa hizi zinasaidia sayansi ya miamba ya matumbawe, usimamizi, uhifadhi, na sera kote sayari. (Bidhaa za joto za uso wa bahari za NOAA Coral Reef zinajumuishwa katika Atlas.)
Vipimo vya uwanja wa ubora wa maji na wanasayansi wa raia wa Hui O Ka Wai Ola. Picha © Bill Rathfon
Bado kuna haja ya upimaji na zana za gharama nafuu za kupimia na kutoa taarifa ili kutambua uchafuzi wa maji taka. The Kiwango cha Afya ya Bahari ni mradi uliofanywa na NCEAS ambayo inatoa alama za afya ya bahari kulingana na vitisho na uthabiti. Safu ya data maalum ya uchafuzi wa maji taka baharini iko katika maendeleo na itakuwa muhimu kwa uchambuzi wa data na tathmini nyingi za athari za uchafuzi wa maji taka.
Maji taka maji machafu. Picha © Mathayo Chatfield