Ufuatiliaji wa Ubora wa Maji

Bomba la maji taka chini ya maji. Picha © Grafner/iStock

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:

  1. Bainisha tatizo. Je, ni athari gani zinazoweza kutokea za maji machafu unatarajia kutambua? Je, ni data gani tayari ipo, kama vile maelezo mahususi ya tovuti kuhusu miundombinu ya maji machafu?
  2. Fanya ufuatiliaji unaolengwa wa ubora wa maji kwa kutumia michakato inayojumuisha maoni kutoka kwa wataalam inapowezekana (k.m., tovuti zipi za kufuatilia, viashiria vipi vya kuzingatia, jinsi data itakusanywa).
  3. Kuendeleza na kutekeleza masomo ya juu ili kusaidia kufuatilia vyanzo vya uchafuzi wa mazingira.
  4. Changanua na ujumuishe data ya mawasiliano kwa washirika, watoa maamuzi, na washikadau wengine wowote muhimu, ukizingatia ni data gani inayovutia hadhira yako.
  5. 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.

Kiwango cha chini cha DO kinaweza kuonyesha wingi wa phytoplankton au bakteria wanaotumia oksijeni. DO hupimwa kwa kutumia mita iliyorekebishwa yenye vigezo vingi vya ubora wa maji—au sonde—(inagharimu ~$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 majaribio ya FIB kwa kutumia maabara ya setilaiti (~$3,000 USD) au maabara ya kitamaduni na mbinu ya upanzi, kama vile jaribio la Enterolert (IDEXX) linalotumiwa na Surfrider kwa gharama ya takriban $11 USD/sampuli.

Chlorophyll a ndio rangi kuu ya kijani kibichi ya usanisinuru inayopatikana katika mimea yote ikijumuisha mwani wa phytoplanktonic na proksi ya wazalishaji wa msingi wa planktonic. Mkusanyiko wa klorofili a katika maji ya miamba ya matumbawe ni kiashiria cha wingi na biomasi ya phytoplankton, ambayo ni chanzo cha moja kwa moja au cha moja kwa moja cha chakula cha wanyama wengi wa baharini. Chlorofili 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.

Data hizi zinaweza kutambua ruwaza na mabadiliko makubwa ikiwa zitakusanywa kwa miaka mingi. Wasimamizi wanaweza kutumia maelezo haya kuanza kuoanisha data/miundo ya ubora wa maji na mifumo ya afya ya matumbawe na asilimia ya mifuniko ya matumbawe. Viashiria hivi pia ni vya gharama nafuu. Kuna majaribio kadhaa ya uga ambayo yanaweza kufanywa kwa vifaa vya kubebeka au vifaa vya bei nafuu (<$1,000 USD) vya kushika mkononi. Majaribio haya ya uwanjani yanahitaji sampuli za kiasi kidogo cha maji na hutoa matokeo ndani ya dakika. Kwa wasimamizi walio na muda au bajeti ndogo kujitolea kwa mpango wa ufuatiliaji, hizi ndizo njia za kwanza zinazoweza kutumika. Wasimamizi wanaweza kuzingatia mipaka ya ugunduzi ni nini kwa njia hizi na ikiwa zinafaa katika eneo lao. Kwa mfano, katika maji safi ya bahari, inaweza kuwa vigumu kuokota klorofili a ishara au tumia diski ya Secchi.

Vipimo vya Kugundua Mabadiliko katika Ubora wa Maji:

INDICATORMBINU / VIFAA VYA Mtihani
Klorofili aMita ya klorophyll
Fanya (oksijeni iliyoyeyuka)Kipimo cha sensorer au calorimeter
Jumla ya yabisi waliyeyeyuka (TDS) au TurbidityDiski ya Secchi, mita ya shida, au sensorer

Ni muhimu kutambua kwamba viashirio hivi havionyeshi moja kwa moja uchafuzi wa maji machafu kwa kuwa vyanzo vingine au vipengele vinaweza kuchangia viwango vilivyorekebishwa. Kwa mfano, virutubishi vinaweza kutoka kwa kilimo au ukuzaji na viashiria vya kinyesi pia vinaweza kutoka kwa wanyama au udongo.

Kufuatilia Vyanzo vya Uchafuzi

Kutambua kuwepo kwa maji machafu baharini ni vigumu na inategemea majaribio mengi ili kutambua uchafu tofauti unaopatikana kwa kawaida katika maji machafu. Upimaji wa hali ya juu zaidi unaopima isotopu za nitrojeni na vichafuzi ambavyo vina chanzo cha binadamu kama vile dawa na misombo ya taka-hai, kama vile sabuni au viungio vya chakula, vinaweza kusaidia kuthibitisha maji machafu na vyanzo vyake.

Kuna majaribio ambayo yanaweza kutoa vipimo mahususi zaidi na kutambua uchafu unaohusishwa zaidi na maji machafu lakini mara nyingi ni ghali kuendesha kwa sababu yanahitaji ufikiaji wa mashine maalum, ghali na mafundi waliofunzwa.

Majaribio ya Kufuatilia Vyanzo vya Uchafuzi:

INDICATORMethali ya kujaribu
CaffeineTamasha kubwa
DNAJaribio la Maabara (eDNA qPCR au upimaji wa umeme)
MadawaELISA, 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
VyumaTamasha kubwa
Isotopu za nitrojeniTamasha kubwa
SteteroliTamasha kubwa
SucraloseTamasha 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 za kina zaidi za ufuatiliaji wa ubora wa maji.

 

Mifano ya Programu za Ufuatiliaji

  • Hui O Ka Wai Ola kwenye Maui, Hawaiʻi ni mpango wa sampuli za ubora wa maji ambao dhamira yake ni kuongeza uelewa wa ubora wa maji ya pwani ya Maui kupitia sayansi na utetezi ili kuharakisha mabadiliko chanya.
  • Watu waliojitolea hukusanya sampuli za maji ili kufuatilia tope na nitrati kwa kutumia mbinu sanifu za EPA ambazo zimeidhinishwa na Idara ya Afya ya Jimbo la Hawaiʻi. Sampuli na data hukusanywa na wanasayansi raia waliojitolea na hutumiwa kufanya maamuzi kuhusu viwango vya ubora wa maji na mipango ya usimamizi.
  • Data kutoka kwa juhudi za ugani za sampuli zimeunganishwa katika hifadhidata ya ufuatiliaji unaoendelea ambao hutumiwa katika uchanganuzi, kufuatilia matukio ya uchafuzi wa mazingira, na kutambua ubora wa maji na mwelekeo wa miamba ya matumbawe kwa wakati.
  • Lengo la lengo la Mpango wa Kikosi Kazi cha Surfrider Bluewater ni kuongeza ufahamu kuhusu matatizo ya uchafuzi wa mazingira na kuleta pamoja jamii ili kutekeleza masuluhisho.
  • Inajumuisha maabara na watu wa kujitolea 50 ambao hupima ubora wa maji katika fuo za kuteleza zikiwemo zile za Hawaiʻi, Florida, na Puerto Rico.
  • Vipimo vya maji hupima bakteria zinazoashiria kinyesi (bakteria ya Enterococcus, ambayo ni tofauti na programu ya Maui inayopima tope na nitrati) na kupima vyanzo tofauti vya uchafuzi wa mazingira (mabomba ya mifereji ya maji, n.k.) na kisha kulinganishwa na viwango vya ubora wa maji vilivyowekwa na EPA kulinda afya ya umma katika maji ya burudani.

Data kwa ajili ya Mipango ya Ufuatiliaji

Zana bunifu na za gharama nafuu za kupima na kuripoti zinahitajika ili kusaidia wasimamizi wa baharini kugundua masuala ya uchafuzi wa maji machafu na vyanzo kwa njia zisizotumia rasilimali nyingi. Data ikijumuisha taswira na uundaji, utambuzi wa mbali, na picha za anga huongeza juhudi za ufuatiliaji wa uchafuzi wa maji machafu na kusaidia kufahamisha vitendo vya usimamizi. Miundo iliyoundwa kwa kutumia data ya ndani inaweza kuwa muhimu hasa katika kutabiri ubora wa maji.

Zana zingine hukusanya data ya kimataifa kuhusu maua ya mwani, matukio ya upaukaji wa matumbawe, mabadiliko ya juu ya uso wa bahari, na uwezekano wa eutrophication, ambayo yana matumizi ya ndani na umuhimu. Data inayopatikana kwa umma inaweza kuunganishwa na data ya eneo la kijiografia, kama vile maeneo ya mitambo ya kutibu maji machafu, ili kuelewa vyanzo vya uchafuzi wa mazingira. Wasimamizi wanaweza pia kuchanganya data hizi na majaribio ya uga na maabara ili kuelewa hali za kimsingi, kuweka kipaumbele majaribio ya ufuatiliaji, na kutambua mapungufu ya data ili kutathmini vyema mabadiliko ya ubora wa maji kadri muda unavyopita. Mifano ya majukwaa ya data ya mtandaoni/zana za taswira, ni pamoja na:

  • Pointi za Kubana Bahari, ambayo inatoa vipimo vinavyoweza kukadiriwa vya ubora wa maji (kama vile viwango vya nitrojeni na fosforasi) na hali ya miamba inayoonekana katika ramani shirikishi. Zana hii hutoa seti ya data kwa Visiwa vya Hawaii na inasaidia hatua za usimamizi ili kulinda mifumo ikolojia ya miamba. Pia inajumuisha safu ya virutubishi ambayo iliundwa kwa kutumia modeli ya InVEST NDR, ambayo inaangalia kwa upana vyanzo vya nitrojeni na fosforasi.
  • Atlas ya Allen Coral, ambayo hutumia picha za satelaiti zenye ubora wa juu na uchanganuzi wa hali ya juu ili kuweka ramani ya miamba ya matumbawe duniani kwa undani zaidi. Safu mpya ya tope imeongezwa, ambayo inaweza kusaidia kwa ufuatiliaji wa ubora wa maji. Bidhaa hizi zinaauni sayansi ya miamba ya matumbawe, usimamizi, uhifadhi na sera kote duniani.

Jinsi Ufuatiliaji Unavyoweza Kufahamisha Kanuni za Maji Taka

Kanuni zinaweza kusaidia katika kupunguza uchafuzi wa maji machafu kwa mfano kwa kutoa data juu ya viwango vya uchafuzi wa mazingira. Uanzishwaji wa kanuni za mitaa ili kuzuia uchafu unaoenezwa na maji machafu kufikia kizingiti unaweza kisha kutekelezwa. Kwa viwango vilivyobainishwa vya uchafuzi wa mazingira, jumuiya zinaweza kubainisha vyema wakati ambapo majibu mahususi yanafaa kuchukuliwa, kama vile kuzima fuo kwa ajili ya burudani au kutoa ushauri wa maji ya kuchemsha. Hata hivyo, kutofautiana kwa udhibiti kunaweza kutoa changamoto changamano kwa wasimamizi wa maji machafu kufanya vizingiti kuwa changamoto kuanzisha na kutekeleza.

Zana kadhaa zimetekelezwa na Wakala wa Ulinzi wa Mazingira wa Marekani (EPA) ili kuweka viwango vya uchafuzi wa vyanzo vya maji na viumbe vya majini. Kiwango cha juu kinachotumiwa ni jumla ya kiwango cha juu cha kila siku, au TMDL, ambayo huweka kikomo cha uchafu maalum unaoruhusiwa kuingia kwenye eneo la maji. Hii inafaa hasa kwa uchafuzi wa maji machafu ambayo yanatokana na vyanzo visivyo vya kawaida. Zana chache za ziada za EPA ni pamoja na tabaka za data za virutubishi (NPDAT), mpango wa uundaji wa ubora wa maji (wASP), na zana ya utambuzi ya kuharibika kwa kibaolojia (CADDIS) Zana hizi zinaweza kusaidia wasimamizi kutambua na kutekeleza vizingiti vya uchafuzi wa maji machafu.

Translate »