水質監測
為了了解廢水污染是否影響特定環境或確定問題的來源和範圍，管理人員建立基線條件並製定監測計劃非常重要。 即使是最小的抽樣項目也受益於仔細規劃以識別問題、定義明確的方法和質量保證步驟，並考慮數據處理和溝通計劃。
水質計劃的關鍵階段是：
- 定義問題。 您希望確定哪些潛在的廢水影響？ 哪些數據已經存在，例如有關廢水基礎設施的特定地點信息？
- 使用盡可能結合專家意見的流程對水質進行有針對性的水質監測（例如，監測哪些地點、關注哪些指標、如何收集數據）
- 開發和實施高級研究以幫助追踪污染源
- 分析和總結數據，以便與合作夥伴、決策者和任何其他重要利益相關者進行交流，同時牢記哪些數據對您的受眾有吸引力
- 使用這些信息來指導規劃過程或管理行動。
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為了檢測與廢水相關的水質變化，珊瑚礁管理者應考慮測量以下指標：
氮和磷是植物和動物必需的營養素，是常見的營養素指標。 氮的來源包括廢水處理廠排放、施肥草坪和農田、污水池和失效化糞池系統的徑流、動物糞便和儲存區的徑流以及含有緩蝕劑的工業排放。 氮和磷的常見測量包括：總氮（樣品中發現的所有有機和無機、溶解和顆粒形式的氮）、氨、硝酸鹽、亞硝酸鹽和總磷（所有形式的磷）。
最後，矽酸鹽是一種重要的化學指標，是地下水的標誌。 高矽酸鹽表明是淡水來源。 矽酸鹽通常與硝酸鹽和磷酸鹽一起在實驗室測量。 這些指標可以通過自動分析儀或實驗室設施測量，價格約為 50 美元/樣品。
使用折射計可以廉價地測量鹽度，並使用便攜式傳感器測量溫度。 在確定進行長期監測的地點時，鹽度可能特別有用。
溶解氧 (DO) 是評估水質的重要參數，因為它對海洋生物有影響。
低溶解氧可以表明大量浮游植物或消耗氧氣的細菌。 DO 是使用校準的多參數水質計（或探測器）測量的（成本約為 1,000 美元至 15,000 美元）。
濁度 - 可能受浮游植物影響的水透明度的關鍵測試 - 通常使用 Secchi 圓盤進行評估，以測量陽光穿透的深度。
其他便攜式數字方法，例如電導率計和濁度計，可增強實時收集數據的能力，但需要維護和校準。
來自人類排泄物的糞便指示菌 (FIB)，例如 E. 大腸桿菌, 腸球菌， 或者 產氣莢膜梭菌 可用於識別廢水。 已經開發了簡單的現場測試來測試水中的 FIB。 一個例子是在 坦桑尼亞農村案例 在那里為 433 戶家庭提供了硫化氫測試，使他們能夠監測自己的水源並就水安全和處理做出明智的選擇。 不幸的是，對於海洋管理人員來說，沿海地區的細菌濃度通常太低，無法進行此類現場測試，並且需要實驗室分析來檢測它們。
另一種選擇是使用衛星實驗室（約 3,000 美元）或傳統實驗室和培養方法收集水樣並進行 FIB 測試，例如 Surfrider 使用的 Enterolert 測試 (IDEXX)，每個樣本的成本約為 11 美元。
葉綠素 a 是在所有植物中發現的主要綠色光合色素，包括浮游植物藻類和浮游初級生產者的代表。 珊瑚礁水域中葉綠素 a 的濃度是浮游植物豐度和生物量的指標，浮游植物是大多數海洋動物的直接或間接食物來源。 低葉綠素 a 水平表明良好的水條件。 然而，高水平的長期持續存在是一個問題，所以葉綠素 a 應至少每月監測一次，以量化浮游植物生物量的季節性變化。 葉綠素 a 可以使用過濾和實驗室設備進行測量，如果送到實驗室，成本約為 20 美元/樣品。
如果收集多年，這些數據可以識別模式和主要變化。 管理人員可以使用此信息開始將珊瑚健康模式和珊瑚覆蓋率聯繫起來。 這些指標也相對具有成本效益。 可以使用便攜式套件或相對便宜（<1000 美元）的手持設備進行多種現場測試。 這些現場測試需要少量水樣，並在幾分鐘內提供結果。 對於時間或預算有限的管理人員承諾進行監控計劃，這些是可以使用的第一種方法。 管理人員可能會考慮這些方法的檢測限是多少，以及它們是否適用於他們所在的地區。 例如，在清澈的海水中，可能很難獲取葉綠素信號或使用 Secchi 圓盤。
| 指示符 | 測試方法/材料 |
|---|---|
| 葉綠素a | 葉綠素計 |
| DO（溶解氧） | 傳感器測量或熱量計 |
| 總溶解固體 (TDS) 或濁度 | Secchi 盤、濁度計或傳感器 |
重要的是要承認這些指標並不直接表示廢水污染，因為其他來源或因素可能會導致改變水平。 例如，營養物質可能來自農業或發展，而糞便指示菌也可能來自動物或土壤。
追踪污染源
識別海洋中是否存在廢水是很困難的，需要通過多項測試來識別廢水中常見的不同污染物。 更複雜的測試可以測量人為來源的氮同位素和污染物，如藥物和有機廢物化合物，如洗滌劑代謝物或食品添加劑，可以幫助確認廢水及其來源。 報名參加 廢水污染在線課程 了解更多關於如何使用不同類型的化學示踪劑來更好地了解高濃度營養物質的來源。
這些測試可以提供更具體的測量結果並識別更常見的與廢水相關的污染物，但運行成本通常很高，因為它們需要使用專門的、昂貴的機器和訓練有素的技術人員。
| 指示符 | 測試方法 |
|---|---|
| 咖啡因 | 質譜 |
| DNA錶款系列 | 實驗室測試（eDNA qPCR 或熒光定量） |
| 製藥 | ELISA，生物測定 |
| 內分泌干擾物（例如雌激素） | 質譜、生物測定（魚或組織培養物的暴露） |
| 細菌（大腸桿菌、糞腸球菌、產氣莢膜梭菌） | 通過異養平板計數、微陣列或 qPCR 進行定量測量 |
| 金屬 | 質譜 |
| 氮同位素 | 質譜 |
| 甾醇 | 質譜 |
| 三氯蔗糖 | 質譜 |
水樣是在現場採集的，通常需要大量的水樣，必須將其濃縮才能進行分析。 如果附近沒有實驗室，可以運送樣品，但溫度、時間和成本都是限制。 建議管理人員與當地大學建立合作或夥伴關係，這些大學通常很高興讓學生研究現實生活中的問題，並且可以通過贈款資助抵消樣本分析和數據分析的成本。 每個水質指標都有助於我們了解水中的污染物。 匯總多個指標的測量結果的監測和分析策略，結合排放地點的繪圖，可以更準確地確定廢水污染類型和來源。
有關從業人員的更詳細的水質監測方法，請參見參考資料部分。
毛伊島海岸的水質很差。 照片 © Bill Rathfon for Hui O Ka Wai Ola（活水協會），大自然保護協會的合作夥伴
用於監控程序的資源和工具
數據可視化和建模、遙感和空間圖像工作補充了廢水污染監測工作，並有助於為管理行動提供信息。 使用當地數據創建的模型可以預測水質。
其他工具收集有關藻華、珊瑚白化事件、海面波動和富營養化潛力的全球數據，這些數據具有本地應用和相關性。 這些 公開數據 可以結合當地的地理數據，例如污水處理廠的位置，來了解污染源。 管理人員還可以將這些數據與現場和實驗室測試相結合，以了解基線條件、確定監測測試的優先級，並確定數據差距以更好地量化水質隨時間的變化。
- 治愈海灣的NowCast海灘成績單，是預測美國加利福尼亞海灘水質的模型，可提高公眾對污染事件的認識。
- 海洋引爆點 在交互式地圖中展示了可量化的水質指標（如氮和磷水平）以及觀察到的珊瑚礁條件。 該工具為夏威夷群島提供數據集，並支持保護珊瑚礁生態系統的管理行動。 它還包括一個使用 InVEST NDR 模型創建的營養層，該模型廣泛關注氮和磷源。
- 海洋健康指數 呈現基於威脅和復原力的全球海洋健康評分。 一個專門針對海洋廢水污染的數據層正在開發中，將有助於數據分析和評估廢水污染的影響。
- 艾倫珊瑚圖集 利用高分辨率衛星圖像和高級分析以前所未有的細節繪製世界珊瑚礁圖。 這些產品支持全球的珊瑚礁科學、管理、保護和政策。 （NOAA Coral Reef Watch 的海面溫度產品包含在 Atlas 中。）
Hui O Ka Wai Ola公民科學家進行的水質現場測量。 照片©Bill Rathfon
仍然需要創新和具有成本效益的測量和報告工具來識別污水污染。 這 海洋健康指數 是由NCEAS承擔的一個項目，該項目根據威脅和應變能力顯示海洋健康評分。 專門針對海洋污水污染的數據層正在開發中，將對污水污染影響的數據分析和多尺度評估有用。
污水冒泡 出水. 照片 © 馬修查特菲爾德</