Sellel droonil on väike labor, mis on loodud nitraatide kontsentratsiooni mõõtmiseks raskesti ligipääsetavates veekogudes{0}}. Krediit: Nathan Jared
Mis siis, kui vee- või mullaproovi laborisse võtmise asemel võiksite viia labori proovi juurde? Seda raporteerib teadlaste meeskondACS anduridtegin uue nitraadi-seiresüsteemiga "lab-on-a-droone". Droon võimaldab hõlpsalt,-reaalajas veeproove võtta ja analüüsida raskesti ligipääsetavatel--aladel, nagu järsud kraavid või soised madalikud.
Liituge meie uudiskirjaga, et saada uusimaid teaduse{0}}tehnoloogiauudiseid.
See tehnoloogia võib aidata põllumeestel optimeerida oma väetiste kasutamist ja vältida veeteede reostust liigse nitraadi äravoolu tõttu.
Miks on nitraatide seire oluline
Lämmastikku{0}}sisaldav väetis on tänapäevase põllumajanduse oluline komponent, kuid suurem osa sellest viiakse põldudelt ära vee äravoolusüsteemide kaudu.
Suur osa sellest järelejäänud lämmastikust muudetakse nitraadiks, mis võib põhjustada vetikate õitsemist ja madala{0}}hapnikusisaldusega "surnud tsoone" veekogudes või saastada joogivett. Nitraatide kontsentratsiooni jälgimine ei ole aga alati lihtne, sest suur osa põllumajanduslikust äravoolust asub kõrvalistel põllumaadel või mudastes kraavides ning proovid tuleb saata laborisse töötlemiseks. Seega töötavad teadlased välja viise, kuidas seda teha kaugjuhitavate-seadmetega.
Kuidas drooni-labor-töötab-
Jonathan Claussen ja tema kolleegid soovisid teha ühe sellise labori-u--droonil toitainete saastamise jälgimiseks, mis oleks odavam ja tõhusam kui olemasolevad võimalused.
Teadlased kavandasid kohandatud pumba, odavad{0}}elektrokeemilised nitraadiandurid ja potentsiomeetrilise seadme nitraadikontsentratsioonide kiireks ja hõlpsaks mõõtmiseks. Seejärel paigaldasid nad seadmed müügilolevale droonile. Drooni all olev pikk toru tõmbas vee mini-laborisse, kus seda analüüsiti õhus umbes seitsme minutiga.
Droon salvestas kõik tulemused pardamälukaardile hilisemaks lugemiseks ja analüüsiks ning suutis enne maandumist töödelda mitut proovi.
Jõudlus ja tulevased rakendused
Katsetes tuvastas teadlaste andurisüsteem nitraadikontsentratsiooni kuni 2,5 miljondikosa (ppm) ja oli 95% sama täpne kui tavaline laboripõhine elektrokeemiline nitraadituvastussüsteem.
Ühes Iowas asuvas põllumajandusobjektis asuvas drooni{0}}labor tuvastas--laboratooriumi keskmiseks nitraadikontsentratsiooniks 5,39 ppm, mis on kooskõlas piirkonnas tehtud varasemate mõõtmistega ja alla USA Keskkonnakaitseagentuuri kehtestatud joogivee maksimumtaseme 10 ppm.
Meeskond selgitab, et selle uus süsteem muudab nitraadireostuse jälgimise varasemast lihtsamaks ja loob aluse tulevastele droonide labori-on-a-kasutustele põllumajanduses, nagu bakterite või pestitsiididega saastumise jälgimine veekogudes.
Autorid on esitanud selle tööga seotud USA patendi.
Rohkem infot:Drooni-labor--: nitraadi reaalajas-elektrokeemiline tuvastamine põllumajanduslikes vesikondades,ACS andurid(2025). DOI: 10.1021/adcessors.5c02620
Pakub American Chemical Society
