Na ratunek oceanom: nowatorska technologia czujników optycznych
Według danych UNESCO oceany pochłaniają około 26 % CO2 uwalnianego co roku do atmosfery w związku z działalnością człowieka. Gdy CO2 rozpuszcza się w wodzie morskiej, powstaje kwas węglowy, co prowadzi do zakwaszenia oceanów. Jest to duży problem, ponieważ oceany pokrywają ponad 70 % powierzchni Ziemi i pełnią istotną rolę w biogeochemicznym obiegu pierwiastków na naszej planecie. Zmiany w chemii oceanów wpływają na zachowanie organizmów zarówno wapniejących, jak i niewapniejących. Ekosystemy morskie są zagrożone, podobnie jak populacje ludzkie, dla których pożywienie pochodzące z oceanów jest głównym źródłem białka.
Zapotrzebowanie na czujniki podwodne
Impulsem do uruchomienia finansowanego ze środków UE projektu AquapHOx był konkurs 2014 Wendy Schmidt Ocean Health XPRIZE, w ramach którego inżynierowie, naukowcy i innowatorzy z całego świata walczyli o nagrody o łącznej wartości 2 mln USD. Ich zadaniem było opracowanie technologii czujników pH, która pozwoli na niedrogie, dokładne i wydajne pomiary zakwaszenia oceanów. Firma PyroScience, właściciel marki AquapHOx, przez rok badała nowatorskie koncepcje czujników laboratoryjnych, by opracować uniwersalne rozwiązanie do stosowania pod wodą. Prace te były finansowane w ramach programu EU-SME-2, a ich wynikiem była nowa, uniwersalna platforma czujników optycznych przeznaczona do monitorowania O2, pH i temperatury w wodach oceanicznych i przybrzeżnych.
Monitorowanie stanu oceanów
„Technologia AquapHOx pozwala na precyzyjne pomiary pH i jest niezwykle elastyczna, umożliwiając standardowe monitorowanie O2, ultraszybkie monitorowanie O2 i temperatury lub wykrywanie śladowych ilości O2”, wyjaśnia Andrea Wieland, koordynatorka ds. marketingu. Ten czujnik optyczny to przełom w dziedzinie podwodnego monitorowania ekosystemów oceanicznych, głębinowych (do 4 000 m) i przybrzeżnych. AquapHOx to kompaktowe i proste w użyciu urządzenie jednokanałowe obsługujące różne formaty czujników optycznych do pomiaru O2, pH i temperatury. Jest ono niezwykle uniwersalne i nadaje się do różnych zastosowań, w tym wysokoczułych pomiarów śladowych ilości O2 oraz czułych pomiarów pH wody oceanicznej w skali całkowitej przy pomijalnym wpływie poziomu zasolenia. Umożliwia także najszybsze pomiary profilu zawartości O2 i kowariancji wirów, bezdotykowy odczyt z komór inkubacyjnych oraz profilowanie osadów z zastosowaniem wysokiej rozdzielczości przestrzennej.
Liczne korzyści
Produkty wykorzystujące technologię AquapHOx, które firma PyroScience wprowadziła na rynek, to rejestratory do długoterminowego zapisu danych oraz przekaźniki danych pracujące w czasie rzeczywistym. Są one dostępne w dwóch wariantach: pierwszy przeznaczony jest do pomiaru jednego analitu w płytkich wodach, a drugi – do głębinowego pomiaru wielu parametrów. Urządzenia te będą używane w pracach badawczo-rozwojowych związanych ze środowiskiem morskim, szczególnie podczas kampanii głębinowych pomiarów oceanograficznych, których celem jest monitorowanie zakwaszenia oceanów i zmian temperatury wody morskiej. Produkty AquapHOx znajdą też zastosowanie w akwakulturze i bioprzetwarzaniu, naukach biologicznych, uzdatnianiu wody, a nawet w medycynie. Równie ważne jest rozwiązywanie problemów społeczno-kulturowych wywołanych przez zakwaszenie oceanów. Czujnik może wspomóc ochronę środowiska, podnoszenie świadomości ekologicznej, zapewnianie dostępności przyszłych źródeł żywności oraz promowanie zrównoważonej turystyki w regionach przybrzeżnych. „Nowa podwodna platforma AquapHOx idealnie nadaje się do globalnego monitorowania oceanów pod kątem pH i zawartości O2, umożliwiając obserwację i lepsze zrozumienie zmiany klimatu, cykli biogeochemicznych i wód głębokich”, podsumowuje Wieland.
Słowa kluczowe
AquapHOx, zakwaszenie oceanów, czujnik optyczny, monitorowanie O2, pomiar pH, temperatura wody morskiej, platforma podwodna
