Ta dron ima majhen laboratorij, zasnovan za merjenje koncentracije nitratov v težko{0}}dostopnih-vodnih poteh. Zasluge: Nathan Jared
Kaj pa, če bi lahko namesto vzorca vode ali prsti v laboratorij odpeljali laboratorij na vzorec? To je tisto, kar poroča skupina raziskovalcevSenzorji ACSopravil z novim-sistemom za spremljanje nitratov v laboratoriju-na--dronu«. Dron omogoča enostavno-vzorčenje in analizo vode v realnem času na težko{6}}dostopnih-območjih, kot so strmi jarki ali močvirnate nižine.
Naročite se na naše glasilo za najnovejše novice o -znanosti in tehnologiji.
Tehnologija bi lahko kmetom pomagala optimizirati uporabo gnojil in preprečiti onesnaženje vodnih poti zaradi prekomernega odtekanja nitratov.
Zakaj je spremljanje nitratov pomembno
Gnojilo,-ki vsebuje dušik, je pomemben sestavni del sodobnega kmetijstva, vendar ga večino odnesejo s polj z drenažnimi sistemi.
Velik del tega ostanka dušika se spremeni v nitrat, kar lahko povzroči cvetenje alg in »mrtva območja« z-nizko vsebnostjo kisika v vodnih poteh ali onesnaži pitno vodo. Vendar pa spremljanje koncentracij nitratov ni vedno enostavno, ker je velik del kmetijskih odtokov na oddaljenih kmetijskih zemljiščih ali v blatnih jarkih, zato je treba vzorce poslati v laboratorij za obdelavo. Zato raziskovalci razvijajo načine, kako to storiti z daljinsko-nadzorovanimi napravami.
Kako deluje laboratorij-na--dronu
Jonathan Claussen in sodelavci so želeli narediti en tak laboratorij-na--dronu za spremljanje onesnaženosti s hranili, ki bi bil cenejši in učinkovitejši od obstoječih možnosti.
Raziskovalci so zasnovali črpalko po meri,-cenovne elektrokemične senzorje nitratov in potenciometrično napravo za hitro in enostavno kvantificiranje koncentracij nitratov. Nato so opremo namestili na komercialno dostopen dron. Dolga cev pod dronom je potegnila vodo v mini-laboratorij, kjer so jo v-zraku analizirali v približno sedmih minutah.
Dron je vse rezultate shranil na vgrajeno pomnilniško kartico za poznejše branje in analizo, pred pristankom pa je lahko obdelal več vzorcev.
Zmogljivost in prihodnje aplikacije
Pri preskusih je senzorski sistem raziskovalcev zaznal koncentracije nitratov do 2,5 delcev na milijon (ppm) in je bil 95 % tako natančen kot tipičen laboratorijski-elektrokemijski sistem za zaznavanje nitratov.
V drenažnem jarku na kmetijskem območju v Iowi je laboratorij-na--dronu našel povprečne koncentracije nitratov 5,39 ppm, kar je v skladu s prejšnjimi meritvami, opravljenimi na tem območju, in nižje od najvišje ravni 10 ppm za pitno vodo, ki jo je določila Agencija ZDA za varstvo okolja.
Ekipa pojasnjuje, da njen novi sistem olajša spremljanje onesnaženosti z nitrati kot prej in predstavlja osnovo za prihodnje laboratorijske-{1}}-aplikacije brezpilotnih letal v kmetijstvu, kot je spremljanje bakterij ali onesnaženosti s pesticidi v vodnih poteh.
Avtorji so vložili patent v ZDA, povezan s tem delom.
Več informacij:Lab-na--dronu: Elektrokemično-časovno zaznavanje nitratov v kmetijskih porečjih,Senzorji ACS(2025). DOI: 10.1021/acssensors.5c02620
Zagotovilo American Chemical Society
