湖の水質改善のための藻類の花と溶存酸素の監視

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著者Robert Bowen At Swan Lake in Victoria,B.C.,preparing water sampling equipment.
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Robert Bowen

都市の淡水環境は、自然の湖のプロセスで不均衡を引き起こすことが多い人為的な影響をますます経験しています。 これの一般的な例は、地下水の移動と強力な肥料の流出からの栄養素の濃縮です。 これらの濃縮の影響は、多くの場合、有害な藻類の花や溶存酸素(DO)レベルの広範な変動の発症につながります。

栄養素、藻類の成長、DOの相互作用をよりよく理解するために、Diversified Scientific Solutionsは、ブリティッシュコロンビア州ビクトリア州のスワン湖で、DO、pH、酸化還元電位、温度、窒素、リンの季節変動を測定するための調査を実施している。 サンプリングプログラムは2016年に開始され、ysiハンドヘルドプローブを使用した毎週の水柱プロファイリングと、湖のいくつかのサイトからの水サンプル収集で構成されており、毎年5月から9月末まで継続されています。

白鳥の湖は浅く暖かい湖であるため、真夏には強いDO勾配が設定され、doレベルは他の種と一緒にシアノバクテリアAphanizomenon flos-aquaeを介した酸素の光合成産 レベルは表面の下の少数のメートルだけ無酸素の条件に深さと急速に低下します。 夏が進むにつれて、この無酸素地帯は表面に向かって移動し始めます。 この時期には、様々な藻類の花が広範囲になり、かなりの量のバイオマスが生成されます。 この生物量は富ませたリンのレベルによって支えられますが、これらのレベルはすぐに藻の大量死の原因となる低下し始めます。

このダイオフにより、濁りが増すにつれて酸素レベルが崩壊し、光合成が減少し、細菌の分解が残りの枯渇を消費する。 2018年に収集されたデータでは、湖は晩夏と初秋の期間に3つの低酸素イベント(<2mg/l)を経験したことがわかります。 (図1)

図1チャート
図1. 水柱は、これらの低酸素イベントを示す酸素とリンのレベルを溶存しました。

2017年には大型の魚が、2018年には小型の魚が観察された。

低酸素事象の直前およびその間の酸素変動の理解を深めるため、ASL環境科学のリースプールのリンコ溶存酸素ロガーを設置し、毎週のYSI DOプローブを拡張した。 ロガーは10分ごとにサンプリングするように設定しました。 16時間間隔にわたって17mg/lと高い変動は、低酸素症の間に振動の一般的な減衰と、ちょうど発症前に観察されました。 (図を参照2)

図2チャート
図2。 YSIの点の測定のRINKO doの自動記録器への比較。

これは、光合成(昼光酸素産生)と呼吸(夜呼吸)の日周サイクルを捉えたものです。

白鳥の湖は夏の終わりに低酸素イベントの一般的なパターンを示しているため、この厄介な傾向を緩和するために昨年9月に控えめな介入が設 15mの長さのAquatech O2B2線形曝気バブラーラインを底部に約三メートルの深さに配置した。 通気の管は熱の混合および減少を促進し、成層をするために水コラムを通って穏やかに上がる良い泡の二重列から成っている。 白鳥の湖の大きさは約九ヘクタールであるため、これらのラインは枯渇したDOの時に避難所を提供するでしょう。

これらのバブラーの影響を調べるために、今年は二つのASL臨港DOロガーが設置されました。 一つはバブラーに隣接しており、もう一つはバブラーの影響の外にあります。 これらのロガーは10月に回収されます。

2018年に水柱内の藻類と魚の豊富さと分布を洞察するために使用されたもう1つのツールは、ASLの音響動物プランクトン魚プロファイラーでした。 この装置は、この特定の構成では、水柱内の後方散乱を連続的に監視する三つの音響周波数変換器(200、769および1250kHz)を有していた。

これは、トランスデューサがAphanizomenon flos-aquae種を検出することができたので特に有用であった。 後方散乱データは,このシアノバクテリアの日中垂直移動を示し,酸素の崩壊と同時に本種の減少を示した。

このモニタリングプログラムから年次報告書が作成され、年次間の時系列比較は、2018年9月に導入されたバブラー線などの潜在的な緩和戦略の議論 スワン湖の水質監視と生成された年次報告書は、スワン湖クリスマスヒル自然保護区のためのものであり、カナダ王立銀行によって資金提供され

Robert Bowenは多様な科学的解決策を持っています。 この記事は、ES&E Magazineの2019年10月号に掲載されています。

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