Tue01252022

Last update04:34:49 AM GMT

Dự báo chất lượng nước ven biển

There are no translations available.

Theo nghiên cứu mới của Stanford, được đăng trên Tạp chí Khoa học & Công nghệ Môi trường, đã công bố một mô hình dự đoán chất lượng nước tại các bãi biển chỉ sau một hoặc hai ngày lấy mẫu nước thường xuyên, điều này rất cần thiết để giảm thiểu bệnh tật cho hàng triệu người đi biển hàng năm do nước bị ô nhiễm. Phương pháp này được thử nghiệm ở California, có thể được sử dụng để theo dõi các khu vực ven biển không được giám sát, là chìa khóa để bảo vệ cuộc sống và các nền kinh tế đại dương đang phát triển mạnh trên toàn thế giới.

“Công trình là sự kết hợp của kiến ​​thức về vi sinh học, các quá trình ven biển và khoa học dữ liệu để tạo ra một công cụ quản lý hiệu quả một trong những nguồn tài nguyên quý giá nhất của chúng ta và bảo vệ sức khỏe con người”, Alexandria Boehm, giáo sư khoa kỹ thuật dân dụng và môi trường, Đại học Stanford cho biết.

Nồng độ vi khuẩn chỉ thị trong phân (FIB) - biểu thị sự hiện diện của các chất trong phân, là một trong những nguyên nhân dẫn đến tình trạng nước không an toàn tại các bãi biển, không đảm bảo sức khỏe và sự an toàn của con người. Trong khi tất cả nước biển đều chứa một số mầm bệnh, chẳng hạn như vi khuẩn hoặc vi rút, chúng thường được pha loãng đến nồng độ vô hại. Tuy nhiên, khi có những thay đổi về lượng mưa, nhiệt độ nước, gió, dòng chảy, chất thải tàu thuyền, tràn cống thoát nước mưa, gần nhà máy xử lý chất thải, động vật và chim nước có thể dẫn đến ô nhiễm nguồn nước. Tiếp xúc với những chất gây ô nhiễm này có thể gây ra nhiều bệnh tật, bao gồm các bệnh về đường hô hấp và đường tiêu hóa, cùng với các bệnh nhiễm trùng da, mắt và tai cho người bơi trên biển.

Bang California có 840 dặm đường bờ biển, việc bảo vệ con người và vùng biển vùng duyên hải là rất cần thiết. Hàng năm thu hút tới hơn 150 triệu khách du lịch đến với biển, bao gồm các hoạt động như bơi, lướt sóng, lặn và vui chơi tại 450 bãi biển của bang, tạo ra doanh thu hơn 10 tỷ đô la. Theo Ban Kiểm soát Tài nguyên Nước Tiểu bang California, trên địa bàn có các cơ quan y tế trên 17 quận, các nhà máy xử lý nước thải thuộc sở hữu công, các nhóm môi trường và một số nhóm khoa học công dân đang thực hiện lấy mẫu nước biển trên toàn tiểu bang. Tuy nhiên, không phải tất cả các vùng nước ven biển đều được kiểm tra thường xuyên do các vấn đề về khả năng tiếp cận, hạn chế về nguồn ngân sách hoặc theo mùa, mặc dù có nhiều người đang sử dụng nguồn nước đó.

Một trở ngại khác đối với việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng nằm ở khoảng thời gian giữa việc lấy mẫu nước và kết quả, lên đến hai ngày, khiến các nhà quản lý bãi biển đưa ra quyết định phản ánh tình trạng chất lượng nước bị chậm trễ. Khi các vùng nước được giám sát có chứa hàm lượng vi khuẩn cao và gây nguy hiểm cho sức khỏe, các nhà quản lý bãi biển sẽ treo biển cảnh báo hoặc đóng cửa các bãi biển. Sự chậm trễ trong các phương pháp thử nghiệm hiện tại có thể vô tình khiến người bơi tiếp xúc với vùng nước không tốt cho sức khỏe.

Để khắc phục những hạn chế này, các nhà nghiên cứu đã kết hợp lấy mẫu nước và dữ liệu môi trường với các phương pháp học máy để dự báo chính xác chất lượng nước. Mặc dù các mô hình dự báo về chất lượng nước không phải là mới, nhưng chúng thường yêu cầu lịch sử dữ liệu kéo dài vài năm để được phát triển. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các mẫu nước được thu thập trong khoảng thời gian 10 phút trong khoảng thời gian tương đối ngắn từ một đến hai ngày tại các bãi biển ở Santa Cruz, Monterey và Huntington Beach. Trong số ba địa điểm, 244 mẫu được đo nồng độ FIB và được đánh dấu là trên hoặc dưới mức chấp nhận được mà tiểu bang cho là an toàn. Sau đó, các nhà nghiên cứu thu thập dữ liệu khí tượng như nhiệt độ không khí, bức xạ mặt trời và tốc độ gió cùng với dữ liệu hải văn bao gồm mực nước thủy triều, độ cao của sóng và nhiệt độ nước (tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ FIB) trong cùng một khung thời gian.

Sử dụng dữ liệu chất lượng nước ghi lại với tần xuất cao và phương pháp học máy, họ đã tạo ra các mô hình máy tính để dự đoán chính xác nồng độ FIB ở cả ba bãi biển. Các nhà nghiên cứu nhận thấy việc lấy mẫu nước hàng giờ trong 24 giờ liên tục ghi lại toàn bộ chu kỳ thủy triều và mặt trời đã đủ chứng minh cho kết quả đáng tin cậy. Việc cung cấp dữ liệu khung về khí tượng và thủy triều từ các khoảng thời gian dài hơn dẫn đến các dự đoán chất lượng nước trong tương lai đáng tin cậy trong ít nhất cả một mùa. Searcy nói: “Những kết quả này thực sự mang lại nhiều thông tin quý giá cho những người muốn biết điều gì đang xảy ra với chất lượng nước tại bãi biển của họ. Với một số dữ liệu của một ngày lấy mẫu, những cộng đồng này có thể thu thập dữ liệu cần thiết để bắt đầu hệ thống mô hình chất lượng nước của riêng họ."

Một kết quả phân tích có thể truy cập công khai, cũng có thể được phát triển để dự đoán chính xác các chất gây ô nhiễm khác như tảo có hại, kim loại và chất dinh dưỡng được biết là tàn phá vùng biển địa phương. Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng cần phải phân tích nhiều hơn chất lượng nước để xác định chính xác khung thời gian cảnh báo và lưu ý rằng việc liên tục đánh giá và cải tiến các mô hình vẫn là phương pháp tốt nhất để dự đoán ngày càng chính xác hơn.

Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/01/210122085025.htm


Newer news items:
Older news items: