Този дрон носи малка лаборатория, предназначена да измерва концентрациите на нитрати в труднодостъпни--водни пътища. Кредит: Нейтън Джаред
Какво ще стане, ако вместо да вземете проба от вода или почва в лабораторията, можете да занесете лабораторията до пробата? Това докладва екип от изследователиACS сензорис нова система за-нитратен мониторинг в-на--дрон“. Дронът позволява лесно-вземане на водни проби и анализ в реално време в труднодостъпни--райони като стръмни канавки или блатисти низини.
Абонирайте се за нашия бюлетин за най-новите актуализации на научно-технически новини.
Технологията може да помогне на фермерите да оптимизират използването на торове и да предотвратят замърсяването на водните пътища от излишния нитратен отток.
Защо мониторингът на нитратите е важен
Азот{0}}съдържащият тор е важен компонент на съвременното селско стопанство, но по-голямата част от него се отнася от нивите чрез дренажни системи.
Голяма част от този остатъчен азот се превръща в нитрат, което може да причини цъфтеж на водорасли и ниско{0}}кислородни „мъртви зони“ във водните пътища или да замърси питейната вода. Мониторингът на концентрациите на нитрати обаче не винаги е лесен, тъй като голяма част от селскостопанския отток е в отдалечени земеделски земи или в кални канавки и пробите трябва да се изпращат в лаборатория за обработка. Така че изследователите разработват начини да направят това с дистанционно{3}}управляеми устройства.
Как работи лабораторията-на--дрон
Джонатан Клаусен и колегите му искаха да направят една такава лаборатория-на--дрон за наблюдение на замърсяването с хранителни вещества, която да е по-евтина и по-ефективна от съществуващите опции.
Изследователите проектираха персонализирана помпа, евтини-електрохимични сензори за нитрати и потенциометрично устройство за бързо и лесно количествено определяне на концентрациите на нитрати. След това те монтираха оборудването на наличен в търговската мрежа дрон. Дълга тръба под дрона изтегли вода в мини-лабораторията, където беше анализирана във-въздух за около седем минути.
Дронът записа всички резултати на вградена карта с памет за по-късно прочитане и анализ и успя да обработи множество проби преди кацане.
Производителност и бъдещи приложения
При тестове сензорната система на изследователите открива концентрации на нитрати до 2,5 части на милион (ppm) и е 95% по-точна от типичната лабораторна-базирана електрохимична система за откриване на нитрати.
В дренажна канавка в селскостопански обект в Айова лабораторията-на--дрон откри средни концентрации на нитрати от 5,39 ppm, което е в съответствие с предишни измервания, направени в района, и под максималното ниво от 10 ppm за питейна вода, определено от Агенцията за опазване на околната среда на САЩ.
Екипът обяснява, че неговата нова система прави мониторинга за замърсяване с нитрати по-лесен от преди и представлява основата за бъдещи лабораторни-при--приложения с дрон в селското стопанство, като например мониторинг на бактерии или замърсяване с пестициди във водните пътища.
Авторите са подали патент в САЩ, свързан с тази работа.
Повече информация:Лаборатория-на--Дрон: Електрохимично отчитане на нитрати в реално-време в селскостопански водосбори,ACS сензори(2025). DOI: 10.1021/acssensors.5c02620
Предоставено от Американското химическо дружество
