Ekstremvær som flom, tørke og styrtregn påvirker vannkvaliteten i innsjøer, elver og kystnære områder.
Dette skaper betydelige utfordringer for økosystemer og vannforsyning. Plantevernmidler som er bundet i jordmassene, kan raskt skyldes ut i vannkildene.
Nå ønsker forskere å overvåke dette på en ny måte.
– Dagens systemer for overvåkning er ikke utstyrt til å oppdage raske variasjoner. Det kan bli kritisk for miljøbeskyttelsen og beredskapen for folkehelsa. Vi vil utvikle et optisk sensorsystem som kan finne flere plantevernmidler i sanntid. I både overflatevann og grunnvann, sier Elizaveta Vereshchagina.
Hun er forsker i Sintefs avdeling for smarte sensorer og mikroteknologi.
Teknologien vil gi oss innsikt i hvordan ekstremvær påvirker forekomsten av plantevernmidler i vann.
Engasjerte innbyggere i Danmark og Irland hjalp forskerne
Når forskerne ønsker å undersøke vannprøver etter kraftig nedbør, må de hentes umiddelbart. Dette er logistisk utfordrende.
Forskerne har derfor engasjert innbyggere i Danmark og Irland. De samler inn vannprøver i perioder med betydelig nedbør.
Disse vannprøvene er viktige for å få innsikt i sammenhengen mellom ekstreme værforhold og vannkvalitet.
– Vi har har klart å måle ulike typer plantevernmidler i vannet ved hjelp av såkalt SERS-teknologi. Den gir hurtig respons. Håpet er at vi kan ta med denne type sensorteknologi fysisk ut til vannkildene i fremtiden, sier forsker Karolina Milenko.
SERS står for «Surface Enhanced Raman Spectroscopy».
Metoden gjør lyssignaler fra molekyler sterkere og lettere å måle. Sintef kombinerer SERS med mikrofluidikk.
Da strømmer prøvene gjennom små kanaler i et gjennomsiktig materiale. Sammen gir disse metodene rask og nøyaktig analyse i sanntid.
– Det kan være utfordrende å skille mellom ulike plantevernmidler i lav konsentrasjon i våre datasett. Det er blant annet på grunn av ulik bakgrunn i prøvene, sier Vereshchagina.
Forskerne jobber nå med å oppnå bedre sensitivitet ved bruk av kunstig intelligens.
Raske endringer bør måles i sanntid
Plutselige endringer i vannkvalitet truer både biologisk mangfold og sikkerheten til drikkevann.
Annonse
Det er krevende å måle ulikt innhold fra vannkilder. Dagens løsning er altså å frakte vannprøver til laboratorium for testing.
Når naturkatastrofer eller ekstremvær inntreffer, kan slike endringer skje veldig raskt. Derfor bør overvåking skje i sanntid.
– Se for deg at et jordskred går i en elv langt oppe i et dalføre. Dette skredet kan forurense vannet i elven raskt, men det er vanskelig å måle. Vi håper vår teknologi kan gi målinger i sanntid, som viser hvordan ulike plantevernmidler beveger seg med vannet, sier professor Hans-Jørgen Albrechtsen.
– Da kan det også være mulig å sette inn forebyggende tiltak før forurenset vann gjør for mye skade.
I fremtiden håper forskerne at de kan utvikle en maskin på størrelse med en trillekoffert, som kan tas med og gjøre målinger direkte i elver, grunnvann og innsjøer.
Om forskningsprosjektet STARDUST
STARDUST finansieres av EU og Norges Forskningsråd gjennom det europeiske partnerskapet Water4All. Det koordineres av Sintef Norge.
Sintef har også ansvaret for at resultatene integreres med vannforvaltning etter prosjektets slutt. Målet er å bruke mikrosensorer for å styrke motstandsdyktighet mot økende klimabelastninger.
Partnere er National Institute for Research and Development in Microtechnologies (Romania), National Institute of Materials Physics (Romania), Institute of Physical Chemistry, Polish Academy of Science (Polen), Dublin City University (Ireland) og Technical University of Denmark (Danmark) og Sintef (Norge).
