Le tecnologie Xylem per lo studio dei principali sistemi fluviali

In collaborazione con YSI, azienda del Gruppo Xylem, un centro di ricerca ha avviato un progetto per il monitoraggio della qualità dell’acqua dell’intero corso del Mississippi. Utilizzando le soluzioni di Xylem, il National Great Rivers Research and Education Center (NGRREC) punta a stabilire una rete globale di piattaforme di monitoraggio della qualità dell’acqua in tempo reale sui grandi fiumi di tutto il mondo.

Per migliaia di anni, lo sviluppo della civiltà umana ha sempre avuto uno stretto legame con i grandi fiumi. Nel corso dei secoli, l’uomo ha alterato questi ecosistemi e continua a farlo anche oggi. Tuttavia, per proteggere l’ambiente e le economie legate ai grandi fiumi, è essenziale comprendere come e perché questi ecosistemi stanno cambiando.

L’obiettivo del NGRREC è studiare i principali sistemi fluviali, i bacini che li alimentano e i legami con le comunità che li sfruttano. Il centro è situato in posizione strategica in Illinois, presso la confluenza dei fiumi Missouri e Illinois nel Mississippi. Fondato nel 2002, il centro rappresenta una partnership tra Illinois Natural History Survey, University of Illinois di Urbana-Champaign e Lewis and Clark Community College.

Una rete di piattaforme di monitoraggio della qualità dell’acqua

In realtà, i partner del NGRREC prelevano campioni d’acqua di qualità apprezzabile dal Mississippi da più 20 anni. Tuttavia, poiché questi campioni venivano prelevati in un periodo di tempo piuttosto esteso, non consentivano di valutare i cambiamenti repentini come ad esempio i fenomeni di piena nell’arco di una settimana.

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Il centro era alla ricerca di una soluzione più completa per raccogliere i dati e individuare i trend del Mississippi, per informare al meglio i decision-maker a livello politico, favorire una gestione più sostenibile del fiume e aumentare il livello di comprensione degli ecosistemi dei grandi sistemi fluviali. Per conseguire tutti questi obiettivi, il centro ha deciso di lanciare un nuovo progetto: il Great Rivers Ecological Observation Network (GREON).

Il programma GREON punta a stabilire una rete globale di piattaforme di monitoraggio della qualità dell’acqua in tempo reale sui grandi fiumi di tutto il mondo. La rete offrirà quindi agli scienziati l’opportunità di confrontare i vari fiumi e proporre le soluzioni ideali per affrontare le problematiche più urgenti come i carichi elevati di nutrienti e sedimenti ed i cambiamenti climatici.

Lo sviluppo della piattaforma PISCES da parte di YSI

Il NGRREC ha quindi affidato a YSI la progettazione e il lancio di una boa di monitoraggio in grado di raccogliere continuamente e in tempo reale i dati relativi al fitoplancton e alla qualità dell’acqua. La prima boa è stata lanciata nel sistema fluviale dell’Upper Mississippi nel maggio 2013. Il sistema di boe è stato denominato piattaforma PISCES (Pontoon for In-situ Characterization of Environmental Systems).

La piattaforma PISCES è equipaggiata con una sonda EXO2 di YSI, un sensore di nitrati a raggi ultravioletti, un sensore climatico e un data logger. I test condotti sulla piattaforma in un canale d’acqua ferma collegato al Mississippi hanno confermato sia la precisione che l’affidabilità dei dati e nei due anni successivi il NGRREC ha quindi acquistato e installato un totale di 7 piattaforme PISCES complete.

Tre di esse sono state posizionate sul corso principale del Mississippi, due su canali secondari contigui al fiume e le altre due su bacini spartiacque. Queste stazioni di monitoraggio continuo hanno contribuito a fornire i dati mancanti dai campioni prelevati in precedenza.

Il monitoraggio dei nutrienti

La mobilità delle piattaforme galleggianti ha consentito ai ricercatori di spostarle a piacere nei punti più opportuni per monitorare eventuali problematiche specifiche e in futuro il programma potrà essere esteso con l’impiego di queste piattaforme sui grandi fiumi di tutto il mondo.

Grazie all’installazione da parte dell’U.S. Geological Survey di una rete estesa di sensori sui grandi fiumi e sugli affluenti minori, ora il programma GREON non deve più destinare tante risorse al monitoraggio in generale del corso principale del Mississippi. Di conseguenza, ora l’attenzione del programma GREON si è spostata in particolare sul monitoraggio dei nutrienti a supporto delle ricerche del NGRREC sull’ipossia, il fenomeno per cui la concentrazione di ossigeno dissolto nella colonna d’acqua diminuisce a un livello tale da non sostenere più la vita acquatica.

La condivisione dei dati in un database online

Al programma GREON si è aggiunto un altro progetto in collaborazione con il NGRREC, cioè il Great Lakes to Gulf Virtual Observatory. Questa applicazione geospaziale interattiva condivide i dati relativi alle risorse d’acqua del Mississippi e dei suoi affluenti minori e consente agli utenti di visualizzare i dati e gli strati di interconnessione geospaziale di numerose fonti di pubblico dominio su un’interfaccia basata su una mappa comune.

Il database facilita il lavoro sia della task force sull’ipossia della EPA (Agenzia per la Protezione dell’Ambiente) che di diverse agenzie statali che si occupano di strategie per la riduzione dei nutrienti e offre all’utente un’interfaccia di facile utilizzo per verificare i dati relativi ai nutrienti e alla qualità dell’acqua.

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