C02 कार्बन डाइऑक्साइड सेंसर: जल गुणवत्ता निगरानी

मैं CO₂ को क्यों मापना चाहूँगा?

कार्बन डाइऑक्साइड कई रास्तों से पानी में प्रवेश कर सकता है। कुछ प्राथमिक भूमि स्रोतों में कार्बनिक पदार्थों का क्षय, कार्बोनेट चट्टानों का विघटन, अपशिष्ट जल निर्वहन और वाटरशेड जल ​​निकासी शामिल हो सकते हैं। अन्य प्राकृतिक स्रोतों में जैविक श्वसन, तलछट डायजेनेसिस या ज्वालामुखी गतिविधि शामिल हैं। CO₂ का एक प्रमुख स्रोत/सिंक वायु/जल इंटरफेस पर वायुमंडलीय विनिमय है। सीधे शब्दों में कहें तो कार्बन डाइऑक्साइड गैस पानी में घुल जाती है।

पानी में CO₂ की मात्रा बढ़ने से pH में गिरावट आती है। चूँकि कई जैविक, रासायनिक और भौतिक प्रक्रियाएँ pH पर निर्भर होती हैं, इसलिए pH में अचानक या तेज़ बदलाव इन प्रक्रियाओं के विनियमन पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकते हैं। pH प्रभावों के साथ-साथ, CO₂ के उच्च स्तर को कुछ जीवों जैसे कि फिनफ़िश, शेलफ़िश और फाइटोप्लांकटन सहित अन्य कैल्सीफ़ाइंग जीवों के विकास के लिए हानिकारक पाया गया है।

CO₂ को कैसे मापा जाता है?

सोलिनस्ट यूरेका C02 सेंसर एक मजबूत डिजाइन, उपयोग में आसानी और बहुमुखी प्रतिभा को एक ही सेंसर पैकेज में जोड़ता है। तरल में घुली गैस का मापन एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली द्वारा सुगम बनाया जाता है जो गैसों को पानी से गैस हेड स्पेस में स्थानांतरित करने की अनुमति देता है जहां माप किया जाता है। परिणामी मान 0 – 5 वोल्ट के वोल्टेज के रूप में आउटपुट होता है, जो विश्लेषण किए गए पानी के नमूने में CO₂ गैस की मात्रा के अनुपातिक और अनुमानित मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है। मंटाप्लस आउटपुट को %सैट, या पीपीएम में परिवर्तित करता है।

सेंसर पर रेंज को अधिकतम सटीकता के लिए कस्टम सेट किया जा सकता है। C02 सेंसर फैक्ट्री कैलिब्रेशन के साथ आता है।

कार्बन डाइऑक्साइड गैस पानी में घुलती है: CO₂ (g) ↔ CO₂ (aq)। हेनरी के घुलनशीलता के नियम के अनुसार, जो बताता है कि तरल में गैस की घुलनशीलता तरल के ऊपर गैस के आंशिक दबाव के सीधे आनुपातिक होती है, हम कार्बन डाइऑक्साइड (pCO₂) के आंशिक दबाव को मापकर पानी में CO₂ सांद्रता का अनुमान लगा सकते हैं: pCO₂ =[CO₂] aq/घुलनशीलता। वर्तमान वायुमंडलीय CO₂ स्तर 400 ppm को पार कर गया है, जबकि 1960 के आसपास ~300 ppm (30% से अधिक वृद्धि) के रिकॉर्ड किए गए मानों की तुलना में, हम उम्मीद करते हैं कि समुद्री जल के स्तर में उच्च सांद्रता होगी क्योंकि कार्बन पानी की परतों के भीतर फंस सकता है। ये अलग-थलग परतें वायुमंडलीय संतुलन/विनिमय से सीमित हैं, जिससे CO₂ का निर्माण होता है जो धीरे-धीरे ढालों में फैल सकता है या पानी के स्तंभ के माध्यम से जल्दी से मिल सकता है।

क्षेत्र में CO₂ माप के बारे में मुझे क्या पता होना चाहिए?

CO2 सेंसर से सुसज्जित मंटाप्लस मल्टीप्रोब्स का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में अनुसंधान के लिए किया जाता है – जैसे कि जलीय कृषि, अपशिष्ट जल निगरानी, ​​रीफ निगरानी, ​​कार्बन कैप्चर स्टोरेज और जैव ईंधन आदि।

जलीय कृषि फार्मों के लिए, सी-सेंस जांच के साथ मंटाप्लस का उपयोग खुले पानी और टैंकों दोनों में निगरानी के लिए आसानी से किया जा सकता है, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि CO2, अन्य जल गुणवत्ता मापदंडों के साथ वांछित स्तरों के भीतर है। मंटाप्लस से डेटा प्राप्त करने वाली प्रणालियाँ जलीय कृषि वैज्ञानिकों को खेत के भीतर CO2 के बदलते स्तरों के बारे में चेतावनी दे सकती हैं।

अपशिष्ट जल में अक्सर उच्च कार्बनिक भार हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कुछ होल्डिंग तालाबों के लिए तेजी से क्षय और लगभग 10,000 पीपीएम से ऊपर पी CO₂ का उत्पादन हो सकता है। वे CO₂ स्तर प्राकृतिक जल में पाए जाने वाले सामान्य CO₂ स्तरों से 20 गुना अधिक हैं। यदि मुहाना, नदियों या झीलों जैसे प्राकृतिक जलमार्गों में रिसाव होता है, तो इन प्रणालियों और उनमें मौजूद जीवों पर बहुत अधिक प्रभाव पड़ सकता है, जिससे उस जलीय आवास की गतिशीलता या उत्पादकता बदल सकती है।

बढ़ते वायुमंडलीय CO2 स्तरों के कारण महासागरीय अम्लीकरण कोरल जैसे जीवों पर बहुत अधिक प्रभाव डाल सकता है जो चट्टानों के निर्माण के लिए कैल्सीफिकेशन पर अत्यधिक निर्भर हैं। साथ ही, भूमि से उनकी निकटता के कारण, मानवजनित यूट्रोफिकेशन, जिसके परिणामस्वरूप उच्च मात्रा में CO2 लोडिंग होती है, जल निकाय में अम्लीकरण प्रक्रिया को काफी तेज कर सकता है, जिससे प्रवाल भित्तियों को प्रभावित और यहां तक ​​कि उनका क्षरण भी हो सकता है। CO2 सेंसर वाले मंटाप्लस मल्टीप्रोब उपकरण का उपयोग करके निकटवर्ती तटवर्ती वातावरण में फैलने वाली चट्टानों या नदियों और अन्य जल प्रवाहों की निगरानी करना, रीफ सिस्टम में अपेक्षित परिवर्तन का एक अच्छा संकेत दे सकता है। यह इन आवासों की अखंडता को बनाए रखने के लिए मानवजनित इनपुट को पुनर्निर्देशित करने, धीमा करने या बेहतर नियंत्रण करने के लिए नियामकों को सूचित कर सकता है।

कार्बन कैप्चर स्टोरेज (CCS) कार्बन डाइऑक्साइड को सतही जल या वायुमंडल से कार्बन हटाने के उद्देश्य से गहरे खारे जलभृतों में पंप करने की क्रिया है। इन गहरे पानी को कार्बन एक्सचेंज से अलग किया जाता है, जिससे उन्हें CO2 के लिए प्रमुख सिंक में से एक माना जाता है। जलभृत 10% CO2 (100,000 पीपीएम) तक पहुँच सकते हैं, जो वायुमंडलीय स्तर से 200 गुना अधिक है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि CO2 गहराई पर बनी रहे, जलभृतों, भूजल और सतही जल की निगरानी महत्वपूर्ण है। CO2 सेंसर वाला मंटाप्लस यह सुनिश्चित करने के लिए कम लागत वाला और मजबूत पहचान उपकरण है कि CO2 अलग-थलग रहे।

जैव ईंधन उद्योग ईंधन के उत्पादन के लिए बड़े पैमाने पर शैवाल उगाने के लिए वायुमंडलीय CO2 का उपयोग करता है। शैवाल फार्म को उचित रूप से स्थापित करने के लिए, शैवाल उगाने के लिए इष्टतम स्तर निर्धारित करने के लिए पायलट-स्केल परीक्षण के दौरान सीटू p CO2 माप किए जाने की आवश्यकता होती है, जिससे फार्म की दक्षता या शैवाल उत्पादकता को अधिकतम किया जा सके। एक बार जब फार्म चालू हो जाता है, तो इस प्रकार के उद्योग के लिए निर्धारित कार्बन उत्सर्जन कानूनों का पालन करने के लिए CO2 हानि को भी विनियमित करने की आवश्यकता होती है। इन फार्मों की बड़े पैमाने की प्रकृति इन सीटू pCO2 के लिए बड़े पैमाने पर परिवर्तन की ओर ले जाती है जिसे CO2 सेंसर से लैस मंटाप्लस मल्टीप्रोब का उपयोग करके आसानी से और सटीक रूप से पता लगाया जा सकता है।