Het schijnen van een lichtstraal in mogelijk verontreinigde watermonsters kan de sleutel zijn tot realtime detectie van koolwaterstoffen en pesticiden in water.

Onderzoekers van UBC Okanagan testen het gebruik van fluorescentie om de waterkwaliteit te bewaken. De resultaten, ze zeggen, grote belofte tonen.

Als een lichtstraal in het water schijnt, het prikkelt de elektronen in moleculen van bepaalde verbindingen en zorgt ervoor dat ze licht uitstralen. De kenmerken van het uitgestraalde licht zijn als een vingerafdruk en kunnen worden gebruikt om bepaalde verontreinigingen te identificeren, legt Nicolas Peleato uit, een assistent-professor aan UBCO's School of Engineering.

"De uitdaging bij het gebruik van deze fluorescentiebenadering is dat ze typisch bronspecifiek zijn, wat betekent dat we moeten kalibreren voor een bepaalde waterbron en moeten anticiperen op welke specifieke verontreinigingen we willen zoeken, ", zegt Peleato. "In ons laatste werk, we hebben een dataverwerkingstechniek ontwikkeld die de effectiviteit van de ene waterbron naar de andere vergroot."

Dit betekent dat hun nieuwe techniek veel giswerk aan het begin van het proces wegneemt. Zoals Peleato opmerkt, elke waterbron heeft een iets andere samenstelling van organische verbindingen, die de verontreinigende signalen kunnen verbergen, dus kalibreren voor elke bron is cruciaal voor de nauwkeurigheid van de detectie.

Met behulp van machine learning-algoritmen, Peleato en zijn afgestudeerde student Ziyu Li hebben een aanpak bedacht die de uitdaging van bronspecifieke modellen aanpakt door hun overeenkomsten in kaart te brengen.

Volgens Li, het is niet helemaal een one-size-fits-all methode, maar het komt in de buurt.

"Door een proces tot stand te brengen dat vergelijkbare patronen tussen waterbronnen identificeert, de fluorescentiedetectie wordt een haalbare optie voor realtime, nauwkeurige detectie van koolwaterstoffen en pesticiden, " legt Li uit.

Tijdens het testproces wordt de onderzoekers zoeken naar unieke vormen van fluorescentiesignalen. Elke unieke vorm geeft de aanwezigheid van onzuiverheden aan en helpt onderzoekers te bepalen wat de onzuiverheid is en deze te onderscheiden van andere verbindingen.

Met koolwaterstoffen verontreinigd water staat bekend als kankerverwekkend en kan gevaarlijk zijn, of giftig, aan flora en fauna.

De onderzoekers richten hun aandacht nu op het gebruik van deze nieuwe aanpak voor het detecteren en monitoren van chemicaliën, zoals de belangrijkste giftige verontreinigingen in oliezandafvalvijvers die van invloed kunnen zijn op oppervlaktewater en grondwater.

"Het bouwen van een uitgebreid model dat naadloos overgaat van de ene waterbron naar de andere, zal de monitoring versnellen, en heeft het potentieel om een ​​gamechanger te zijn, ' zegt Peleato.