Ny overvåkingsteknologi med bruk av sensorer og fjernovervåking



Like dokumenter
Prøvetaging og miljømåling i vann

Fra forskning til nytte: Bruk av satellittdata i miljøovervåkning

Farrisovervåkingen 2017

Satellitt-data til å overvåke økologisk tilstand i kystvann og innsjøer

Cyanobakterier-et økende problem som følge av klimaendringene?

Enkel rapport for overvåkning av Steinsfjorden

Algevekst innvirkning av klima, næringsstoffer og lys et langtiddstudie fra en landbrukspåvirket innsjø ( )

Tiltaksrettet overvåking

ØKOKYST Delprogram Møre og Romsdal Årsrapport 2013

On-line overvåkning av råvannskvalitet

Norges nye økologiske klassifiseringssystem for vann

FAKTORER SOM PÅVIRKER OPPBLOMSTRING AV CYANOBAKTERIER I ÅRUNGEN EN RISIKOVURDERING

FAKTORER SOM PÅVIRKER OPPBLOMSTRING AV CYANOBAKTERIER I ÅRUNGEN - EN RISIKOVURDERING

Behov for videre overvåking i lys av vannforskriften. Mats Walday, NIVA

Nye genetiske metoder for en mer effektiv overvåkning av giftproduserende cyanobakterier

Overvåking av Ytre Oslofjord. Marine undersøkelser for Borregaard AS i Hvalerestuaret

Rapport for tokt 20. mai 2019 Miljøovervåking for Indre Oslofjord

NOTAT. Overvåking av Steinsfjorden Steinsfjorden, Foto: NIVA

Innsjøen som resipient for landbruksforurensing hvordan skille ulike faktorer som påvirker vannkvalitet? Gunnhild Riise

NOTAT. Overvåking av Steinsfjorden Steinsfjorden mars 2015, Foto: NIVA

Vannprøver og Vanndirektivet. v/pernille Bechmann (M.Sc., Marint miljø)

Klassifisering av planteplankton,

Overvåkning av vannkvaliteten i grunnvann, vassdrag og grytehullsjøer. Jarl Øvstedal, OSL

Badevannsrapport

NOTAT. Overvåking av Steinsfjorden Steinsfjorden, Foto: NIVA

Erfaringer med overvåking og forvaltning av cyanobakterier i Vansjø

O Observasjoner av siktedyp, turbiditet og partikler i Oslo havnebasseng høst og vinter

Planteplankton i innsjøer

NOTAT. Overvåking av Steinsfjorden Steinsfjorden, Foto: NIVA

Hydrografi Skråfjorden, Åfjord kommune, september NorgeSkjell AS

Miljøoppfølgingsprogram Utfylling av tunnelmasser i Olvikvatnet,

Undersøkelser i Jærvassdragene 2018

Vedlegg. Resultater fra karakterisering av vannforekomstene i henhold til EUs Vanndirektiv

Med vannforskriften får vi en tydelig definisjon på hva vi mener når vi sier god tilstand. Vi tar utgangspunkt i en femdelt skala:

Argo, fra idé til suksess? Kjell Arne Mork Havforskningsinstituttet og Bjerknessenteret

HANDELAND RENSEANLEGG, SIRDAL KOMMUNE. Overvåking og kontroll av resipienten Resultater

Våroppblomstring av planteplankton i Nordsjøen

Kjell Arne Mork, Francisco Rey, Henrik Søiland

Dagens løypekart: Vannets vei; fra råvann til tappekran

Presentasjon av masteoppgaven:

Våroppblomstring av planteplankton i Norskehavet

Årsrapport for vannkvalitetsovervåkingen i PURA 2013

Kan paleolimnologiske undersøkelser avsløre naturtilstanden?

NOTAT. Overvåking av Haldenvassdraget Hemnessjøen, Foto: NIVA

Fem års forsøk med endret regulering av Vansjø - Kan vi trekke noen slutninger? Hva nå? Eva Skarbøvik, Bioforsk Jord og miljø Vansjøkonferansen 2010

RAPPORT L.NR Årsovervåking med FerryBox - Indre Oslofjord 2017-Datarapport

Figur 1 viser alle måledata fra overvåkning ved mudring i perioden 29. juli - 4. august 2006.

Våroppblomstring av planteplankton i Barentshavet

Hydrografi Geitaneset i Namsenfjorden, august 2017

badeplasser; Bleikøya, Langøya (to steder), Solvik, Katten og Ulvøya. Figur 1 viser lokaliteter for de prøvetatte badeplassene.

Tidspunkt for våroppblomstring av planteplankton i Barentshavet

Månedsrapport oktober 2010 Luftkvalitet i Grenland

Planteplankton og støtteparametere

Månedsrapport januar 2011 Luftkvalitet i Grenland

Overvåking av Ytre Oslofjord. Delprosjekt nr. 2. Overvåking av Hvaler og Singlefjorden i 2000

Hydrografi/hydrokjemi og plankton. Datarapport Rapport 902/2004

NOTAT. Overvåking av Steinsfjorden Steinsfjorden, Foto: NIVA

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord Toktrapport Kombinasjonstokt

Resipientgranskning. - Vassdragsundersøkelse i Meland kommune Marcos Porcires. Faun Naturforvaltning AS 1

Blågrønne alger i Haukelandsvatnet og Skeievatnet i Bergen kommune 15. september 2014 A P P O R T. Rådgivende Biologer AS 2008

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord Toktrapport hovedtokt

Fysisk-kjemiske støtteparametere for eutrofiering

LIMNO-SOIL I. UMB og LIMNO-CONSULT Tore Krogstad og Øivind Løvstad. Integrert vann og jordovervåking - Jord og rennende vann LIMNO-CONSULT

Toktrapport kombitokt

Tabell 1 Oppsummering av turbiditetsverdier for perioden 14. juli til 25. juli 2006

Overvåking av vannkvalitet i Gudbrandsdalen og Rauma

Månedsrapport juli 2011 Luftkvalitet i Grenland

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord Toktrapport Hovedtokt

Økologisk tilstand i PURA

Status for tiltaksorientert vannkvalitetsovervåking i PURA

Kritiske punkter i vannbehandlingsprosessen. Vannanalyser Online-målere og labutstyr

Blågrønne alger i Langavatnet og Liavatnet i Bergen kommune 24. august 2017 A P P O R T. Rådgivende Biologer AS 2555

Klassifisering av miljøtilstand i kystvann

Månedsrapport september 2011 Luftkvalitet i Grenland Sammendrag

Månedsrapport april 2011 Luftkvalitet i Grenland

Månedsrapport mai 2011 Luftkvalitet i Grenland

Månedsrapport oktober 2011 Luftkvalitet i Grenland Sammendrag

Månedsrapport november 2011 Luftkvalitet i Grenland Sammendrag

Rapport for tokt august 2019 Miljøovervåking for Indre Oslofjord

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord Toktrapport Hovedtokt

Biomasse og produksjon av planteplankton i Barentshavet

Notat analyse av prøvetakingsdata fra Botn , vurdering av den økologiske tilstanden og effekten av bobleanlegget

MÅNEDSRAPPORT. Luftkvalitet i Moss i mars Bakgrunn : Resultat :

Moldeprosessen Kritiske kontrollpunkt, instrumentering og kontrollprogram Molde - 7 desember 2011

Forurensning i torsk i Nordsjøen Innholdsfortegnelse

Hydrologiens betydning for farge og DOC i boreale skogsvann

Månedsrapport april 2011 Luftkvalitet i Grenland

Overvåking av Indre Oslofjord i 2013

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord. Miljøovervåking av Indre Oslofjord Rapport for tokt gjennomført 8.

Kritiske nivåer av P i jord og sedimenter relatert til risiko for eutrofiering - innvirkning av klima

R A P P O R. Rådgivende Biologer AS Overvåking av fjordområdene i Hordaland. Vannkvalitet

Forvaltningens overvåking: Hva er behovene og kan ny metodikk bidra?

Analyser av drikkevann. Johan Ahlin Laboratorieleder, PreBIO avd. Namdal

Toktrapport hovedtokt

MÅNEDSRAPPORT. Luftkvalitet i Moss i april PM10 Kransen. PM2,5 Kransen. Grenseverdi. Nedbørsdata

DET NORSKE VERITAS. Program - tilleggsutredning strøm og hydrografi Førdefjorden. Nordic Mining ASA

µg/m³ År 20 1) PM 10 µg/m³ Døgn 50 2) (35) 50 2) (25) µg/m³ Døgn 50 1) (7) 50 1) (7) CO mg/m³ 8 timer 10 2) Benzen µg/m³ År 5 1) 2 1),3)

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord. Miljøovervåking av Indre Oslofjord Rapport for tokt gjennomført 8.

Månedsrapport desember 2013 Luftkvalitet i Grenland Sammendrag

Transkript:

Ny overvåkingsteknologi med bruk av sensorer og fjernovervåking Kai Sørensen, Sigrid Haande, Uta Brandt og Are Folkestad Norsk Institutt for Vannforskning 1

Innhold Sensorer Måleprinsipper Kalibrering Sammenheng mellom variable Eksempler på sensorplattformer 2

Sensorer og sensorplattformer Manuelle/håndholdte in situ sensorer Klorofyll-a/klorofyll-a fluorescence BBE, TriOS, YSI etc Phycocyanin og Phycoerytrin fluorescence TriOS, YSI etc Partikler/Turbiditet YSI, Polymetron etc Humus/CDOM-Colour Dissolved Organic Material fluorescnece Turner, TriOS etc Kontinuerlige sensorer(ferrybox/rigger) In-situ Fjernovervåkning Satellitt Flydata 3

Måleprinsipper og noen variable Fluorescence Klorofyll-a Organisk materiale (CDOM, Humus, TOC) Oksygen (Optode) ph (forsuring) Absorbsjon (a) UV-Absorbsjon (Absorbance/cm), 254 nm Farge (mg Pt/l), 410 nm In vivo absorpsjon for klorofyll-a (ny standard på høring) ph (Spektrofotometrisk havforsuring) Spredning (b) b b -meter (m -1 ) Turbiditet (FNU ~ NTU ~ FTU) Transmisjon (c = a + b) ac9-meter (9 bølgelender) (m -1 ) c-meter (en-kanals) (m -1 ) %T er blitt brukt som enhet (rent vann 100% T) Siktdyp (Secchi Disc Depth) Optisk størrelse som korrelerer med c og k, S=1/c+k, hvor k er den vertikale svekningskoeffisienten til nedoverrette irradians (lys) 4

Klorofyll-a fluorescence 5

Klorofyll-a fluorescence målt fra fergen Color Festival våren 2007 Oslo 60 N 59 N NORWAY Jomfruland SWEDEN Lista Arenbdal St. 2/3 DENMARK 58 N Fredrikshavn Jan Feb Mar Chl-a [mg/m^3] 6

Kalibrering av klorofyll-a fluorescence med vannprøver Målinger i overflatevann ( 4 m) i Skagerrak (Oslo-Hirtshals) Klorofyll-a sensor om bord på et Ferrybox system Vannprøver innhentet automatisk av Ferrybox systemet 7

Klorofyll-a_Fluorescence/ Klorofyll-a forholdet 3.5 Color Festival 2004 "Night and Day" Fluorescence/Chlorophyll-a (Weight) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 Par>300 Par<300 0.5 0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Month nr. Forholdstallet kan variere med en faktor 4 Lavest under blomstringsperioder på våren 8

Phycocyanin fluorescence Forfatternavn 9

Dyp Steinsfjorden 26.8.2010 Steinsfjorden 26.08.2010 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Phycocyanin (µg/l) 0 2 4 6 8 10 1997: Oppdaget masseforekomst av blågrønnbakterieslekten Planktothrix på 10-12 m dyp i Steinsfjorden Stort sett årlige oppblomstringer av Planktothrix i metalimnion (10-12 m) Planktothrix produserer toksiner og det kan utgjøre en helserisiko i forhold til drikkevann og rekreasjon (bading). Steinsfjorden brukes ikke lengre som drikkevannskilde og bading har vært frarådet ved flere ganger de siste 13 årene. Bruk av phycocyanininstrumentet gir informasjon i felt om mengde og fordeling av blågrønnbakterier i Steinsfjorden 10

Vansjø Overvåkes ukentlig fra slutten av april til midten av oktober, årlig Det har vært flere år med kraftige oppblomstringer av blågrønn- bakterier i vestre del av Vansjø (2005-2007). Vanndirektivets klassifiseringssystem brukes i Vansjøovervåkingen. TriOS MicroFlu Blue Phycocyanin sensor benyttes i overvåkningen 11

Phycocyanin og planteplankton 12

Årungselva Det benyttes en YSI 6600 multiprobe med sensorer for turbiditet, phycocyanin fluorescence og temperatur i overvåkningen. Hver sommer transporteres det store mengder av giftproduserende blågrønnalger fra Årungen via Årungselva til Bunnefjorden. Hittil trodde man at algene dør ved kontakt med saltvann. Observasjoner har vist at blågrønnalger overlever og kan bli fordelt i hele Bunnefjorden. Kan medføre en akkumulasjon av giftstoffer og en overskridelse av grenseverdien for badevann (10 µg/l) Bunnefjorden. 13

Pycocyanin fluorescence or RFU values Sammenligning av kalibreringer for YSI og TriOS 200 175 YSI_PC-fluorescence (RFU *10) 150 MicroFlu Blue (Phycocyanin-fluorescence (myg/l) 125 100 75 50 25 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Microcystis, klorofyll-a (myg/l) Ulike instrumenter kan være kalibert veldig forskjellig (faktor 10) 14

Pycocyanin fluorescence or RFU values Interferense fra grønnalger på phycocyanin signalet 100 90 YSI_PC-fluorescence (RFU*10) 80 MicroFlu-Blue (Phycocyanin fluorescence myg/l) 70 60 50 40 30 20 10 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 Selenastrum, klorofyll-a (myg/l) Micro-Flu fra TriOS har mindre interferense fra grønnalger enn YSI 15

Chlorophyll-a (myg/l) Kalibering av phycocyanin fluorescence sensor Test of Microflu blue sensor (Phtcocyanin) for ulike alger. 20 19 18 Microcystis 17 Anabena 16 CYA397 Red planktotrix 15 CYA98 Green planktotrix 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Pycocyanin fluorescence (TriOS) Phycocyanin mengden relativt til klorfyll-a kan variere mye 16

Humus/TOC absorbsjon og fluorescence 17

Eksempel fra målestasjon Langtjern 18

2.5 2 1.5 1 0.5 0 TriOS ProPS sensorer gir UVabs absorbsjonspektra - UV-abs 3 254 nm 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 bølgelengde nm 19 27.08.201 28.08.201 29.08.201 30.08.201 31.08.201 01.09.201 02.09.201 03.09.201 04.09.201 05.09.201 06.09.201 06.09.201 07.09.201 08.09.201 09.09.201 10.09.201 11.09.201

TriOS CDOM fluorescence http://www.aquamonitor.no/langtjern/default.aspx 20

Turbiditet 21

Kontroll av turbiditets sensor med vannprøver 22

Sammenhengen mellom turbiditet og susp. materiale Konvertering fra Turb til TSM krever en lokal kalibrering 23

Fjernmålingsplattformer 24

Ferrybox plattformer - MyOcean Kart over Ferrybox systemer i Europa: NIVA (NO), IMR (NO), Marlab/FRS (UK), GKSS (GER), BCCR/UoB (NO), NOCS (UK), POC (UK), NIOZ (NL) SYKE (FIN), SMHI (SWE), TTU (EST), LOMI (EST). http://www.mercatorocean.fr/html/lettre/presentation_lettre_en.html. 25

Ferrybox systems på Color Fantasy mellom Oslo og Kiel Dekk sensorer Ed Ld Ferrybox-sensorer på 4 meters dyp Lu 26

Sensorer Cyanobacteria CDOM Algae Temp.Salinity Particles Oxygen 27

Høyfrekvent måling kontra rutine prøver NORWAY Jomfruland SWEDEN Lista Arenbdal St. 2/3 20 Chl-a (mg/m3) 15 Sampling from Ferrybox DENMARK 10 Sampling from traditional research cruises/monitoring program 5 0 Jan Feb Mar Apr Mai Juni Juli Aug Sep Okt Nov Des 28

Innsamling med bruk av Ferrybox systemet er foreslått mot VRD Water types Not classified Open, exposed coast Moderate exposed Coast/fjord/archipelago Protected coast/fjord Oxygen poor fjord Narrow straith Proposed stations Trend Reference 29

Satellittdata 30

Kombinasjon av sensormålinger og satellittdata (www.ferrybox.no) Daglige målinger Skyavhengig Klorofyll-a Partikler Siktdyp 31

Arealdekning (%) for siktedyp innenfor Hvalerøyene Siktdypet i Hvaler 120 SFT-klasse V SFT-klasse IV SFT-klasse III 100 80 60 40 Sommersituasjon (juni - september) 20 Flomsituasjon (april - mai) 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 Siktedypet (m) Ytre Oslofjord Hvaler undersøkelsen 1990-95 32

Eksempel fra en studie med satellittdata over Østfold Satellittdata er nå med 300 m geom. oppløselighet Nye sensorer kommer i 2012/13 med 100 m Bør egne seg for innsjøer og land Utviklingsarbeid vil bli satt igang 33

Siktdyp fra satellitt 34

Siktdyp-årsmiddel Annual mean Secci Depth 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 in situ MERIS 1.0 0.5 0.0 FEM1 FREVAR2 ISE1 LYS RØD1 VAN1 VAN2 Satellittdata gir rimelig gode årsmidler av siktdyp sammenlignet med feltobservasjoner Er de optiske forholdene i lokaliteten styrt av planteplankton kan vi også si noe om klorofyll-a mengden 35

Oppsummering I Mengden av planteplankton kan måles med klorofyll-a fluorescence Må kalibreres med vannprøver - sesongmessig Faktor 4 gjennom året kan forekomme Blågrønnalger kan detekteres og kvantifiseres med phycocyanin fluorescence Må kaliberes mot aktuell alge/lokalitet Vær oppmerksom på interferenser Partikler kan bestemmes med in situ turbiditet sensorer (ISO-standard) TSM kan beregnes fra Turbiditet, men krever vanntype kalibrering 36

Oppsummering II Humus eller CDOM fluorescence for TOC (DOC) bestemmelser Kun den fluoreserende andel Kalibering er viktig Kontinuerlige målinger med Ferrybox eller sensorer på rigger gir viktige høyfrekvente målinger Satellittdata gir gode oversiktsbilder av variable om siktdyp i innsjøer og også plankton som klorofyll-a når de optiske forholdene i lokaliteten er styrt av planktonalger 37

Takk for oppmerksomheten! 38