Le professeur de géologie de l'Université d'État de Kent, Joseph Ortiz, Doctorat., et étudiant Andrew Congdon, l'un des étudiants de premier cycle de l'État de Kent travaillant dans le laboratoire du Dr Ortiz, prendre quelques instants entre les mesures de réflectance de surface dans la baie Sandusky cet été. (Crédit photo :Sunny Dickerson, Bowling Green State University) Crédit :Sunny Dickerson, Université d'État de Bowling Green
Les conditions du lac Érié continuent de poser plusieurs risques pour la santé des habitants de l'Ohio dans les collectivités côtières, rendant difficile le maintien d'une bonne qualité de l'eau pour les citoyens, décideurs étatiques et locaux.
Une publication récente dans Frontières en sciences marines montre comment les chercheurs de la région des Grands Lacs travaillent à des solutions innovantes. John Lekki, Doctorat., Le chercheur principal du centre de recherche Glenn de la NASA, en collaboration avec des co-chercheurs d'universités locales, dont la Kent State University, a remporté une proposition de la NASA sur la qualité de l'eau en juin 2017. Cette récente subvention offre l'opportunité de mettre en œuvre l'approche de Kent State pour identifier les proliférations d'algues nuisibles dans et autour du lac Érié.
Joseph Ortiz, Doctorat., professeur de géologie au Kent State's College of Arts and Sciences, est un vétéran chevronné de l'étude des problèmes posés par les proliférations d'algues nuisibles cyanobactériennes (cyanoHAB) qui affligent les villes du lac Érié depuis des années. Le Dr Ortiz est l'auteur principal de l'article de journal intitulé "Intercomparison of Approaches to the Empirical Line Method for Vicarious Hyperspectral Reflectance Calibration" publié récemment. Le Dr Ortiz est co-chercheur de la subvention de la NASA qui lui permettra, ainsi qu'à ses collègues de plusieurs institutions de l'Ohio et du Michigan, d'appliquer ce qu'ils ont appris en étudiant les eaux du lac Érié. Cela fait partie d'une grande étude collaborative, qui couvre les eaux du bassin ouest du lac Érié, de la baie Maumee à Detroit Plume et à la baie Sandusky.
Algues bleu-vert, scientifiquement connue sous le nom de cyanobactéries, sont communs aux systèmes d'eau douce comme les lacs et les ruisseaux. Sous certaines conditions, ils peuvent produire des cyanotoxines très puissantes comme la microcystine, qui attaque le foie et le sang. Lorsque les algues bleu-vert poussent sans contrôle, certaines de ces cyanobactéries peuvent produire des cyanoHAB. Ce sont ces cyanobactéries toxiques qui ont envahi l'extrémité ouest du lac Érié et certaines parties de la rivière Maumee en 2014. Cela a causé la contamination massive de l'eau potable de Tolède.
Travailler dans la baie Sandusky, Chris Boehler, doctorant de la Kent State University, recueille des mesures de réflectance de surface avec un spectroradiomètre ASD, un instrument qui peut mesurer l'énergie réfléchie par la surface du lac, en collaboration avec le professeur de géologie de l'État du Kent, Joseph Ortiz, doctorat (Crédit photo :Sunny Dickerson, Bowling Green State University) Crédit :Sunny Dickerson, Université d'État de Bowling Green
Depuis, des scientifiques, dont le Dr Ortiz, se sont concentrés sur la façon dont ils peuvent isoler le signal cyanobactérien toxique en utilisant un imageur hyperspectral pour surveiller de plus près sa croissance et son mouvement. Cela ciblera plus précisément les efforts de traitement de l'eau visant à réduire l'impact de ces cyanobactéries.
L'approche du Dr Ortiz est basée sur le fait que les agents de production de couleur dans l'eau ont des effets d'absorption et de diffusion différents sur la lumière.
"Tout matériau qui absorbe ou diffuse la lumière va produire un spectre réfléchissant qui est indicatif de ce qui est présent, bien que plusieurs signaux soient souvent présents qui doivent être non mélangés, " a déclaré le Dr Ortiz. " Notre nouvel article démontre que la méthode de décomposition spectrale est relativement insensible au type de méthode de correction atmosphérique appliquée, et il sépare ce bruit - les erreurs atmosphériques - pour nous donner un signal plus propre. Nous pouvons ensuite comparer ces spectres non mélangés aux pigments de notre bibliothèque d'échantillons d'eau et de sédiments. La comparaison avec des pigments connus nous aide à déterminer ce qu'il y a dans l'eau."
Le Dr Ortiz a déclaré que l'instrumentation hyperspectrale de la NASA Glenn et l'expertise bio-optique qui a développé l'instrument sont des outils clés qui rassemblent l'équipe. Utilisé de cette manière, l'appareil de la NASA mesure les longueurs d'onde de la lumière réfléchie par l'eau ainsi que la lumière solaire descendante qui illumine la scène.
"Cette information est nécessaire pour corriger les données de l'instrument et nous permet de réduire les erreurs liées aux différences de timing de mesure, " a déclaré le Dr Ortiz.
