Quand il pleut à San Diego, les cours d'eau tels que la rivière San Diego et son affluent du ruisseau Alvarado subissent souvent une pollution bactérienne qui est finalement transportée dans l'océan. C'est une menace pour la santé publique des nageurs, surfeurs et vie aquatique, et cela peut provenir de ruptures de canalisations d'égout lors d'orages, déversement illégal d'eaux usées dans les rivières, ou des fosses septiques qui fuient.

Typiquement, les villes côtières qui subissent une contamination fréquente recueilleront des échantillons d'eau et en testeront la qualité si elles soupçonnent une contamination bactérienne, avant d'émettre des avertissements au public et de fermer l'accès aux plages. Mais cette méthode réactionnaire implique des temps d'attente de 18 à 24 heures, un retard potentiellement dangereux pour le public.

Les ingénieurs environnementaux de l'Université d'État de San Diego ont adapté la technologie de capteur existante capable de détecter la fluorescence et l'ont modifiée pour permettre une détection rapide des bactéries dans l'eau. Ils prévoient de combiner cette technologie avec la télémétrie pour transmettre des alertes de contamination en temps réel, une avancée avec des implications utiles pour les agences de surveillance de l'eau et les autorités gouvernementales.

De l'émail sur nos dents, à la matière dans les vêtements que nous portons, chaque objet a une fluorescence invisible à l'œil nu, mais peut être détecté par des capteurs spéciaux. Les bactéries ont également une fluorescence similaire que ces capteurs peuvent détecter, ce qui a aidé les chercheurs à identifier rapidement la contamination.

« Nous voulions identifier rapidement les contaminations bactériennes, littéralement en quelques secondes, et pouvoir regarder l'intensité augmenter en temps réel, en l'utilisant un peu comme un instrument à main, " a déclaré Nathalie Mladenov, chercheur en qualité de l'eau et professeur agrégé. "Un problème dont de nombreux gestionnaires de l'eau sont conscients est le besoin d'avoir des données en temps réel, et cela pourrait être la réponse."

Elle s'intéresse depuis longtemps à l'évaluation des capteurs en tant que systèmes d'alerte précoce pour les événements de pollution imprévus, à la fois dans les eaux de surface et dans les installations de traitement et de réutilisation de l'eau. Elle a précédemment montré comment des capteurs à fluorescence peuvent indiquer la présence de polluants dans les installations de traitement, et cette fois, elle s'est mise à explorer s'ils pouvaient être adaptés aux incidents de pollution par les eaux usées dans les eaux de surface.

En outre, « les eaux de source pour les stations d'épuration d'eau potable, comme des lacs ou des réservoirs, serait également un excellent endroit pour déployer un tel capteur pour avertir des déversements d'eaux usées ou d'autres contaminations bactériennes, " a déclaré Mladenov.

La plupart des dispositifs d'échantillonnage utilisés à cette fin ont une période d'incubation avant que les résultats ne soient disponibles, mais les capteurs à fluorescence qu'elle a testés peuvent faire la distinction entre les bactéries dans l'eau et les matières organiques et les déchets végétaux, et relayez ces données immédiatement. L'étude sera publiée le 11 mars dans le Science de l'environnement total .

Mladenov et l'ancien étudiant en ingénierie Lorelay Mendoza ont utilisé un fluorimètre submersible portable, qui vient avec un choix de capteurs. Pour le suivi des eaux usées bactériennes, ils ont choisi un capteur pour le tryptophane - le même acide aminé qui vous rend somnolent après un dîner de dinde - et un capteur humique pour le suivi de la fluorescence de fond.