이 드론에는 접근하기 어려운 수로에서 질산염 농도를 측정하도록 설계된 작은 실험실이 있습니다.-}- 크레딧: Nathan Jared
물이나 토양 샘플을 실험실로 가져가는 대신 실험실을 샘플로 가져갈 수 있다면 어떨까요? 연구진이 보고한 내용은 다음과 같습니다.ACS 센서새로운 질산염-모니터링 "실험실-을-비행기-드론" 시스템으로 작업했습니다. 드론을 사용하면 가파른 도랑이나 늪지대 저지대와 같이 접근하기 어려운--지역에서 쉽게 실시간으로 물을 채취하고 분석할 수 있습니다.
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이 기술은 농부들이 비료 사용을 최적화하고 과도한 질산염 유출로 인한 수로 오염을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다.
질산염 모니터링이 중요한 이유
질소{0}}함유 비료는 현대 농업의 중요한 구성 요소이지만 대부분은 배수 시스템을 통해 들판에서 운반됩니다.
이 남은 질소의 상당 부분은 질산염으로 변하여 수로에 조류 번성 및 저산소 '불감대'를 일으키거나 식수를 오염시킬 수 있습니다. 그러나 농업 유출수의 대부분이 외딴 농지나 진흙탕에 있고 처리를 위해 샘플을 실험실로 보내야 하기 때문에 질산염 농도를 모니터링하는 것이 항상 쉬운 것은 아닙니다. 따라서 연구자들은 원격으로 제어되는 기기를 사용하여 이를 수행할 수 있는 방법을 개발하고 있습니다-.
드론 연구실의-작동 방식--
Jonathan Claussen과 동료들은 영양 오염을 모니터링하기 위해 기존 옵션보다 비용이 저렴하고 효율적인 드론에 대한-실험실을 만들고 싶었습니다.
연구원들은 질산염 농도를 빠르고 쉽게 정량화하기 위해 맞춤형 펌프, 저가의-전기화학적 질산염 센서, 전위차 장치를 설계했습니다. 그런 다음 시중에 판매되는 드론에 장비를 장착했습니다. 드론 아래의 긴 튜브가 미니-실험실로 물을 끌어당겨 약 7분 만에 공중에서 분석되었습니다.-
드론은 나중에 판독하고 분석할 수 있도록 모든 결과를 온보드 메모리 카드에 저장했으며 착륙하기 전에 여러 샘플을 처리할 수 있었습니다.
성능 및 향후 애플리케이션
테스트에서 연구원의 센서 시스템은 질산염 농도를 2.5ppm까지 감지했으며 일반적인 실험실-기반 전기화학적 질산염 감지 시스템만큼 95% 정확했습니다.
아이오와의 농업 현장에 있는 배수로에서 드론에 대한-실험실은--5.39ppm의 평균 질산염 농도를 발견했습니다. 이는 해당 지역에서 수행된 이전 측정치와 일치하며 미국 환경 보호국이 정한 식수 최대 수준인 10ppm보다 낮습니다.
팀에서는 새로운 시스템을 통해 질산염 오염을 이전보다 더 쉽게 모니터링할 수 있으며 수로의 박테리아 또는 살충제 오염 모니터링과 같은 농업 분야의 드론 응용 분야에 대한{0}}향후 연구의 기초를 제시한다고 설명합니다.
저자는 이 작품과 관련된 미국 특허를 출원했습니다.
추가 정보:--비행기-드론 연구: 농업 유역에서 질산염의 실시간 전기화학적 감지,ACS 센서(2025). DOI: 10.1021/acssensors.5c02620
미국화학회 제공
