C02 이산화탄소 센서: 수질 모니터링

CO₂를 측정해야 하는 이유는 무엇인가요?

이산화탄소는 여러 경로를 통해 물에 유입될 수 있습니다. 주요 육상 배출원으로는 유기물의 부패, 탄산염 암석의 용해, 폐수 배출, 유역 배수 등이 있습니다. 다른 자연적 공급원으로는 생물학적 호흡, 퇴적물 퇴적, 화산 활동 등이 있습니다. 이산화탄소의 주요 공급원/흡수원은 공기/물 경계면에서의 대기 교환입니다. 간단히 말해, 이산화탄소 가스는 물에 녹습니다.

물 속의 이산화탄소 농도가 증가하면 pH가 떨어집니다. 많은 생물학적, 화학적, 물리적 과정이 pH에 의존하기 때문에 pH의 급격한 변화는 이러한 과정의 조절에 악영향을 미칠 수 있습니다. pH 영향과 함께 높은 수준의 CO₂는 어류, 조개류 및 식물성 플랑크톤을 포함한 기타 석회화 생물과 같은 특정 유기체의 발달에 해로운 것으로 나타났습니다.

CO₂는 어떻게 측정하나요?

The 솔린스트 유레카 C02 센서는 견고한 디자인, 사용 편의성 및 다용도성을 단일 센서 패키지에 모두 결합한 제품입니다. 액체에 용해된 가스의 측정은 가스가 물에서 측정이 이루어지는 가스 헤드 공간으로 이동할 수 있도록 하는 반투과성 멤브레인을 통해 용이하게 이루어집니다. 결과 값은 0~5볼트의 전압으로 출력되며, 이는 분석된 물 샘플의 CO₂ 가스 양에 비례하여 추정치를 나타냅니다. MantaPlus는 출력을 %Sat 또는 ppm으로 변환합니다.

센서의 범위는 정확도를 극대화하기 위해 사용자 지정 설정할 수 있습니다. C02 센서는 공장 출하 시 보정되어 제공됩니다.

이산화탄소 가스는 물에 용해됩니다: CO₂(g) ↔ CO₂(aq). 액체에서 기체의 용해도는 액체 위의 기체 분압에 정비례한다는 헨리의 용해도 법칙에 따르면, 이산화탄소(pCO₂)의 분압을 측정하여 물 속의 CO₂ 농도를 추정할 수 있습니다: pCO₂ = [CO₂] aq/Solubility. 현재 대기 중 CO₂ 농도가 400ppm을 넘어섰고, 1960년경에 기록된 수치인 300ppm(30% 이상 증가)과 비교하면 탄소가 물층에 갇힐 수 있기 때문에 해수 농도가 더 높을 것으로 예상됩니다. 이러한 고립된 층은 대기의 평형/교환으로부터 제한되어 경사를 따라 천천히 확산되거나 물기둥을 통해 빠르게 혼합될 수 있는 CO₂가 축적될 수 있습니다.

현장에서의 CO₂ 측정에 대해 알아야 할 사항은 무엇인가요?

만타플러스 멀티프로브 는 양식업, 폐수 모니터링, 산호초 모니터링, 탄소 포집 저장, 바이오 연료 등 다양한 분야의 연구에 사용됩니다.

양식장의 경우, C-sense 프로브가 장착된 MantaPlus를 사용하여 개방 수역과 수조 모두에서 CO₂ 및 기타 수질 매개변수가 원하는 수준 내에 있는지 쉽게 모니터링할 수 있습니다. MantaPlus에서 데이터를 수신하는 시스템은 양식장 내 CO₂ 수치의 변화를 양식 과학자에게 경고할 수 있습니다.

폐수는 종종 유기물 함량이 높을 수 있으며, 이로 인해 특정 저류지의 경우 급속히 부패하여 약 10,000ppm의 이산화탄소가 생성될 수 있습니다. 이러한 CO₂ 수치는 자연수에서 발견되는 일반적인 CO₂ 수치의 20배에 달하는 수치입니다. 하구, 강 또는 호수와 같은 자연 수로로 누출되면 이러한 시스템과 그 안에 포함된 유기체가 큰 영향을 받아 수생 서식지의 역학이나 생산성을 변화시킬 수 있습니다.

대기 중 이산화탄소 농도 증가로 인한 해양 산성화는 산호초를 만들기 위해 석회화에 크게 의존하는 산호와 같은 생물체에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 산호초는 육지와 가깝기 때문에 인위적인 부영양화로 인해 높은 수준의 CO₂ 부하가 발생하면 수역의 산성화 과정이 상당히 빨라져 산호초에 영향을 미치고 심지어 산호초를 파괴할 수도 있습니다. CO₂ 센서가 장착된 MantaPlus 멀티프로브 장비를 사용하여 산호초나 강 및 기타 해안 근처 환경으로 유출되는 물의 흐름을 모니터링하면 산호초 시스템의 예상되는 변화를 잘 파악할 수 있습니다. 이를 통해 규제 당국은 인위적인 유입을 방향을 바꾸거나 속도를 늦추거나 더 잘 제어하여 서식지의 무결성을 유지할 수 있습니다.

탄소 포집 저장(CCS)은 지표수나 대기로부터 탄소를 제거하기 위해 이산화탄소를 깊은 식염수 대수층으로 펌핑하는 작업입니다. 이러한 심층수는 탄소 교환으로부터 격리되어 있어 이산화탄소의 주요 흡수원 중 하나로 간주됩니다. 대수층은 대기의 200배가 넘는 최대 10%(100,000ppm)의 CO₂에 도달할 수 있습니다. 대수층, 지하수 및 지표수를 모니터링하여 이산화탄소가 깊이 유지되도록 하는 것이 중요합니다. CO₂ 센서가 장착된 MantaPlus는 CO₂가 격리된 상태로 유지되도록 하는 저비용의 강력한 감지 도구입니다.

바이오 연료 산업은 연료를 생산하기 위해 대기 중 이산화탄소를 활용하여 조류를 대규모로 재배합니다. 조류 농장을 적절하게 설정하려면 파일럿 규모 테스트 중에 현장에서 p CO₂를 측정하여 조류 재배를 위한 최적의 수준을 결정하고 농장의 효율성 또는 조류 생산성을 극대화해야 합니다. 양식장이 가동되면 이러한 유형의 산업에 적용되는 탄소 배출 법규를 준수하기 위해 CO₂ 손실도 규제해야 합니다. 이러한 양식장의 대규모 특성으로 인해 현장 pCO₂에 대한 대규모 변화가 발생하는데, CO₂ 센서가 장착된 MantaPlus 멀티프로브를 사용하면 쉽고 정확하게 감지할 수 있습니다.