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與美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局同行的薩克拉門托—圣華金河三角洲之旅

作者：天諾基業(yè)時(shí)間：2025-06-13

丨三角洲巡航第一部分

2014年秋天，Picarro有幸在薩克拉門托-圣華金河三角洲之旅中展示了新型連續(xù)水樣采集器（CWS）。門洛帕克美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）的Carol Kendall聆聽了CWS的理念后，提議讓Picarro加入薩克拉門托USGS加州水科學(xué)中心即將開始的三角洲繪制之旅，他們經(jīng)常前往這個(gè)重要的三角洲以繪制水體營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)和駐留時(shí)間圖。大家都很期待看到實(shí)時(shí)的原位水同位素測(cè)量能夠帶來(lái)什么樣的結(jié)果。

薩克拉門托-圣華金河三角洲位于加利福尼亞北部，由北部的薩克拉門托河和東南部的圣華金河匯合而成，是北美西部最大的河口之一。該三角洲是加利福尼亞州重要的淡水源，供應(yīng)舊金山灣地區(qū)、圣華金山谷、中部海岸和南加州的農(nóng)田和人類需求。近年來(lái)，薩克拉門托三角洲面臨著加利福尼亞干旱、環(huán)境問(wèn)題、魚類種群減少和堤防老化的威脅。

圖1：薩克拉門托-圣華金河三角洲。紅色框突出顯示了2014年10月繪制的區(qū)域。

2014年10月1日，Picarro相關(guān)人員在USGS所屬的R / V Landsteiner（26號(hào)船）上進(jìn)行了6小時(shí)的巡航，船上裝配了CWS與Picarro L2130-i組合以實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量δ18O和δ2H。這是Picarro新型外圍設(shè)備CWS首次在船上部署。此外，USGS擁有一套標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)、高頻儀器裝置，可在高船速（10-30英里每小時(shí)）上以采樣頻率為1 Hz的情況下測(cè)量硝酸鹽、熒光溶解有機(jī)物（fDOM）、葉綠素a熒光（fCHLA）、藍(lán)綠藻熒光（藻青蛋白色素）、溫度、溶解氧和輔助水質(zhì)參數(shù)。

圖 2：2014年10月在R / V Landsteiner 上配置 CWS。

這次巡航的結(jié)果顯示，無(wú)論是其科學(xué)性，還是作為在野外現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)測(cè)量水同位素的穩(wěn)健而持久的方法，CWS都顯示出了巨大的前景。如果您有興趣閱讀更多相關(guān)科學(xué)信息，請(qǐng)參閱2015 年5月PICARRO在國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）同位素水文學(xué)研討會(huì)上展示的海報(bào)。

圖 3：這是第一次巡航結(jié)果的先發(fā)圖。2015年5月國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)同位素水文學(xué)研討會(huì)上的墻報(bào)中展示了有關(guān)巡航結(jié)果的更多信息。

丨三角洲巡航第二部分

2015年8月，USGS與Picarro進(jìn)行了第二次合作，開展為期一天的水質(zhì)調(diào)查。這次考察的目的是關(guān)于在弗蘭克斯特拉克特（Franks Tract）新安裝的抗旱屏障對(duì)水駐留時(shí)間的影響。該方法包括在移除屏障之前和之后對(duì)弗蘭克斯特拉克特（Franks Tract）周圍的特定區(qū)域進(jìn)行考察。

2015年5月在弗蘭克斯特拉克特（Franks Tract）安裝了屏障，以在6月至8月的漲潮季節(jié)阻止海水侵入弗蘭克斯特拉克特（Franks Tract）地區(qū)。近年來(lái)，由于加利福尼亞州干旱以及弗蘭克斯特拉克特（Franks Tract）的低水位導(dǎo)致鹽分污染增加和水質(zhì)下降，海水入侵現(xiàn)象變得更加嚴(yán)重。但是，屏障將在預(yù)期汛期之前的11月拆除。

因此，2015年9月10日，Picarro應(yīng)用科學(xué)家Kuan Huang和David Kim-Hak（即 Picarro 水同位素儀器產(chǎn)品經(jīng)理）驅(qū)車前往三角洲，與USGS的研究人員Katy O'Donnell，Elizabeth Stumpner 和 Travis von Desssonneck會(huì)面。僅需15分鐘即可將CWS-CRDS分析儀系統(tǒng)安裝并固定在船上，而且對(duì)分析儀進(jìn)行預(yù)熱也只需45分鐘。Katy安排了當(dāng)天的行程，并指出了需要額外采樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析的地點(diǎn)。當(dāng)船在不同采樣地點(diǎn)之間以每小時(shí)30英里的速度巡航時(shí)，CWS系統(tǒng)連續(xù)不斷地實(shí)時(shí)采樣和測(cè)量河流的水同位素組成。在每個(gè)采樣點(diǎn)，Travis 都會(huì)停下船，以便 Katy 和 Elizabeth 可以將樣品收集到采樣瓶中，并記錄時(shí)間以及船上所有傳感器和儀器給出的不同測(cè)量值。

圖4：David Kim-Hak及Picarro CWS和L2130- i分析儀。

中午，在午休期間，我們借此機(jī)會(huì)通過(guò)測(cè)量去離子水和Kona Deep瓶裝水對(duì)Picarro系統(tǒng)進(jìn)行了當(dāng)天唯一的校準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)品（與VSMOW和VSLAP相比）校準(zhǔn)同位素組成是先前已經(jīng)在位于加利福尼亞州圣克拉拉的Picarro制造工廠和研發(fā)實(shí)驗(yàn)室確定。