캘리포니아주에 위치한 클리어 호수 (Clear Lake) 는 북미의 중점 감시 호수 중 하나이며, 이곳의 유해 조화 문제는 매우 심각하다.호수에서 조류가 대량으로 번식하는 원인을 더 잘 이해하기 위해 로스앤젤레스 남가주대학과 남가주해안물연구소 (SCCWRP) 의 연구원들은 호수 포획 수심, 수질, 수온 등의 데이터를 모니터링하고 연구원들에게 고해상도 조류 데이터를 제공하는 셀레머 YSI 브랜드의 제품을 선택했다.

비록 조류식물은 지구상의 록색생명의 기원으로서 그들이 방출하는 산소는 대기의 산소함유량의 50% 좌우를 차지하지만 이런 조류가 통제되지 않고 생장할 때 유해조화가 형성되여 지표수질에 엄중한 위협을 조성하게 된다.식수의 식감과 냄새에 영향을 미치던데로부터 동물과 인류를 병들게 할수 있는 독소를 산생하기까지 유해조화의 영향범위가 아주 넓다.

많은 종류의 조류 식물이 독소를 생성하는데, 각 조류는 서로 다른 환경 조건에 적응할 수 있고, 생명력이 매우 완강하다.해로운 조화를 일으키는 원인은 예를 들면 수체에 영양물질이 너무 많은데, 특히 질소와 인이다.이밖에 기후변화로 인한 온도상승도 독소를 생성하는 조류의 생장에 조건을 제공해주었다.

클리어 호수의 유해 조화 문제를 연구하는 데 있어서 많은 도전에 부딪혔다

클리어호는 캘리포니아에서 가장 큰 담수호 중 하나로 면적이 27.4평방킬로미터에 달한다.그것은 약 250 만 년의 역사를 가지고 있으며 북미에서 가장 오래된 호수 중 하나입니다.유해조화는 클리어호 지역사회의 가장 큰 관심사 중 하나로, 18개 음용수회사가 이 호수를 수원으로 4만여 주민에게 물을 공급하고 있기 때문이다.

과학자들은 이곳에 유해한 조화가 나타난 것은 온도와 부영양화의 결과일 수 있다는 것을 알고 있다. 부영양화는 영양소를 함유한 비료가 호수로 유입되어 식물과 조류가 과도하게 성장하는 것이다.연구원들은 조화에 대해 깊이 이해하고 싶었지만, 어쩔 수 없이 이산 샘플이 제공하는 데이터가 제한적이었고, 클리어 호수는 세 개의 호수 포크로 구성되어 있어 특징이 각기 다르고 상황이 비교적 복잡했다.

이산 샘플은 이 호수가 특정 위치, 특정 시간에 있다는 중요한 정보를 제공하지만, 연구진은 호수의 물리적 구조와 서로 다른 수심부(물기둥)의 변화 상황이 조화에 미치는 영향도 알아야 한다.

혁신적인 기술을 사용하여 새로운 연구 수행

최근 클리어 호수에서 진행된 연구 프로젝트는 셀레머의 YSI 기술을 이용하여 그 중 일부 도전을 해결하기 위한 것이다.주요 목표 중 하나는 물기둥 및 환경 매개 변수에 대한 새로운 데이터를 이산화 된 샘플에서 수집 된 다른 데이터와 연결하는 것입니다.

이 프로젝트의 연구원인 사우스 캘리포니아 대학의 데이비드 캐런 박사는 "우리가 공간과 시간을 통해 이런 서로 다른 정보를 연결할 수 있다면 클리어 호수의 플랑크톤의 종 변화와 영양 상호작용에 대한 모든 정보를 얻을 수 있을 것"이라고 썼다.

클리어 호수의 면적이 이렇게 커서 호수 전체의 데이터를 모두 연결하기는 쉽지 않지만, 이는 조화와 독소를 유발하는 생물학적 과정을 이해하는 데 매우 중요하다.이 연구는 또한 연구자들이 이산 샘플을 어디서 수집할 것인지를 먼저 결정하는 데 도움을 주기 위한 것으로, 이 과정은 비용이 많이 든다.

연구진은 셀레머와 힘을 합쳐 YSI 통합 솔루션을 이용해 호수의 유해 조화를 측량해 고해상도의 수질, 수류, 수심도를 형성했다.YSI가 동시에 적용된 EXO 플랫폼은 지능적이고 야외적으로 적용된 수질 모니터링 시스템이다.

두 가지 다른 척도 에서 호수 에 대한 연구 를 전개 하다

연구진은 두 개의 확연히 다른 공간 척도에서 호수를 감시하기 위해 이 연구를 진행했다.첫 번째 척도는 클리어호의 세 개의 포크의 주축을 따라 진행하여 호수의 전체적인 특징을 파악하는 것이다.두 번째 척도는 하호 포크 해만의 일부를 고해상도로 측량하는 것으로, 청록조 (남조류) 와 그 독소의 분포 상황을 상세히 파악하기 위한 것이다.

연구 과정 중 배치YSI EXO1 탐지기전도도/온도, 조류 총수, 용존산소 및 pH 값을 측정하는 센서가 있습니다.다양한 깊이에서 항행기가 수직으로 이동할 때 얻은 측정 데이터는 2D 워터포스트 그래프를 구축하는 데 사용할 수 있습니다.

클리어 호수에 대한 새로운 이해

셀레머 산하 브랜드 YSI가 제공한 솔루션은 연구원들이 이 호수의 물기둥 구조에 대해 더 잘 이해할 수 있게 해 호수에 유해한 조화가 나타나는 요인에 대해 검증 가능한 가설을 제기할 수 있게 했다.

호수 전체에서 얻은 데이터는 또한 제한된 자원을 사용하여 샘플링 지점을 선택하는 방법에 대한 중요한 정보를 제공합니다.이후의 임무는 수질과 클리어 호수의 조화 간의 관계를 더 잘 이해하기 위해 이러한 데이터를 데이터 세트에 추가하는 것입니다.