Wiosenna kampania terenowa zakończona - analiza danych w toku!

Zeszłej wiosny nasz zespół badawczy w Uniwersytet Wageningen zakończyła pierwszą intensywną kampanię terenową badającą erozja wietrzna oraz transport atmosferyczny i osadzanie się pyłu, pestycydów związanych z pyłem i mikrodrobin plastiku. Od marca do lipca pobieraliśmy próbki co dwa tygodnie, co dało dziewięć okresów próbkowania. Jest to kluczowy krok w zrozumieniu, w jaki sposób pestycydy i mikrodrobiny plastiku przemieszczają się wraz z cząsteczkami unoszącymi się w powietrzu, przyczyniając się w ten sposób do skażenia środowiska i negatywnie wpływając na ekosystemy.

Nasza konfiguracja terenowa obejmowała połączenie kolektorów pyłu, próbników o dużej objętości (w tym jednego impaktora kaskadowego) i różnych instrumentów meteorologicznych:

• Osady unoszące się w powietrzu zebrane przez odpylacze - analizowane na obecność mikroplastik (MP), pozostałości pestycydów, i określić rozkład wielkości cząstek.
• Kwarcowe filtry z mikrofibry z impaktor kaskadowy - wychwytywanie najmniejszych frakcji unoszących się w powietrzu w celu badania nanoplastiki (NP).
• Dane meteorologiczne (prędkość wiatru na 4 różnych wysokościach, kierunek wiatru i opady deszczu) oraz kowariancja turbulencji/wirów pomiary uzyskane ze stacji pogodowej i anemometru sonicznego.

Łącznie te zbiory danych pomogą nam prześledzić, w jaki sposób cząsteczki przemieszczają się w atmosferze i osadzają się na otaczających krajobrazach.

Najważniejsze wydarzenia

Pomimo zmiennych warunków pogodowych, zbieranie osadów było wystarczające podczas co najmniej trzech z dziewięciu okresów pobierania próbek, zapewniając solidną podstawę do analizy chemicznej i mikrodrobin plastiku.

Warto zauważyć, że zaobserwowaliśmy zjawiska erozji wietrznej pochodzące z południowo-zachodniego (SW) kwadrantu, podczas gdy dominujące wiatry wiały z północnego wschodu (NE). To odwrócenie podważa niektóre z naszych początkowych założeń i podkreśla złożoność lokalnej dynamiki wiatru w transporcie pyłu.

Podczas kampanii terenowej zaobserwowano erozję wietrzną i znaczną emisję pyłu. Idealne warunki do erozji wietrznej zaobserwowano szczególnie w pierwszym miesiącu kampanii (połowa marca i połowa kwietnia), gdzie suche warunki, gołe pole i bardzo wysokie prędkości wiatru spowodowały zebranie znacznej ilości osadów unoszących się w powietrzu. Mimo, że przeważający południowo-zachodni (SW) wiatr, który prognozowaliśmy, nie wiał konsekwentnie, nadal występowały kilkugodzinne silne wiatry SW, które wzniecały pył i przenosiły go przez badane przez nas pole.

Wyciągnięte wnioski

Wiosenna kampania dostarczyła nie tylko cennych danych, ale także ważnych informacji praktycznych, które pozwolą usprawnić przyszłe prace terenowe:

• Kierunek wiatru jest ważny: skuteczność naszego próbkowania zależała w dużej mierze od zmienności wiatru, co będzie podstawą do wprowadzenia zmian w przyszłorocznej konfiguracji.
• The lokalizacja instrumentów w pasie trawy miało wpływ na lokalny przepływ powietrza i skuteczność zbierania osadów. Umieszczenie przyrządów na pasie trawy było konieczne, aby zapewnić rolnikowi wystarczającą przestrzeń do korzystania z jego maszyn opryskujących. Chociaż ta konfiguracja wpłynęła na lokalną cyrkulację powietrza i wydajność zbierania osadów, rozwiązaliśmy tę kwestię, zawierając nowe umowy z rolnikiem na częstsze koszenie trawy, aby wysoka roślinność nie wpływała na pomiary. Konfiguracja witryny zostanie zoptymalizowana pod kątem przyszłych kampanii.
• Nowy ciągły pomiar PM10 w czasie rzeczywistym (cząstki stałe) zostaną przeprowadzone w celu pomiaru drobniejszych cząstek w znacznie wyższej rozdzielczości czasowej. 
• Problemy z czujnikami zostały zidentyfikowane i zostaną rozwiązane przed następnym sezonem, aby zapewnić ciągłe gromadzenie danych wysokiej jakości.

Dlaczego ma to znaczenie

Transport pyłu i związanych z nim zanieczyszczeń w atmosferze ma znaczące konsekwencje:

• Jakość powietrza i zdrowie publiczne - Wdychanie zanieczyszczonego pyłu może stanowić zagrożenie dla pobliskich społeczności.
• Produkcja i bezpieczeństwo żywności - Odkładanie się pestycydów i mikroplastiku może wpływać na uprawy i żyzność gleby.
• Bioróżnorodność - znoszenie pestycydów i tworzyw sztucznych zagraża gatunkom niedocelowym w otaczających siedliskach.
• Zdrowie gleby i wód słodkich - procesy osadzania wpływają na obieg składników odżywczych i akumulację zanieczyszczeń.

Łącząc obserwacje terenowe z modelowaniem środowiskowym, staramy się lepiej określić ilościowo te interakcje i informować o zrównoważonych strategiach zarządzania gruntami.