Far brillare un raggio di luce in campioni di acqua potenzialmente contaminati può essere la chiave per il rilevamento in tempo reale di idrocarburi e pesticidi nell'acqua.

I ricercatori di UBC Okanagan stanno testando l'uso della fluorescenza per monitorare la qualità dell'acqua. I risultati, dicono, mostra grandi promesse.

Quando un raggio di luce brilla nell'acqua, eccita gli elettroni nelle molecole di alcuni composti e fa sì che emettano luce. Le caratteristiche della luce emessa sono come un'impronta digitale e possono essere utilizzate per identificare determinati contaminanti, spiega Nicolas Peleato, un assistente professore presso la School of Engineering dell'UBCO.

"La sfida con l'utilizzo di questo approccio di fluorescenza è che sono tipicamente specifici della fonte; il che significa che dobbiamo calibrare per una particolare fonte d'acqua e anticipare quali contaminanti specifici vogliamo cercare, "dice Peleato. "Nel nostro ultimo lavoro, abbiamo sviluppato una tecnica di elaborazione dei dati che espande l'efficacia da una fonte d'acqua ad altre."

Ciò significa che la loro nuova tecnica rimuove molte delle congetture all'inizio del processo. Come fa notare Peleato, ogni fonte d'acqua ha una composizione leggermente diversa di composti organici, che possono nascondere i segnali contaminanti, quindi la calibrazione per ogni sorgente è cruciale per l'accuratezza del rilevamento.

Utilizzando algoritmi di apprendimento automatico, Peleato e il suo studente laureato Ziyu Li hanno ideato un approccio che affronta la sfida dei modelli specifici della fonte attraverso la mappatura delle loro somiglianze.

Secondo Li, non è proprio un metodo valido per tutti, ma è vicino.

"Stabilendo un processo che identifichi modelli simili tra le fonti d'acqua, il rilevamento della fluorescenza diventa una valida opzione in tempo reale, rilevamento accurato di idrocarburi e pesticidi, " spiega Li.

Durante il processo di test, i ricercatori cercano forme uniche di segnali di fluorescenza. Ogni forma unica indica la presenza di impurità e aiuta i ricercatori a determinare qual è l'impurità e a distinguerla dagli altri composti.

L'acqua contaminata da idrocarburi è nota per essere cancerogena e può essere pericolosa, o tossico, alla flora e alla fauna.

I ricercatori stanno ora rivolgendo la loro attenzione all'utilizzo di questo nuovo approccio per rilevare e monitorare le sostanze chimiche, come i principali contaminanti tossici negli stagni con residui di sabbia bituminosa che possono avere un impatto sulle acque superficiali e sotterranee.

"Costruire un modello completo che passi senza soluzione di continuità da una fonte d'acqua all'altra accelererà il monitoraggio, e ha il potenziale per essere un punto di svolta, "dice Peleato.