As condições no Lago Erie continuam a representar vários riscos à saúde para os habitantes de Ohio em comunidades costeiras, tornando difícil manter a boa qualidade da água para os cidadãos, legisladores estaduais e locais.

Uma publicação recente em Fronteiras na ciência marinha mostra como os pesquisadores na região dos Grandes Lagos estão trabalhando em soluções inovadoras. John Lekki, Ph.D., Investigador principal do NASA Glenn Research Center, em colaboração com co-investigadores de universidades locais, incluindo a Kent State University, ganhou uma proposta de qualidade da água da NASA em junho de 2017. Esta concessão recente oferece uma oportunidade de implementar a abordagem de Kent State para identificar proliferações de algas prejudiciais dentro e ao redor do Lago Erie.

Joseph Ortiz, Ph.D., professor de geologia na Faculdade de Artes e Ciências do Estado de Kent, é um veterano experiente no estudo dos problemas causados ​​pela proliferação de algas prejudiciais cianobacterianas (cyanoHABs) que têm atormentado vilas e cidades do Lago Erie por anos. Dr. Ortiz é o autor principal do artigo da revista intitulado "Intercomparison of Approaches to the Empírical Line Method for Vicarious Hyperspectral Reflectance Calibration" publicado recentemente. O Dr. Ortiz é um co-investigador de uma bolsa da NASA que permitirá que ele e seus colegas em várias instituições em Ohio e Michigan apliquem o que aprenderam ao estudar as águas do Lago Erie. Isso é parte de um grande estudo colaborativo, que cobre as águas da bacia ocidental do Lago Erie, de Maumee Bay até Detroit Plume e Sandusky Bay.

Algas verde-azuladas, cientificamente conhecido como cianobactéria, são comuns a sistemas de água doce, como lagos e riachos. Sob certas condições, eles podem produzir cianotoxinas altamente potentes como a microcistina, que ataca o fígado e o sangue. Quando as algas verde-azuladas crescem sem controle, algumas dessas cianobactérias podem produzir cianoHABs. Foram essas cianobactérias tóxicas que invadiram a extremidade oeste do Lago Erie e partes do Rio Maumee em 2014. Isso causou a contaminação em massa da água potável de Toledo.

Desde então, cientistas, incluindo o Dr. Ortiz, se concentraram em como podem isolar o sinal tóxico de cianobactérias usando um gerador de imagens hiperespectral para monitorar mais de perto seu crescimento e movimento. Isso irá direcionar com mais precisão os esforços de tratamento de água destinados a reduzir o impacto dessas cianobactérias.

A abordagem do Dr. Ortiz é baseada no fato de que os agentes produtores de cor na água têm diferentes efeitos de absorção e dispersão na luz.

"Qualquer material que absorva ou espalhe luz vai produzir um espectro reflexivo que é indicativo do que está presente, embora vários sinais estejam frequentemente presentes que precisam ser misturados, "Dr. Ortiz disse." Nosso novo artigo demonstra que o método de decomposição espectral é relativamente insensível ao tipo de método de correção atmosférica aplicado, e separa esse ruído - erros atmosféricos - para nos dar um sinal mais limpo. Podemos então comparar esses espectros não misturados aos pigmentos em nossa biblioteca de amostras de água e sedimentos. A comparação com pigmentos conhecidos nos ajuda a determinar o que está na água. "

O Dr. Ortiz disse que a instrumentação hiperespectral de Glenn da NASA e a experiência bio-óptica que desenvolveu o instrumento são as principais ferramentas que unem a equipe. Usado desta forma, o dispositivo da NASA mede os comprimentos de onda da luz refletida na água, bem como a luz do sol que ilumina a cena.

"Essa informação é necessária para corrigir os dados do instrumento e nos permite reduzir os erros relacionados às diferenças no tempo de medição, "Dr. Ortiz disse.