Published April 2, 2015 | Version v1
Publication Open

Technical Note: Field experiences using UV/VIS sensors for high-resolution monitoring of nitrate in groundwater

Creators

  • 1. Teagasc - The Irish Agriculture and Food Development Authority
  • 2. Karlsruhe Institute of Technology
  • 3. University of Ulster
  • 4. Water Authority of Jordan

Description

Abstract. Two different in situ spectrophotometers are compared that were used in the field to determine nitrate-nitrogen (NO3-N) concentrations at two distinct spring discharge sites. One sensor was a double wavelength spectrophotometer (DWS) and the other a multiple wavelength spectrophotometer (MWS). The objective of the study was to review the hardware options, determine ease of calibration, accuracy, influence of additional substances and to assess positive and negative aspects of the two sensors as well as troubleshooting and trade-offs. Both sensors are sufficient to monitor highly time-resolved NO3-N concentrations in emergent groundwater. However, the chosen path length of the sensors had a significant influence on the sensitivity and the range of detectable NO3-N. The accuracy of the calculated NO3-N concentrations of the sensors can be affected if the content of additional substances such as turbidity, organic matter, nitrite or hydrogen carbonate significantly varies after the sensors have been calibrated to a particular water matrix. The MWS offers more possibilities for calibration and error detection but requires more expertise compared with the DWS.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص. تتم مقارنة اثنين من أجهزة قياس الطيف الضوئي المختلفة في الموقع والتي تم استخدامها في الميدان لتحديد تركيزات نترات النيتروجين (NO3 - N) في موقعين منفصلين لتصريف الزنبرك. كان أحد المستشعرات مقياس طيف ضوئي مزدوج الطول الموجي (DWS) والآخر مقياس طيف ضوئي متعدد الطول الموجي (MWS). كان الهدف من الدراسة هو مراجعة خيارات الأجهزة وتحديد سهولة المعايرة والدقة وتأثير المواد الإضافية وتقييم الجوانب الإيجابية والسلبية للمستشعرين بالإضافة إلى استكشاف الأخطاء وإصلاحها والمفاضلات. كلا المستشعرين كافيان لمراقبة تركيزات NO3 - N عالية التحلل الزمني في المياه الجوفية الناشئة. ومع ذلك، كان لطول المسار المختار للمستشعرات تأثير كبير على حساسية ونطاق NO3 - N القابل للكشف. يمكن أن تتأثر دقة تركيزات NO3 - N المحسوبة للمستشعرات إذا كان محتوى المواد الإضافية مثل التعكر أو المادة العضوية أو النتريت أو كربونات الهيدروجين يختلف اختلافًا كبيرًا بعد معايرة المستشعرات لمصفوفة ماء معينة. يوفر نظام مراقبة العمل المزيد من الإمكانيات للمعايرة واكتشاف الأخطاء ولكنه يتطلب المزيد من الخبرة مقارنة بنظام مراقبة العمل.

Translated Description (French)

Résumé. Deux spectrophotomètres in situ différents ont été comparés et utilisés sur le terrain pour déterminer les concentrations de nitrate-azote (NO3-N) à deux sites de décharge printaniers distincts. Un capteur était un spectrophotomètre à double longueur d'onde (DWS) et l'autre un spectrophotomètre à longueurs d'onde multiples (MWS). L'objectif de l'étude était d'examiner les options matérielles, de déterminer la facilité d'étalonnage, la précision, l'influence de substances supplémentaires et d'évaluer les aspects positifs et négatifs des deux capteurs ainsi que le dépannage et les compromis. Les deux capteurs sont suffisants pour surveiller les concentrations de NO3-N hautement résolues dans le temps dans les eaux souterraines émergentes. Cependant, la longueur de trajet choisie des capteurs a eu une influence significative sur la sensibilité et la plage de NO3-N détectable. La précision des concentrations calculées de NO3-N des capteurs peut être affectée si la teneur en substances supplémentaires telles que la turbidité, la matière organique, le nitrite ou l'hydrogénocarbonate varie de manière significative après que les capteurs ont été étalonnés sur une matrice d'eau particulière. Le MWS offre plus de possibilités d'étalonnage et de détection d'erreurs, mais nécessite plus d'expertise par rapport au DWS.

Translated Description (Spanish)

Resumen. Se comparan dos espectrofotómetros in situ diferentes que se utilizaron en el campo para determinar las concentraciones de nitrato-nitrógeno (NO3-N) en dos sitios distintos de descarga del resorte. Un sensor era un espectrofotómetro de doble longitud de onda (DWS) y el otro un espectrofotómetro de longitud de onda múltiple (MWS). El objetivo del estudio fue revisar las opciones de hardware, determinar la facilidad de calibración, la precisión, la influencia de sustancias adicionales y evaluar los aspectos positivos y negativos de los dos sensores, así como la solución de problemas y las compensaciones. Ambos sensores son suficientes para monitorear las concentraciones de NO3-N altamente resueltas en el tiempo en aguas subterráneas emergentes. Sin embargo, la longitud de trayectoria elegida de los sensores tuvo una influencia significativa en la sensibilidad y el rango de NO3-N detectable. La precisión de las concentraciones de NO3-N calculadas de los sensores puede verse afectada si el contenido de sustancias adicionales como turbidez, materia orgánica, nitrito o carbonato de hidrógeno varía significativamente después de que los sensores se hayan calibrado a una matriz de agua en particular. El MWS ofrece más posibilidades de calibración y detección de errores, pero requiere más experiencia en comparación con el DWS.

Files

hess-19-1589-2015.pdf.pdf

Files (1.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:fe715970dfeed8e5b0a02b7c7eb3008a
1.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
ملاحظة فنية: التجارب الميدانية باستخدام أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية/نظام معلومات الرؤية للرصد عالي الدقة للنترات في المياه الجوفية
Translated title (French)
Note technique : Expériences sur le terrain en utilisant des capteurs UV/vis pour la surveillance à haute résolution des nitrates dans les eaux souterraines
Translated title (Spanish)
Nota técnica: Experiencias de campo utilizando sensores UV/VIS para el monitoreo de alta resolución de nitratos en aguas subterráneas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2139895534
DOI
10.5194/hess-19-1589-2015

Is supplement to
https://openalex.org/W2469871545 (Other)
https://openalex.org/W2422268761 (Other)
https://openalex.org/W2377014924 (Other)
https://openalex.org/W2353906574 (Other)
https://openalex.org/W2349417293 (Other)
https://openalex.org/W2112487069 (Other)
https://openalex.org/W2014641966 (Other)
https://openalex.org/W2008411648 (Other)
https://openalex.org/W2001030372 (Other)
https://openalex.org/W1997280067 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Jordan

References

  • https://openalex.org/W139042481
  • https://openalex.org/W1516801646
  • https://openalex.org/W1573751137
  • https://openalex.org/W1678652043
  • https://openalex.org/W1974128013
  • https://openalex.org/W1982777060
  • https://openalex.org/W1984181642
  • https://openalex.org/W1985519369
  • https://openalex.org/W1989919027
  • https://openalex.org/W1992518384
  • https://openalex.org/W1995158046
  • https://openalex.org/W2007023376
  • https://openalex.org/W2029223575
  • https://openalex.org/W2030972826
  • https://openalex.org/W2051385843
  • https://openalex.org/W2054881596
  • https://openalex.org/W2060916710
  • https://openalex.org/W2063416751
  • https://openalex.org/W2064971845
  • https://openalex.org/W2106237667
  • https://openalex.org/W2112968897
  • https://openalex.org/W2139162534
  • https://openalex.org/W2145915715
  • https://openalex.org/W2155657790
  • https://openalex.org/W2158518169
  • https://openalex.org/W2165847997
  • https://openalex.org/W2243806523
  • https://openalex.org/W2767048854
  • https://openalex.org/W32080040
  • https://openalex.org/W4231164889
  • https://openalex.org/W49287125