布雷頓角發(fā)電廠（上圖）。圖片由Commercial Development Company提供。廢金屬作業(yè)的深水港（下圖）。

2021年5月，一艘前來裝卸廢金屬的大型船舶將燃油泄漏到海灣。初，為了控制泄漏，安裝了圍油欄，但后來拆除了圍油欄，并決定采取措施將燃油驅(qū)散到海灣的其余區(qū)域。一艘小船在其周圍開著，幫助驅(qū)散燃油。

海灣石油泄漏

我們的系統(tǒng)與服務產(chǎn)品經(jīng)理Tom Goucher和我們的航行器Shawn Sneddon在位于福爾里弗的賽萊默辦公室工作。他們決定把YSI水上航行器的成員rQPOD帶到海灣進行調(diào)查，看是否能檢測到燃油泄漏。部署的rQPOD配備了EXO2s多參數(shù)水質(zhì)儀和EXO手持式顯示器，帶有以下傳感器：

• 電導率/溫度

• 總藻PE（葉綠素和藻紅蛋白）

• fDOM（熒光溶解有機物）

• pH和ORP

他們試圖回答這樣一個問題：fDOM傳感器能否能檢測到燃油泄漏？

但首先，我們應回答為什么rQPOD是執(zhí)行這項工作的工具？

YSI的航行器 Shawn Sneddon正在為rQPOD制定任務計劃。

rQPOD是一款模塊化的水面航行器系統(tǒng)，輕巧、便攜、易于使用，并可以自主或遠程操作。它允許用戶在幾分鐘內(nèi)收集大的空間區(qū)域的數(shù)據(jù)，其較小尺寸，允許其輕松訪問其他無法進入的區(qū)域。它具有實時數(shù)據(jù)可視化選項，使用戶能夠在現(xiàn)場更改任務并做出決策。

Shawn為航行器設(shè)定了自主運行任務的程序，并將其設(shè)置成每隔一秒采集一次樣本。自主任務允許rQPOD以的間隔直線運行。這項任務的間距設(shè)定為25米，但對于使用側(cè)掃聲納或進行水深測量的任何應用，間距應收緊到10米。在穿越海灣的自主任務之后，Shawn通過遠程手動操作rQPOD穿越海灣附近的淺水河口。

海灣（左圖）和河口（右圖）的航行器路徑。

收集的數(shù)據(jù)可以實時查看或者在調(diào)查完成后下載。實時數(shù)據(jù)有助于在調(diào)查過程中識別感興趣的區(qū)域或熱點，然后您可以重新按排航行器任務，使其返回該位置更詳細查看它。憑借實時數(shù)據(jù)，您能夠立即看到正在發(fā)生的事情，并在有任何問題時立即做出決定。

來自海灣和河口拼接數(shù)據(jù)顯示藍綠藻 PE、溫度 C和fDOM。

地球上的大部分碳以溶解有機碳（DOC）的形式儲存在海洋中，其中大部分是已儲存億萬年的惰性DOC。然而，河流不斷地向沿海水域輸送碳。這是碳通量的一個重要來源，包括我們所說的cDOM（有色溶解有機物）。有一部分cDOM具有熒光特性，稱為fDOM（熒光溶解有機物）。

因此，根據(jù)所處的環(huán)境，20-70% DOC可能是fDOM。這就提出了一個問題：在我們幾乎沒有能力實時檢測的某些環(huán)境中，能否使用fDOM作為溶解有機碳的替代測量方法？南卡羅萊納大學海洋科學項目的一個小組進行了一項研究，以評估EXO的原位fDOM測量作為DOC測量的可靠和穩(wěn)健替代方法的有效性。

fDOM傳感器是眾多可以測量激發(fā)和發(fā)射光譜的熒光的技術(shù)之一。熒光包括激發(fā)波長，對于EXO傳感器，波長為365納米，但發(fā)射波長為480納米。因此，這種光譜可展示的是，這些不同的峰代表在光譜上發(fā)熒光的不同類型物質(zhì)。

峰A和峰C代表腐殖酸和富里酸的陸地來源。峰C通常包含高度著色的腐殖質(zhì)，通常是與fDOM傳感器關(guān)系密切的部分（見下圖中的白星）。我們知道原油的熒光范圍也大致相同（見下圖中的紅星），這是我們假設(shè)的基礎(chǔ)，即如果您處在環(huán)境中沒有很多其他溶解有機物，fDOM傳感器可能是原油的很好的替代測量。

發(fā)射和激發(fā)光譜

當你看布雷頓角的這個例子，情況似乎確實如此。您可以清楚地看到，在泄漏附近區(qū)域的fDOM升高，但需要指出的是，您在河口也看到fDOM。如果您處在已經(jīng)有fDOM的環(huán)境中，這種方法可能不起作用。但是，如果您在不會看到很多fDOM的沿海或海洋環(huán)境中，這可能是一個尋找石油泄漏的有用工具。即使對于這種應用之外，fDOM傳感器也是觀察DOC整體情況的工具。

海灣和河口（左圖）和僅海灣（右圖）的fDOM測繪圖。