三角洲巡航第一部分

　　2014年秋天，Picarro有幸在薩克拉門托-圣華金河三角洲之旅中展示了新型連續(xù)水樣采集器 （CWS）。在向我們的當?shù)睾献髡�，來�?/span>門洛帕克美國地質(zhì)調(diào)查局 （USGS） 的Carol Kendall 介紹了CWS的理念后，她為我們想出了一個很棒的計劃，讓我們加入薩克拉門托 USGS加州水科學中心的Brian Bergamaschi和Bryan Downing即將開始的三角洲繪制之旅。Brian和Bryan經(jīng)常前往這個重要的三角洲，以繪制水體營養(yǎng)動態(tài)和駐留時間圖，而當時我們都很期待看到實時的原位水同位素測量能夠帶來什么樣的結(jié)果。

　　位于加利福尼亞北部的薩克拉門托-圣華金河三角洲是北美西部最大的河口之一。它由北部的薩克拉門托河和東南部的圣華金河匯合而成。該三角洲是加利福尼亞州重要的淡水源，因為它被輸出到舊金山灣地區(qū)、圣華金山谷、中部海岸和南加州，以供應(yīng)農(nóng)田和人類需求。近年來，薩克拉門托三角洲面臨著加利福尼亞干旱、環(huán)境問題、魚類種群減少和堤防老化的威脅。

圖1：薩克拉門托-圣華金河三角洲。紅色框突出顯示了2014年10月繪制的區(qū)域。

　　2014年10月1日，來自Picarro的Kate Dennis和Jeff Carter與Brian、Carol和Bryan一起在USGS所屬的R / V Landsteiner（26號船）上進行了6 小時的巡航，船上裝配了CWS與Picarro L2130-i組合以實時連續(xù)測量δ18O和δ2H。這是Picarro新型外圍設(shè)備CWS在船上部署，Kate和Jeff都渴望了解它的性能。此外，USGS擁有一套標準的實時、高頻儀器裝置，可在高船速（10-30 英里每小時）上以采樣頻率為1 Hz的情況下測量硝酸鹽、熒光溶解有機物（fDOM）、葉綠素a熒光（fCHLA）、藍綠藻熒光（藻青蛋白色素）、溫度、溶解氧和輔助水質(zhì)參數(shù)。

　圖 2： 2014年10月在R / V Landsteiner 上配置 CWS。

　　這次巡航的結(jié)果顯示，無論是其科學性，還是作為在野外現(xiàn)場連續(xù)測量水同位素的穩(wěn)健而持久的方法，CWS都顯示出了前景。如果您有興趣閱讀更多相關(guān)科學信息，請參閱2015 年5月我們在國際原子能機構(gòu)（IAEA）同位素水文學研討會上展示的海報。

　　圖 3：這是第一次巡航結(jié)果的先發(fā)圖。您可以在 2015年5月國際原子能機構(gòu)同位素水文學研討會上展示的墻報中了解有關(guān)巡航結(jié)果的更多信息。

　　三角洲巡航第二部分

　　2015年8月，Brian和Bryan與我們聯(lián)系進行了第二次合作，以重復(fù)上一年進行的水質(zhì)調(diào)查。但是，這次考察的目的是關(guān)于在弗蘭克斯特拉克特（Franks Tract）新安裝的抗旱屏障對水駐留時間的影響。該方法包括在移除屏障之前和之后對弗蘭克斯特拉克特（Franks Tract）周圍的特定區(qū)域進行考察。

　　2015年5月在弗蘭克斯特拉克特（Franks Tract）安裝了屏障，以在6月至8月的漲潮季節(jié)阻止海水侵入弗蘭克斯特拉克特（Franks Tract）地區(qū)。近年來，由于加利福尼亞州干旱以及弗蘭克斯特拉克特（Franks Tract）的低水位導(dǎo)致鹽分污染增加和水質(zhì)下降，海水入侵現(xiàn)象變得更加嚴重。但是，屏障將在預(yù)期汛期之前的11月拆除。

　　因此，2015年9月10日，Picarro應(yīng)用科學家Kuan Huang和我 - 即 Picarro 水同位素儀器產(chǎn)品經(jīng)理驅(qū)車前往三角洲，與USGS的研究人員Katy O'Donnell，Elizabeth Stumpner 和 Travis von Desssonneck會面，開展為期一天的水質(zhì)調(diào)查。我們于上午7:00到達碼頭，并于上午8:00開始測量，因為僅需15分鐘即可將CWS-CRDS分析儀系統(tǒng)安裝并固定在船上，而且對分析儀進行預(yù)熱也只需45分鐘。Katy安排了當天的行程，并指出了需要額外采樣進行實驗室分析的地點。當船在不同采樣地點之間以每小時30英里的速度巡航時，CWS 系統(tǒng)連續(xù)不斷地實時采樣和測量河流的水同位素組成。在每個采樣點，Travis 都會停下船，以便 Katy 和 Elizabeth 可以將樣品收集到采樣瓶中，并記錄時間以及船上所有傳感器和儀器給出的不同測量值。

　圖4：這是我及 Picarro CWS和L2130- i分析儀。

　　中午，在午休期間，我們借此機會通過測量去離子水和Kona Deep瓶裝水對Picarro系統(tǒng)進行了當天的校準。這些標準品（與VSMOW和VSLAP相比）校準同位素組成是先前已經(jīng)在位于加利福尼亞州圣克拉拉的Picarro制造工廠和研發(fā)實驗室確定。

圖 5： Travis正在駕駛R / V Landsteiner向前，后面安裝的是CWS。從三角洲抽水，然后由 CWS直接取樣。

　　下午，我們按照計劃的行程繼續(xù)沿河巡航。九月是一個非常炎熱干燥的日子，溫度遠高于100 °F。但是，由于坐在船棚下面，并且也靠近水域，所以感受的溫度稍微低一點。 除了不得不從Picarro分析儀CRDS數(shù)據(jù)讀數(shù)器讀取同位素測量值的時候以外，Kuan和我都讓 CWS-CRDS 系統(tǒng)保持自主運行。

　　我們在下午5點之前返回Marina碼頭，并以像安裝時候一樣快的速度將設(shè)備卸下。下一步將是數(shù)據(jù)分析，我也很期待看到繪制成地圖的結(jié)果。

　　USGS下次對三角洲的考察將在屏障移除后的11月進行。對我來說略感不幸的是，我將不會參加巡航，而 USGS 會與他們新采購的 CWS-CRDS 系統(tǒng)一起自行出發(fā)！

　圖 6：2015年9月的巡航地圖。