Un groupe de recherche dirigé par Qin Wei de l’Institut Yantai de recherche sur les zones côtières (YIC) de l’Académie chinoise des sciences a mis au point un système de surveillance du dioxyde de carbone (CO2) marin basé sur la détection électrochimique pour le profilage rapide in situ du CO2 dissous dans eau de mer.
L’émission croissante de CO2 atmosphérique due aux perturbations anthropiques peut entraîner une absorption océanique remarquablement accrue de CO2. Cela pourrait en outre entraîner une réduction du pH de l’eau de mer et des changements prononcés dans l’équilibre chimique du cycle des carbonates marins, avec une influence potentielle sur le biote marin et l’écosystème océanique.
Pour comprendre précisément l’impact de ces changements sur le cycle du carbone marin, il est nécessaire de quantifier la variabilité du CO2 dissous dans l’eau de mer avec une haute résolution temporelle et spatiale.
Étant donné que les changements dans l’échantillon peuvent se produire pendant l’échantillonnage, le transport de l’échantillon et les procédures de mesure en raison du rééquilibrage entre l’échantillon d’eau de mer et le CO2 atmosphérique, les mesures in situ du CO2 dissous sont importantes.
Le système de surveillance comprend des sondes pour les paramètres de l’eau de mer (p. ex., pH, conductivité, température), une unité de détection électrochimique basée sur une électrode sélective d’ions pour la détection sélective des carbonates, un système de contrôle pour l’étalonnage du capteur, l’analyse autonome des échantillons et la correction de l’impact de la salinité, ainsi que ainsi qu’un système de flux pour l’injection de solutions d’étalonnage ou d’échantillons d’eau de mer.
« La correction de la salinité peut offrir une précision de détection améliorée dans un contexte de salinité élevée, rendant le système de surveillance du CO2 proposé adapté à la surveillance marine », a déclaré QIN.
Les chercheurs ont vérifié le fonctionnement du système de détection de CO2 dissous via une surveillance à long terme dans trois zones maritimes différentes de Chine, la mer de Bohai, la mer Jaune et la mer de Chine méridionale.
Ils ont constaté que ce système offrait un temps de réponse de 40 s, une reproductibilité de 0,3 % et une précision de détection de 95 % par rapport à la technique de référence (séparation de vapeur d’eau-analyse par spectroscopie infrarouge non dispersive) pour le suivi en temps réel du CO2 dissous dans le Mer de Bohai.
Le système de surveillance a fonctionné correctement pendant la période de test. Les résultats obtenus ont indiqué sa capacité à fonctionner de manière autonome avec des routines d’analyse de l’eau de mer, d’étalonnage des capteurs, de stockage et de transmission des données.
Un tel système de surveillance submersible peut fournir de nouvelles opportunités pour obtenir des informations rapides et précises sur le cycle du carbone dans un système marin sans nécessiter de prétraitement d’échantillon.