低成本的光学传感技术用于检测硝酸盐和磷酸盐：推动社区淡水监测的发展

《ACS ES&T Water》：Low-Cost Optical Sensing for Nitrate and Phosphate: Advancing Community Freshwater Monitoring

　　硝酸盐和磷酸盐光学传感器研发及社区监测应用研究。采用3D打印外壳、LED及商业光探测器构建低成本开放系统，支持离线存储和实时Wi-Fi传输。实验室与河道样本对比测试显示检测精度达±5%，重复性误差＜3%，较传统比色法提升显著。开源提供硬件设计、软件代码及操作指南，助力公民科学水质监测。

　　

高分辨率的水质数据对于实现《欧洲水框架指令》（WFD）和联合国可持续发展目标6（SDG）至关重要。虽然基于社区的监测项目提供了宝贵的数据，但这些数据的准确性和可靠性仍存在疑问。本研究通过开发一种经济实惠、可靠且开源的光学传感器来应对这些挑战，该传感器用于监测淡水环境中的硝酸盐和磷酸盐浓度。该传感器旨在支持公民科学家和社区监测工作，由聚乳酸制成的3D打印外壳、一个发光二极管（LED）以及一个由Raspberry Pi Zero W控制的商用环境光检测器组成。数据可以离线存储或通过Wi-Fi实时传输。在实验室和实际操作条件下，使用标准河流样本对该传感器的分析性能进行了评估，并与基于实验室的分光光度计进行了对比分析。结果表明，该传感器能够提供准确且可重复的测量结果，其性能显著优于传统的比色法。该传感器技术遵循开放科学的原则，其3D设计、操作软件和用户指南均可在网上免费获取，以支持进一步的研发及其在基于社区的水质监测中的应用。