科学家们渴望改变浮游植物预测领域

全球范围内的安全饮用水正受到浮游植物(或微型藻类)繁殖毒性增加的威胁。

为了更好地了解水华出现的时间和地点，弗吉尼亚理工大学的研究人员开始开发第一个自动化、实时的湖泊浮游植物预测系统。弗吉尼亚理工大学的教员与佛罗里达大学合作，获得了国家科学基金会 220 万美元的拨款，作为该基金会新的“利用生活规则应对社会挑战”计划资助的 12 个项目之一。

“应用生物学原理解决当今最大问题的巨大机会是我们不能掉以轻心的机会，”该基金会生物科学助理主任苏珊·马库西(Susan Marqusee)说。“这些项目将用生命来改善生活，包括许多贫困社区和群体的生活。”

浮游植物作为水生食物网的基础，在维持地球生命和产生氧气方面发挥着关键作用。但水温升高和营养物污染正在改变浮游植物生存的淡水环境，导致许多湖泊和水库浮游植物大量繁殖或水华。

首席研究员、生物科学教授 Cayelan Carey 表示：“浮游植物大量繁殖是许多物种表现出的一种新兴行为的一个例子，这种行为可能会产生生态系统规模的、对社会产生重要影响的后果，但很难预测。”

作为弗拉林生命科学研究所的附属教师，凯里将领导弗吉尼亚理工大学三个学院和五个系的四名研究人员以及佛罗里达大学的一名研究人员，将尖端的湖泊生态系统模型和统计软件与云和边缘计算相结合——更紧密地处理数据到生成位置 - 创建未来 35 天的每日预测。这些预测将提供给当地水管理人员，研究人员将与他们合作。

“如果管理人员能够预测浮游植物大量繁殖，他们可以先发制人地采取行动减轻水质损害(例如，应用除藻剂、调整水处理)，从而降低成本并提高饮用水安全，”凯里说，他同时也是罗杰·摩尔和Mojdeh Khatam-Moore 理学院教员。

连锁反应

该项目将首先与当地水管理人员建立研讨会，以评估饮用水风险，并通过在全国湖泊部署自动浮游植物预报系统来产生更广泛的影响。该系统将与西弗吉尼亚州水务局合作在罗阿诺克的饮用水水库开发，并将建立在凯里和水务局自 2013 年以来一直合作的伙伴关系的基础上。

“我们的客户直接受益于我们与弗吉尼亚理工大学的合作伙伴关系，”西弗吉尼亚州水务局公共关系总监莎拉鲍姆加德纳说。“这项研究目前为我们运营商做出的水库管理和处理决策提供了信息。现在，我们很高兴能够进一步推进这项研究，以教育我们社区的更多成员。”

除了建立预测系统外，该项目的一个主要目标是扩大现有的教育推广计划，包括

在饮用水水库为 K-12 学生提供水科学课程。

为高中生和社区学院的水/废水证书课程学生提供有关预测和淡水生态系统的教学模块。

四年制本科 STEM 课程模块的扩展版本，将在弗吉尼亚理工大学的计算建模和数据分析课程中进行试点和测试。

这笔赠款还将支持针对州和联邦机构管理人员以及国际湖泊科学家举办的研讨会，以确保广泛采用。

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