1. Вызначэнне онлайн датчыкаў маніторынгу якасці вады
Датчык онлайн-маніторынгу якасці вады - гэта прэцызійны аналітычны прыбор, які бесперапынна вызначае фізічныя і хімічныя параметры вадаёмаў у рэжыме рэальнага часу. Ён пераўтворыць нязначныя змены ў канцэнтрацыі рэчывы або характэрнай інтэнсіўнасці ў стандартныя электрычныя сігналы, якія можна апрацоўваць, што дазваляе кругласутачна 7 дзён на тыдзень аўтаматычна запісваць, адлюстроўваць і аналізаваць даныя для сістэм маніторынгу воднага асяроддзя.
Прасцей кажучы, асноўны механізм працы датчыкаў онлайн-маніторынгу якасці вады абапіраецца на дзве ключавыя магчымасці:
зандзіраванне і
пераўтварэнне сігналу.
Зандзіраванне : абсталяваныя спецыяльнымі адчувальнымі кампанентамі, такімі як іонныя электроды, пранікальныя мембраны і аптычныя зонды, датчыкі запускаюць пэўныя фізічныя або хімічныя рэакцыі з мэтавымі рэчывамі ў пробах вады, каб фіксаваць змены якасці вады ў рэжыме рэальнага часу.
Пераўтварэнне сігналу : Тонкія змены, выкліканыя рэакцыямі (у тым ліку рознасць патэнцыялаў, ток, інтэнсіўнасць святла і змены тэмпературы), пераўтвараюцца ў стандартызаваныя электрычныя выходныя сігналы, у тым ліку аналагавыя сігналы току 4–20 мА і лічбавыя сігналы сувязі.
У якасці асноўнага ўваходнага абсталявання інтэлектуальных сістэм маніторынгу воднага асяроддзя датчыкі онлайн-маніторынгу якасці вады шырока разгортваюцца ў
Сістэма маніторынгу якасці вады ў аквакультуры , аўтаматычныя онлайн-станцыі маніторынгу, буі для маніторынгу воднага асяроддзя, мабільныя судны для маніторынгу і сцэнарыі маніторынгу прамысловай вады ў рэжыме рэальнага часу.
2. Пяць традыцыйных параметраў вымярэння якасці вады
Пяць умоўных параметраў якасці вады з'яўляюцца найбольш фундаментальнымі і аўтарытэтнымі паказчыкамі для ацэнкі асноўнага стану водных асяроддзяў, якія ахопліваюць фізічныя, хімічныя і экалагічныя характарыстыкі водных аб'ектаў. Агульнапрызнаныя асноўныя параметры наступныя:
Тэмпература вады : фундаментальны параметр карэкцыі амаль для ўсіх вымярэнняў якасці вады. Ён непасрэдна ўплывае на ўтрыманне растворанага кіслароду ў вадзе, актыўнасць мікробаў і хуткасць хімічных рэакцый вады, служачы базавым эталонам для ацэнкі воднага асяроддзя.
Значэнне pH : ключавы паказчык, які характарызуе кіслотнасць і шчолачнасць вадаёмаў. Ён моцна ўплывае на выжыванне і размнажэнне водных арганізмаў, а таксама на міграцыю, трансфармацыю і ўзбагачэнне розных забруджвальных рэчываў у вадзе.
Раствораны кісларод (DO) : Адносіцца да канцэнтрацыі малекулярнага кіслароду, растворанага ў вадзе. Гэта найважнейшы індэкс ацэнкі для ацэнкі здольнасці да самаачышчэння водных аб'ектаў і ацэнкі стану здароўя воднага экалагічнага асяроддзя.
Праводнасць : ускосна адлюстроўвае агульную канцэнтрацыю раствораных іёнаў у вадзе, якая адпавядае салёнасці вады і агульнай колькасці раствораных цвёрдых рэчываў (TDS). Ён дазваляе эфектыўна характарызаваць ступень мінералізацыі і ўзровень неарганічнага забруджвання вадаёмаў.
Мутнасць : Паказвае ступень блакіроўкі святла водных аб'ектаў, выкліканую ўзважанымі адкладамі, водарасцямі, арганічным смеццем і іншымі цвёрдымі часцінкамі. Гэта важны візуальны і фізічны індыкатар для ацэнкі чысціні вады і ступені яе забруджвання.
Заўвага : Канфігурацыя пяці звычайных параметраў можа быць крыху скарэкціравана для канкрэтных сцэнарыяў прымянення. Для індывідуальных патрабаванняў маніторынгу акісляльна-аднаўленчы патэнцыял (ОВП) або салёнасць могуць замяніць частковыя параметры, у той час як пяць вышэйпералічаных паказчыкаў застаюцца найбольш шырока прынятай і прызнанай галіной стандартнай канфігурацыяй.
3. Класіфікацыя і прынцыпы аптычных датчыкаў якасці вады
Аптычныя датчыкі якасці вады рэалізуюць выяўленне параметраў якасці вады на аснове характарыстык аптычнага ўзаемадзеяння паміж рэчывамі вады і святлом, уключаючы паглынанне, рассейванне святла, флуарэсцэнцыю і фасфарэсцэнцыю. Не спажываючы рэагентаў, хуткую хуткасць рэакцыі і моцную здольнасць супраць электрамагнітных перашкод, яны сталі асноўнымі прыладамі маніторынгу ў высокадакладным выяўленні воднага асяроддзя. Асноўныя тыпы і прымяненне прыведзены ніжэй:
3.1 Датчыкі спектру паглынання ультрафіялетавага-бачнага (УФ-Вісу) дыяпазону
Прынцып працы : у адпаведнасці з законам Бэра-Ламберта, датчык вызначае інтэнсіўнасць паглынання святла пробамі вады пры пэўных ультрафіялетавых і бачных даўжынях хваль і колькасна разлічвае канцэнтрацыю мэтавых забруджвальных рэчываў праз лінейную залежнасць паміж паглынаннем і канцэнтрацыяй рэчыва.
Асноўныя сферы прымянення : выяўленне ў рэжыме рэальнага часу хімічнай патрэбы ў кіслародзе (ХПК), нітратнага азоту (NO3-N), агульнага арганічнага вугляроду (ТАС) і характэрных арганічных забруджвальных рэчываў, такіх як шэраг бензолу ў вадзе.
3.2 Флуарэсцэнтныя датчыкі
Прынцып працы : апраменьвайце ўзоры вады ўзбуджальным святлом з пэўнай даўжынёй хвалі і вызначайце інтэнсіўнасць даўгахвалевага выпраменьвання святла, якое ствараецца ўзбуджаннем флуоресцентных рэчываў у вадзе, каб рэалізаваць колькасны маніторынг мэтавых рэчываў.
Асноўныя прыкладанні
• Датчыкі хларафіла-а: ацаніце біямасу і шчыльнасць водарасцяў шляхам выяўлення інтэнсіўнасці флуарэсцэнцыі хларафіла ў вадзе, забяспечваючы ранняе папярэджанне аб красаванні водарасцяў і эўтрафікацыі вады.
• Датчыкі CDOM/FDOM: Кантралюйце канцэнтрацыю афарбаваных раствораных арганічных рэчываў (CDOM) і флуоресцентных раствораных арганічных рэчываў (FDOM), якія прымяняюцца для адсочвання арганічнага забруджвання і экалагічнай ацэнкі вады.
• Датчыкі забруджвальных рэчываў у нафты: выкарыстоўвайце унікальныя характарыстыкі флуарэсцэнцыі поліцыклічных араматычных вуглевадародаў у нафтавых рэчывах для рэалізацыі онлайн-маніторынгу разліву нафты ў вадзе і забруджвання нафтай.
3.3 Датчыкі мутнасці/рассеянага святла
Прынцып працы : вызначэнне інтэнсіўнасці рассейвання святла, якое ствараецца ўзважанымі часціцамі ў вадзе. У асноўным ён выкарыстоўвае рэжымы выяўлення рассеянага святла 90° або рэжымы выяўлення праходнага святла 180° для колькаснай ацэнкі мутнасці вады.
Асноўныя вобласці прымянення : прамое і высокадакладнае вымярэнне ў рэжыме рэальнага часу мутнасці вады ў паверхневых водах, бытавых і прамысловых сцёкавых водах.
3.4 Датчыкі лазернага спектру
Прынцып працы : у якасці крыніцы святла выкарыстоўвайце лазер, які мае такія перавагі, як высокая манахраматычнасць, высокая яркасць і нізкі ўзровень перашкод. У спалучэнні з камбінацыйнай спектраскапіяй і тэхналогіяй абсорбцыйнай спектраскапіі з дыёдным лазерам гэта забяспечвае звышадчувальнае выяўленне слядоў.
Асноўныя вобласці прымянення : выяўленне слядоў раствораных газаў (метан, вуглякіслы газ і г.д.) і мікразабруджвальных рэчываў з нізкай канцэнтрацыяй у вадзе, прыдатныя для тонкага маніторынгу воднага асяроддзя высокага стандарту.
4. Класіфікацыя іённых датчыкаў якасці вады
Іённыя датчыкі якасці вады - гэта прафесійныя прылады для выяўлення пэўных іённых рэчываў у вадзе. Іх асноўная тэхналогія заснавана на іонаселектыўных электродах і перадавых электрахімічных прынцыпах зандзіравання. Яны могуць дакладна фіксаваць актыўнасць і канцэнтрацыю мэтавых іёнаў у пробах вады, адрозніваючыся простай структурай, хуткай рэакцыяй і нізкім коштам, і шырока выкарыстоўваюцца ў звычайным маніторынгу іённага індэкса якасці вады.
