جنبا إلى جنب مع مشكلة تلوث المياه أصبحت أكثر وأكثر خطورة ، تتبع نوعية المياه أصبحت موضوعا هاما في مجال حماية البيئة . كنوع من أداة تقنية في الوقت الحقيقي رصد نوعية المياه وتتبع مصدر التلوث ، على الخط تتبع نوعية المياه أداة تستخدم على نطاق واسع في رصد مياه الصرف الصناعي ، والمياه في المناطق الحضرية والبيئة والمياه . وظيفتها الأساسية هي تحديد مصدر الملوثات بسرعة من خلال الكشف عن تغيير نوعية المياه على الخط ، وتوفير الأساس العلمي لإدارة نوعية المياه . هذه المادة سوف أعرض مبدأ العمل والابتكار التكنولوجي .

مبدأ العمل

　　على الانترنت تتبع نوعية المياهأساسا من خلال رصد الملوثات في المياه في الوقت الحقيقي ، جنبا إلى جنب مع تحليل البيانات التقنية ، وتحديد مصادر التلوث . مبادئ عملها تشمل عادة الخطوات التالية :

نوعية المياه وأخذ العينات وأجهزة الاستشعار الكشف

عادة ما تكون مرتبة في هيئة المياه أو ميناء التفريغ ، وأخذ عينات المياه في الوقت الحقيقي من خلال أجهزة الاستشعار . هذه أجهزة الاستشعار يمكن الكشف عن مجموعة متنوعة من المؤشرات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية ، مثل درجة الحرارة pH、 الأكسجين المذاب ، التعكر ، تركيز المعادن الثقيلة والملوثات العضوية . أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار نوعية المياه ، بما في ذلك أجهزة الاستشعار البصرية ، ايون القطب الانتقائي ، وأجهزة الاستشعار الكيميائية ، وهلم جرا . أجهزة الاستشعار يمكن الحصول على معلومات عن نوعية المياه في الوقت الحقيقي من خلال التحليل الطيفي ، رد فعل الكهروكيميائية ، مطياف الكتلة ، وهلم جرا .

نقل البيانات والرصد عن بعد

البيانات التي تم جمعها يتم تحويلها إلى إشارات كهربائية من خلال أجهزة الاستشعار و تنتقل إلى نظام التحكم المركزي . وعادة ما يكون الإرسال اللاسلكي والرصد عن بعد وظيفة ، يمكن نقل البيانات إلى سحابة أو منصة الرصد من خلال شبكة لاسلكية ، وتقنية بلوتوث ، إنترنت الأشياء ( IOT ) التكنولوجيا . رصد الموظفين يمكن الحصول على بيانات نوعية المياه في الوقت الحقيقي ، في الوقت المناسب الكشف عن التغيرات في تلوث المياه ، وضبط استراتيجية الرصد وفقا للاحتياجات .

تحديد مصادر التلوث وتحليل البيانات

جنبا إلى جنب مع تحليل البيانات الكبيرة ، آلة التعلم وغيرها من التكنولوجيات ، يمكن تحليل ومقارنة بيانات نوعية المياه متعددة الأبعاد ، وتحديد المواقع المحتملة من مصادر التلوث . من خلال تتبع التغيرات المكانية والزمانية في نوعية المياه ، جنبا إلى جنب مع البيانات التاريخية ، يمكننا أن نحكم على نوع من مصدر التلوث و شدة التلوث . عادة ، فإنه يمكن أيضا أن تكون مرتبطة مع البيانات من محطات الرصد البيئي ، وتتبع وتحليل نوعية المياه الإقليمية من خلال شبكة الرصد .

ثانياً - الابتكار التكنولوجي

مع تطور التكنولوجيا ، على الخط تتبع نوعية المياه قد تحسنت بشكل ملحوظ . وفيما يلي الاتجاهات الرئيسية للابتكار التكنولوجي :

الابتكار في تكنولوجيا الاستشعار

أجهزة الاستشعار هي المكونات الأساسية ، والابتكار التكنولوجي يؤثر بشكل مباشر على أداء الصك . مع تطبيق تكنولوجيا النانو ، ممس ، الألياف البصرية وأجهزة الاستشعار ، وأجهزة الاستشعار نوعية المياه قد تحسنت بشكل ملحوظ في الحساسية والانتقائية والاستقرار . على سبيل المثال ، وأجهزة الاستشعار المستندة إلى مواد نانو يمكن التقاط الملوثات الدقيقة في المياه أكثر دقة ، ولا سيما بعض الملوثات العضوية والمعادن الثقيلة التي يصعب الكشف عنها ، مما يحسن إلى حد كبير من دقة رصد نوعية المياه .

متعدد المعلمة التكامل المتعدد الوسائط الكشف

من خلال دمج العديد من تقنيات الاستشعار عن بعد وأساليب التحليل ، العديد من المعلمات نوعية المياه يمكن رصدها في وقت واحد ، ودقة التتبع يمكن تحسينها . على سبيل المثال ، جنبا إلى جنب مع الطيف الكتلي ، الكهروكيميائية الاستشعار وغيرها من التكنولوجيات المتعددة الوسائط ، يمكن الكشف عن الملوثات العضوية وغير العضوية والكائنات الحية الدقيقة في نوعية المياه ، وبالتالي توفير بيانات أكثر شمولا عن نوعية المياه . وبالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تقلل من تأثير البيئة المعقدة تدخل العوامل على نتائج الاختبار .

بيانات كبيرة و تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي

جنبا إلى جنب مع تحليل البيانات الكبيرة وتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي ، ذكي تتبع مستوى التلوث يمكن تحسينها . من خلال تحليل كمية كبيرة من البيانات التاريخية في الوقت الحقيقي رصد نوعية المياه ، الذكاء الاصطناعي ( منظمة العفو الدولية ) خوارزمية يمكن التعرف بسرعة على الاتجاهات المحتملة من مصادر التلوث والتنبؤ احتمال حدوث حوادث التلوث . إدخال آلة التعلم يجعل من الممكن تحسين الذات ، وتحسين حساسية ودقة تحديد نوعية المياه المختلفة . وبالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تساعد تقنيات البيانات الكبيرة في تحليل خصائص التلوث في المياه المختلفة ، وتوفير أكثر دقة تحديد مصادر التلوث .

باعتبارها أداة هامة من أدوات رصد نوعية المياه الحديثة ، على الانترنت تتبع نوعية المياه قد تطورت تدريجيا إلى نظام متعدد الوظائف ، عالية الدقة وعالية الذكاء . من خلال الابتكار المستمر في تكنولوجيا الاستشعار ، وتجهيز البيانات الكبيرة والقدرة على تحليل ذكي الخوارزمية ، يمكن رصد نوعية المياه في الوقت الحقيقي ، وتتبع بدقة مصدر التلوث ، ومساعدة مديري حماية البيئة وصناع القرار ذات الصلة للتعامل مع مشكلة تلوث المياه بسرعة .