جلد 20، شماره 3 - ( 3-1400 )                   جلد 20 شماره 3 صفحات 365-368 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Mobini Lotfabad M, Fadaei A. The Necessity of Using Smart Water Quality Monitoring Systems. JRUMS. 2021; 20 (3) :365-368
URL: http://journal.rums.ac.ir/article-1-5917-fa.html
مبینی لطف آباد محمد، فدایی عبدالمجید. لزوم کاربرد سیستم‌های هوشمند پایش کیفی آب. مجله دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان. 1400; 20 (3) :365-368

URL: http://journal.rums.ac.ir/article-1-5917-fa.html


دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد
چکیده:   (132 مشاهده)
سردبیر محترم
کیفیت و عدم دسترسی به آب به عنوان یک چالش اساسی در سراسر جهان و ایران در حال ظهور است و نیاز فزآینده­ای به پایش کیفیت آب در طیف وسیعی از منابع شامل، آب آشامیدنی، فاضلاب شهری و صنعتی تا آب‌های محیطی(رودخانه­ها، دریاچه­ها، آب­های زیرزمینی و اقیانوس­ها) وجود دارد [1]. موضوعات موجود در مورد کیفیت آب پیچیده است و شامل طیف گسترده­ای از آلاینده­های شیمیایی و بیولوژیکی و نو­ظهور است که بسیار نگران­کننده هستند [2]. فعالیت‌های پایش می‌تواند به درک، حفاظت و بهبود زیستگاه‌های آبی و تجزیه و تحلیل داده‌های کیفیت آب جهت کَمی کردن تغییرات محیطی و توسعه بهترین شیوه‌های مدیریتی برای تصمیمات آگاهانه، کمک کند. بنابراین، شبکه پایش کیفیت آب (water quality monitoring network:WQMN) عنصر اصلی یا کلیدی برای مدیریت و حفاظت از اکوسیستم آبی است [3].
پایش متداول و سنتی کیفیت آب شامل نمونه­برداری در محل و انتقال نمونه­ها به آزمایشگاه و آزمایش تعیین خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی آب است [2]. سیستم‌های پایش کیفی آب سنتی به علت قابلیت تغییرپذیری بالای مکانی-زمانی پارامترهای فیزیکوشیمیایی یا میکروبی آب، دارای محدودیت‌های زیادی هستند. علاوه بر این، چندین عامل خطا وجود دارد که می‌توانند بر رویکرد پایش دستی آب بصورت سنتی تأثیر بگذارند. این خطاها شامل: خطاهای انسانی، خطای مربوط به تجهیزات آزمایشگاهی و سایر خطاها می­باشد [5-4].
مدیریت مدرن آب به شناسایی مطمئن­تر (صحت بالا) و سریع‌تر آلاینده‌ها نیاز دارد تا پاسخ به موقع و بجا دهد. پایش در زمان واقعی (Real-time monitoring) می‌تواند پاسخ یا واکنش سریع به نگرانی‌های مربوط به کیفیت آب را که ناشی از آلودگی منابع طبیعی یا عمدی است، فراهم کند و بیش‌ترین حفاظت از سلامت عمومی را میسر ‌سازد. در حالت ایده­آل، همه پایش کیفیت آب باید به صورت Real-time انجام شود، تا بتوان دقیق­ترین و صحیح­ترین قضاوت در خصوص کیفیت آب را ارائه داد [2]. برای ارزیابی تغییرات کیفی آب، شناسایی روندها (trends) و تعیین وضعیت کیفیت آب و اکوسیستم آبی، شناسایی آلودگی‌های نوظهور و آلاینده­ها و دستیابی سریع جهت غربالگری (screening) آب برای مواد سمی و عوامل بیماری­زا می توان از اطلاعات Real-time استفاده کرد. کاربرد مهم دیگر آن، پایش و بهینه­سازی فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب برای اطمینان از انطباق با استانداردهای کیفی آب است [3-2].
سیستم­های هوشمند پایش کیفی آب با استفاده از حسگرهای (Sensors) می­توانند پارامترهای کیفی آب شامل: pH، اکسیژن محلول (Dissolved Oxygen; DO)، دما، پتانسیل اکسیداسیون-احیاء (Oxidation Reduction Potential; ORPBOD، EC، TDS و کدورت بصورت Real time و مداوم اندازه­گیری کنند که برای تشخیص سریع آلودگی­ها و ایجاد پاسخ سریع به آلودگی­ها اهمیت حیاتی دارند. سیستم­های هوشمند پایش کیفی آب براساس شبکه حسگر بی­سیم (Wireless Sensor Network; WSN) و (Internet of Things; IOT) کار می­کنند و می­توانند داده­های کیفیت آب به صورت Real time و پیوسته از راه دور انتقال و پردازش کنند و محدودیت­های مربوط به پایش کیفیت آب را به صورت متداول و سنتی را ندارند.
IOT به اشیا و تجهیزات محیط پیرامون‌مان که به شبکه اینترنت متصل شده و توسط اپلیکیشن‌های موجود در تلفن‌های هوشمند و تبلت قابل کنترل و مدیریت هستند، گفته می­شود. IoT به طور کلی شامل یک کنترل‌کننده، سنسور و یک برنامه (Application) برای نمایش داده می‌باشد. سنسورها دستگاه‌های متصل به کنترل ‌کننده هستند که برای ثبت مقادیر مانند مقدار PH، هدایت الکتریکی، اکسیژن، شوری و غیره استفاده می‌شوند. حسگرها مقدار محاسبه شده را جمع می­کنند و آن را به کنترل کننده منتقل می­کنند. کنترل ‌کننده یک کامپیوتر با اندازه کوچک، با قابلیت اتصال به شبکه و اجرای برنامه‌ها است. آن می‌تواند برای دریافت مقادیر از سنسورها برنامه‌ریزی شود و مقادیر را برای ذخیره‌سازی و تجزیه و تحلیل به اینترنت منتقل کند. یک برنامه اساساً برنامه‌ای است که در اینترنت برای دریافت مقادیر از کنترل‌ کننده دسته‌بندی شده است و در نمایش‌گر کاربر نمایش داده می‌شود [6].
شبکه­های WSN شامل گره­های حسگر(sensor nodes) خودکار، خودپیکربندی و  ایستگاه پایه گره­ها (یا مستغرق) است که قادر به اندازه‌گیری برخی پدیده فیزیکی و انتقال اطلاعات به‌دست‌آمده به یک دفتر مرکزی هستند. گره‌های حسگر در محل‌های نمونه‌گیری مختلف پیکره آبی، مستقر می‌شوند. ارتباط از راه دور بین گره­های حسگر و دفتر مرکزی، با استفاده از یک فرستنده رادیویی کم مصرف به منظور به حداکثر رساندن طول عمر گره های حسگر انجام می­شود. داده‌های جمع‌آوری شده توسط گره‌های حسگر از طریق دروازه‌ای به ابر یا پایگاه داده با استفاده از یک شبکه ارتباطی ارسال می‌شود. داده‌های سنجش شده از این حسگرها در یک پورتال وب در زمان واقعی در دسترس قرار می‌گیرند و ذینفعان را قادر می‌سازد تا در فرآیندهای مدیریت کیفیت آب به طور مؤثر مداخله کنند [7].
با توجه به محدودیت منابع آب شیرین در کشور، ضرورت دارد که مسئولین و تصمیم سازان مرتبط با مدیریت منابع آب استفاده حداکثری از سیستم­های هوشمند پایش کیفی آب جهت پایش و کنترل منابع آب در دستور کار خود قرار دهند تا از آلودگی منابع آب به فاضلاب­های شهری، صنعتی و کشاورزی یا شیرابه زباله جلوگیری یا به حداقل برسد تا از صرف هزینه­های هنگفت برای تصفیه و سالم سازی آب خودداری شود. به قول سعدی:
« علاج واقعه پیش از وقوع باید کرد
دریغ سود ندارد چو رفت کار از دست
به روزگار سلامت سلاح جنگ بساز
وگرنه سیل چو بگرفت، سد نشاید بست»
واژه‌های کلیدی: شبکه پایش کیفیت آب
متن کامل [PDF 164 kb]   (64 دریافت) |   |   متن کامل (HTML)  (58 مشاهده)  
نوع مطالعه: كاربردي | موضوع مقاله: بهداشت
دریافت: 1400/1/8 | پذیرش: 1400/2/13 | انتشار: 1400/3/30

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی رفسنجان می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2021 CC BY-NC 4.0 | Journal of Rafsanjan University of Medical Sciences

Designed & Developed by : Yektaweb