fa لزوم کاربرد سیستم‌های هوشمند پایش کیفی آب بهداشت Environmental Health كاربردي Applicable <div dir="RTL"><strong><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">سردبیر محترم</span></span></strong><br> <span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">کیفیت و عدم دسترسی به آب به عنوان یک چالش اساسی در سراسر جهان و ایران در حال ظهور است و نیاز فزآینده&shy;ای به پایش کیفیت آب در طیف وسیعی از منابع شامل، آب آشامیدنی، فاضلاب شهری و صنعتی تا آب‌های محیطی(رودخانه&shy;ها، دریاچه&shy;ها، آب&shy;های زیرزمینی و اقیانوس&shy;ها) وجود دارد [1]. موضوعات موجود در مورد کیفیت آب پیچیده است و شامل طیف گسترده&shy;ای از آلاینده&shy;های شیمیایی و بیولوژیکی و نو</span></span><span dir="LTR">&shy;</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">ظهور است که بسیار نگران</span></span><span dir="LTR">&shy;</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">کننده 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</span></span> <span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">(</span></span><span dir="LTR">water quality monitoring network:WQMN</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">) عنصر اصلی یا کلیدی برای مدیریت و حفاظت از اکوسیستم آبی است</span></span> <span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">[3].</span></span><br> <span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">پایش متداول و سنتی کیفیت آب شامل نمونه&shy;برداری در محل و انتقال نمونه&shy;ها به آزمایشگاه و آزمایش تعیین خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی آب است</span></span> <span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">[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 می&shy;باشد</span></span> <span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">[5-4].</span></span><span dir="LTR"></span><br> <span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">مدیریت مدرن آب به شناسایی مطمئن&shy;تر</span></span> <span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">(صحت بالا) و سریع‌تر آلاینده‌ها نیاز دارد تا پاسخ به موقع و بجا دهد</span></span><span dir="LTR">.</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;"> پایش در زمان واقعی</span></span> <span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">(</span></span><span dir="LTR">Real-time monitoring</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">) 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 ایده&shy;آل، همه پایش کیفیت آب باید به صورت </span></span><span dir="LTR">Real-time</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;"> انجام شود، تا بتوان دقیق&shy;ترین و صحیح&shy;ترین قضاوت در خصوص کیفیت آب را ارائه داد [2]. برای ارزیابی تغییرات کیفی آب، شناسایی روندها (</span></span><span dir="LTR">trends</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">) و تعیین وضعیت کیفیت آب و اکوسیستم آبی، شناسایی آلودگی‌های نوظهور و آلاینده&shy;ها و دستیابی سریع جهت غربالگری (</span></span><span dir="LTR">screening</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">) آب برای مواد سمی و عوامل بیماری&shy;زا می توان از اطلاعات </span></span><span dir="LTR">Real-time</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;"> استفاده کرد. کاربرد مهم دیگر آن، پایش و بهینه&shy;سازی فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب برای اطمینان از انطباق با استانداردهای کیفی آب است [3-2].</span></span><span dir="LTR"></span><br> <span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">سیستم&shy;های هوشمند پایش کیفی آب با استفاده از حسگرهای (</span></span><span dir="LTR">Sensors</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">) می&shy;توانند پارامترهای کیفی آب شامل: </span></span><span dir="LTR">pH</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">، اکسیژن محلول (</span></span><span dir="LTR">Dissolved Oxygen; DO</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">)، دما، پتانسیل اکسیداسیون-احیاء (</span></span><span dir="LTR">Oxidation Reduction Potential; ORP</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">)، </span></span><span dir="LTR">BOD</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">، </span></span><span dir="LTR">EC</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">، </span></span><span dir="LTR">TDS</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;"> و کدورت بصورت </span></span><span dir="LTR">Real time</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;"> و مداوم اندازه&shy;گیری کنند که برای تشخیص سریع آلودگی&shy;ها و ایجاد پاسخ سریع به آلودگی&shy;ها اهمیت حیاتی دارند. سیستم&shy;های هوشمند پایش کیفی آب براساس شبکه حسگر بی&shy;سیم (</span></span><span dir="LTR">Wireless Sensor Network; WSN</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">) و (</span></span><span dir="LTR">Internet of Things; IOT</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">) کار می&shy;کنند و می&shy;توانند داده&shy;های کیفیت آب به صورت </span></span><span dir="LTR">Real time</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;"> و پیوسته از راه دور انتقال و پردازش کنند و محدودیت&shy;های مربوط به پایش کیفیت آب را به صورت متداول و سنتی را ندارند.</span></span><br> <span dir="LTR">IOT</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;"> 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 می&shy;شود. </span></span><span dir="LTR">IoT</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;"> به طور کلی شامل یک کنترل‌کننده، سنسور و یک برنامه (</span></span><span dir="LTR">Application</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">)</span></span> <span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">برای نمایش داده می‌باشد. سنسورها دستگاه‌های متصل به کنترل ‌کننده هستند که برای ثبت مقادیر مانند مقدار </span></span><span dir="LTR">PH</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">، هدایت الکتریکی، اکسیژن، شوری و غیره استفاده می‌شوند. حسگرها مقدار محاسبه شده را جمع می&shy;کنند و آن را به کنترل کننده منتقل می&shy;کنند. 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].</span></span><br> <span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">شبکه&shy;های </span></span><span dir="LTR">WSN</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;"> شامل گره&shy;های حسگر(</span></span><span dir="LTR">sensor nodes</span><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">) خودکار، خودپیکربندی و&nbsp; ایستگاه پایه گره&shy;ها (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 گره&shy;های حسگر و دفتر مرکزی، با استفاده از یک فرستنده رادیویی کم مصرف به منظور به حداکثر رساندن طول عمر گره های حسگر انجام می&shy;شود. 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].</span></span><br> <span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">با توجه به محدودیت منابع آب شیرین در کشور، ضرورت دارد که مسئولین و تصمیم سازان مرتبط با مدیریت منابع آب استفاده حداکثری از سیستم&shy;های هوشمند پایش کیفی آب جهت پایش و کنترل منابع آب در دستور کار خود قرار دهند تا از آلودگی منابع آب به فاضلاب&shy;های شهری، صنعتی و کشاورزی یا شیرابه زباله جلوگیری یا به حداقل برسد تا از صرف هزینه&shy;های هنگفت برای تصفیه و سالم سازی آب خودداری شود. به قول سعدی:</span></span><br> <em><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">&laquo;</span></span></em>&nbsp;<em><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">علاج واقعه پیش از وقوع باید کرد</span></span></em><br> <em><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">دریغ سود ندارد چو رفت کار از دست</span></span></em><em><span dir="LTR"></span></em><br> <em><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">به روزگار سلامت سلاح جنگ بساز </span></span></em><br> <em><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;">وگرنه سیل چو بگرفت، سد نشاید</span></span></em><span style="font-family:B Nazanin;"><span style="font-size:12.0pt;"> بست&raquo;</span></span><span style="font-family:B Nazanin;"></span></div> <div dir="RTL"><strong>سردبیر محترم</strong><br> کیفیت و عدم دسترسی به آب به عنوان یک چالش اساسی در سراسر جهان و ایران در حال ظهور است و نیاز فزآینده&shy;ای به پایش کیفیت آب در طیف وسیعی از منابع شامل، آب آشامیدنی، فاضلاب شهری و صنعتی تا آب‌های محیطی(رودخانه&shy;ها، دریاچه&shy;ها، آب&shy;های زیرزمینی و اقیانوس&shy;ها) وجود دارد [1]. موضوعات موجود در مورد کیفیت آب پیچیده است و شامل طیف گسترده&shy;ای از آلاینده&shy;های شیمیایی و بیولوژیکی و نو<span dir="LTR">&shy;</span>ظهور است که بسیار نگران<span dir="LTR">&shy;</span>کننده 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 (<span dir="LTR">water quality monitoring network:WQMN</span>) عنصر اصلی یا کلیدی برای مدیریت و حفاظت از اکوسیستم آبی است [3].<br> پایش متداول و سنتی کیفیت آب شامل نمونه&shy;برداری در محل و انتقال نمونه&shy;ها 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 می&shy;باشد [5-4].<span dir="LTR"></span><br> مدیریت مدرن آب به شناسایی مطمئن&shy;تر (صحت بالا) و سریع‌تر آلاینده‌ها نیاز دارد تا پاسخ به موقع و بجا دهد<span dir="LTR">.</span> پایش در زمان واقعی (<span dir="LTR">Real-time monitoring</span>) 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 ایده&shy;آل، همه پایش کیفیت آب باید به صورت <span dir="LTR">Real-time</span> انجام شود، تا بتوان دقیق&shy;ترین و صحیح&shy;ترین قضاوت در خصوص کیفیت آب را ارائه داد [2]. برای ارزیابی تغییرات کیفی آب، شناسایی روندها (<span dir="LTR">trends</span>) و تعیین وضعیت کیفیت آب و اکوسیستم آبی، شناسایی آلودگی‌های نوظهور و آلاینده&shy;ها و دستیابی سریع جهت غربالگری (<span dir="LTR">screening</span>) آب برای مواد سمی و عوامل بیماری&shy;زا می توان از اطلاعات <span dir="LTR">Real-time</span> استفاده کرد. کاربرد مهم دیگر آن، پایش و بهینه&shy;سازی فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب برای اطمینان از انطباق با استانداردهای کیفی آب است [3-2].<span dir="LTR"></span><br> سیستم&shy;های هوشمند پایش کیفی آب با استفاده از حسگرهای (<span dir="LTR">Sensors</span>) می&shy;توانند پارامترهای کیفی آب شامل: <span dir="LTR">pH</span>، اکسیژن محلول (<span dir="LTR">Dissolved Oxygen; DO</span>)، دما، پتانسیل اکسیداسیون-احیاء (<span dir="LTR">Oxidation Reduction Potential; ORP</span>)، <span dir="LTR">BOD</span>، <span dir="LTR">EC</span>، <span dir="LTR">TDS</span> و کدورت بصورت <span dir="LTR">Real time</span> و مداوم اندازه&shy;گیری کنند که برای تشخیص سریع آلودگی&shy;ها و ایجاد پاسخ سریع به آلودگی&shy;ها اهمیت حیاتی دارند. سیستم&shy;های هوشمند پایش کیفی آب براساس شبکه حسگر بی&shy;سیم (<span dir="LTR">Wireless Sensor Network; WSN</span>) و (<span dir="LTR">Internet of Things; IOT</span>) کار می&shy;کنند و می&shy;توانند داده&shy;های کیفیت آب به صورت <span dir="LTR">Real time</span> و پیوسته از راه دور انتقال و پردازش کنند و محدودیت&shy;های مربوط به پایش کیفیت آب را به صورت متداول و سنتی را ندارند.<br> <span dir="LTR">IOT</span> 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 می&shy;شود. <span dir="LTR">IoT</span> به طور کلی شامل یک کنترل‌کننده، سنسور و یک برنامه (<span dir="LTR">Application</span>) برای نمایش داده می‌باشد. سنسورها دستگاه‌های متصل به کنترل ‌کننده هستند که برای ثبت مقادیر مانند مقدار <span dir="LTR">PH</span>، هدایت الکتریکی، اکسیژن، شوری و غیره استفاده می‌شوند. حسگرها مقدار محاسبه شده را جمع می&shy;کنند و آن را به کنترل کننده منتقل می&shy;کنند. 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].<br> شبکه&shy;های <span dir="LTR">WSN</span> شامل گره&shy;های حسگر(<span dir="LTR">sensor nodes</span>) خودکار، خودپیکربندی و&nbsp; ایستگاه پایه گره&shy;ها (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 گره&shy;های حسگر و دفتر مرکزی، با استفاده از یک فرستنده رادیویی کم مصرف به منظور به حداکثر رساندن طول عمر گره های حسگر انجام می&shy;شود. 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].<br> با توجه به محدودیت منابع آب شیرین در کشور، ضرورت دارد که مسئولین و تصمیم سازان مرتبط با مدیریت منابع آب استفاده حداکثری از سیستم&shy;های هوشمند پایش کیفی آب جهت پایش و کنترل منابع آب در دستور کار خود قرار دهند تا از آلودگی منابع آب به فاضلاب&shy;های شهری، صنعتی و کشاورزی یا شیرابه زباله جلوگیری یا به حداقل برسد تا از صرف هزینه&shy;های هنگفت برای تصفیه و سالم سازی آب خودداری شود. به قول سعدی:<br> <em>&laquo;</em>&nbsp;<em>علاج واقعه پیش از وقوع باید کرد</em><br> <em>دریغ سود ندارد چو رفت کار از دست</em><em><span dir="LTR"></span></em><br> <em>به روزگار سلامت سلاح جنگ بساز </em><br> <em>وگرنه سیل چو بگرفت، سد نشاید</em> بست&raquo;</div> <br clear="all" > &nbsp;<br> &nbsp;<br> &nbsp; شبکه پایش کیفیت آب water quality monitoring network:WQMN 365 368 http://journal.rums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1078-8&slc_lang=fa&sid=1 M. Mobini Lotfabad محمد مبینی لطف آباد mobinilk@gmail.com 6900319475328460044977 6900319475328460044977 No m دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد A.M. Fadaei عبدالمجید فدایی ali2fadae@yahoo.com 6900319475328460044978 6900319475328460044978 Yes sh دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد