Филипините, като архипелажна нация, притежават изобилие от водни ресурси, но също така са изправени пред значителни предизвикателства пред управлението на качеството на водата. Тази статия подробно описва случаите на приложение на 4-в-1 сензор за качество на водата (мониторинг на амонячен азот, нитратен азот, общ азот и pH) в различни сектори във Филипините, включително напояване в селското стопанство, водоснабдяване на общини, реагиране при бедствия и опазване на околната среда. Чрез анализ на тези реални сценарии можем да разберем как тази интегрирана сензорна технология помага на Филипините да се справят с предизвикателствата пред управлението на качеството на водата, да подобрят ефективността на мониторинга и да предоставят данни в реално време за вземане на решения.
Предистория и предизвикателства пред мониторинга на качеството на водата във Филипините
Като архипелажна нация, състояща се от над 7000 острова, Филипините се гордеят с разнообразни водни ресурси, включително реки, езера, подземни води и обширни морски среди. Страната обаче е изправена пред уникални предизвикателства в управлението на качеството на водата. Бързата урбанизация, интензивните селскостопански дейности, индустриалното развитие и честите природни бедствия (като тайфуни и наводнения) представляват сериозна заплаха за качеството на водните ресурси. На този фон интегрираните устройства за мониторинг на качеството на водата, като 4-в-1 сензора (измерващ амонячен азот, нитратен азот, общ азот и pH), са се превърнали в основни инструменти за управление на качеството на водата във Филипините.
Проблемите с качеството на водата във Филипините показват регионална вариабилност. В райони с интензивно земеделие, като Централен Лусон и части от Минданао, прекомерната употреба на торове е довела до повишени нива на азотни съединения (особено амонячен азот и нитратен азот) във водните басейни. Проучванията показват, че загубите от изпаряване на амоняк от повърхностно прилаганата урея във филипинските оризови полета могат да достигнат около 10%, което намалява ефективността на торовете и допринася за замърсяването на водите. В градски райони като Метро Манила замърсяването с тежки метали (особено олово) и микробното замърсяване са основни проблеми в общинските водоснабдителни системи. В региони, засегнати от природни бедствия като тайфуна Хайян в град Таклобан, повредените водоснабдителни системи доведоха до фекално замърсяване на източниците на питейна вода, причинявайки пикове на диарийни заболявания.
Традиционните методи за мониторинг на качеството на водата във Филипините са изправени пред множество ограничения. Лабораторният анализ изисква събиране на проби и транспортиране до централизирани лаборатории, което е времеемко и скъпо, особено за отдалечени островни райони. Освен това, устройствата за мониторинг на един параметър не могат да предоставят цялостна картина на качеството на водата, докато едновременното използване на множество устройства увеличава сложността на системата и разходите за поддръжка. По този начин, интегрираните сензори, способни да наблюдават множество ключови параметри едновременно, са от особена стойност за Филипините.
Амонячният азот, нитратният азот, общият азот и pH са критични показатели за оценка на здравето на водата. Амонячният азот произхожда предимно от селскостопански отпадъчни води, битови отпадъчни води и промишлени отпадъчни води, като високите концентрации са директно токсични за водните организми. Нитратният азот, крайният продукт на окислението на азота, представлява рискове за здравето, като например синдром на синьото бебе, когато се поглъща в прекомерни количества. Общият азот отразява общото азотно натоварване във водата и е ключов индикатор за оценка на рисковете от еутрофикация. pH, от друга страна, влияе върху трансформацията на азотните видове и разтворимостта на тежки метали. В тропическия климат на Филипините високите температури ускоряват процесите на органично разлагане и трансформация на азота, което прави наблюдението на тези параметри в реално време особено важно.
Техническите предимства на 4-в-1 сензорите се крият в техния интегриран дизайн и възможности за наблюдение в реално време. В сравнение с традиционните сензори с един параметър, тези устройства предоставят едновременни данни за множество свързани параметри, подобрявайки ефективността на наблюдението и разкривайки взаимовръзките между параметрите. Например, промените в pH влияят пряко върху баланса между амониевите йони (NH₄⁺) и свободния амоняк (NH₃) във водата, което от своя страна определя риска от изпаряване на амоняк. Чрез съвместно наблюдение на тези параметри може да се постигне по-цялостна оценка на качеството на водата и рисковете от замърсяване.
При уникалните климатични условия на Филипините, 4-в-1 сензорите трябва да демонстрират силна адаптивност към околната среда. Високите температури и влажност могат да повлияят на стабилността и живота на сензорите, докато честите валежи могат да причинят внезапни промени в мътността на водата, което да повлияе на точността на оптичните сензори. Следователно, 4-в-1 сензорите, разположени във Филипините, обикновено изискват температурна компенсация, конструкции против биообрастване и устойчивост на удар и проникване на вода, за да издържат на сложната тропическа островна среда на страната.
Приложения в мониторинга на напоителните води в селското стопанство
Като земеделска нация, оризът е най-важната основна култура за Филипините и ефективното използване на азотни торове е от решаващо значение за производството на ориз. Приложението на 4-в-1 сензори за качество на водата във филипинските напоителни системи осигурява надеждна техническа поддръжка за прецизно торене и контрол на замърсяването от дискретни източници. Чрез наблюдение на амонячния азот, нитратния азот, общия азот и pH във водата за напояване в реално време, фермерите и земеделските техници могат да управляват употребата на торове по по-научен начин, да намалят загубите на азот и да предотвратят замърсяването на околните водни басейни от селскостопански оттичащи се води.
Управление на азота в оризовите полета и подобряване на ефективността на торовете
В тропическия климат на Филипините, уреята е най-често използваният азотен тор в оризовите полета. Изследванията показват, че загубите от изпаряване на амоняк от повърхностно приложената урея във филипинските оризови полета могат да достигнат около 10%, което е тясно свързано с pH на напоителната вода. Когато pH на водата в оризовите полета се повиши над 9 поради активност на водорасли, изпаряването на амоняк се превръща в основен път за загуба на азот, дори в кисели почви. Сензорът 4 в 1 помага на фермерите да определят оптималното време и методи за торене, като наблюдава pH и нивата на амонячен азот в реално време.
Филипински земеделски изследователи са използвали 4-в-1 сензори, за да разработят „технология за дълбоко полагане, задвижвана от вода“ за азотни торове. Тази техника значително подобрява ефективността на използване на азота чрез научен контрол на водните условия на полето и методите на торене. Ключовите стъпки включват: спиране на напояването няколко дни преди торенето, за да се позволи на почвата да изсъхне леко, нанасяне на урея на повърхността и след това леко напояване, за да се помогне на азота да проникне в почвения слой. Данните от сензорите показват, че тази техника може да достави над 60% от урейния азот в почвения слой, намалявайки загубите на газ и оттичане, като същевременно увеличава ефективността на използване на азот с 15–20%.
Полеви опити в Централен Лусон, използващи 4-в-1 сензори, разкриха динамиката на азота при различни методи на торене. При традиционното повърхностно приложение сензорите регистрираха рязък скок в амонячния азот 3–5 дни след торенето, последван от бърз спад. За разлика от това, дълбокото поставяне доведе до по-постепенно и продължително освобождаване на амонячен азот. Данните за pH също показаха по-малки колебания в pH на водния слой при дълбоко поставяне, намалявайки рисковете от изпаряване на амоняк. Тези открития в реално време предоставиха научни насоки за оптимизиране на техниките на торене.
Оценка на замърсяването на дренажните системи за напояване
Интензивните земеделски райони във Филипините са изправени пред значителни предизвикателства от неточкови източници на замърсяване, особено замърсяването с азот от дренажа на оризовите полета. 4-в-1 сензори, разположени в дренажни канавки и приемници, непрекъснато наблюдават вариациите на азота, за да оценят въздействието върху околната среда на различните земеделски практики. В мониторингов проект в провинция Булакан, сензорни мрежи регистрираха 40–60% по-високо общо азотно натоварване в дренажа за напояване по време на дъждовния сезон в сравнение със сухия сезон. Тези открития са допринесли за разработването на сезонни стратегии за управление на хранителните вещества.
4-в-1 сензорите също играят ключова роля в проекти за гражданска наука в селските филипински общности. В проучване в Барбаза, провинция Антик, изследователи си сътрудничат с местни фермери, за да оценят качеството на водата от различни източници, използвайки преносими 4-в-1 сензори. Резултатите показват, че макар водата от кладенци да отговаря на стандартите за pH и общо разтворени твърди вещества, е открито замърсяване с азот (предимно нитратен азот), свързано с практиките за торене в близост. Тези открития накараха общността да коригира времето и скоростта на торене, намалявайки рисковете от замърсяване на подпочвените води.
*Таблица: Сравнение на приложенията на 4-в-1 сензори в различни филипински селскостопански системи
| Сценарий на приложение | Мониторирани параметри | Ключови констатации | Подобрения в управлението |
|---|---|---|---|
| Системи за напояване на ориз | Амонячен азот, pH | Повърхностно приложената урея доведе до повишаване на pH и 10% загуба на амоняк от изпаряване | Насърчава се дълбоко полагане с помощта на вода |
| Дренаж за отглеждане на зеленчуци | Нитратен азот, общ азот | 40–60% по-висока загуба на азот през дъждовния сезон | Коригирано време за торене, добавени покривни култури |
| Кладенци в селските общности | Нитратен азот, pH | Замърсяване с азот, открито във вода от кладенец, алкално pH | Оптимизирано използване на торове, подобрена защита на кладенеца |
| Системи за аквакултури и земеделие | Амонячен азот, общ азот | Напояването с отпадъчни води е причинило натрупване на азот | Изградени пречиствателни басейни, контролиран обем на напояване |
Можем да предложим и разнообразни решения за
1. Ръчен измервателен уред за многопараметрично качество на водата
2. Система с плаващи буи за многопараметрично качество на водата
3. Четка за автоматично почистване на многопараметричен сензор за вода
4. Пълен комплект сървъри и софтуерен безжичен модул, поддържа RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
За повече информация относно сензорите за вода,
Моля, свържете се с Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Уебсайт на компанията: www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Време на публикуване: 27 юни 2025 г.