Филипините са архипелажна държава с дълга брегова линия и изобилие от водни ресурси. Аквакултурите (особено на скариди и тилапия) са жизненоважен икономически стълб за страната. Въпреки това, земеделието с висока плътност води до повишени концентрации на въглероден диоксид (CO₂) във водата, произтичащ предимно от дишането на отглежданите организми и разграждането на органичната материя.
Прекомерно високите нива на CO₂ представляват директна заплаха:
- Подкиселяване на водата: CO₂ се разтваря във водата, за да образува въглеродна киселина, понижавайки pH и влияейки върху физиологичните функции на водните организми. Това е особено вредно за процеса на калцификация на миди и ракообразни (като скариди), което води до слаб растеж на черупките.
- Токсичност: Високите концентрации на CO₂ са наркотични и токсични за рибите, увреждат дихателните им системи и увеличават податливостта към болести.
- Реакция на стрес: Дори под нивата на остра токсичност, дългосрочното излагане на повишен CO₂ причинява стрес при отглежданите видове, което води до забавен растеж и намалена ефективност на преобразуване на фуража.
Въпреки че традиционният мониторинг на pH може косвено да отразява промените в киселинността, той не може да разграничи източника на киселинността (независимо дали е от CO₂ или други органични киселини). Следователно, директното наблюдение в реално време на парциалното налягане на въглеродния диоксид (pCO₂) във водата става от решаващо значение.
Хипотетичен случай: Ферма за скариди в Пангасинан, Лусон
Име на проекта: Проект за интелигентно управление на качеството на водата, базиран на интернет на нещата
Местоположение: Средно голяма ферма за скариди в провинция Пангасинан на остров Лусон.
Техническо решение:
Фермата внедри система за мониторинг на интернет на нещата (IoT), интегрирана със сензори за CO₂ газ за качество на водата. Основните компоненти включват:
- Потопяем CO₂ сензор за вграждане: Използва недисперсионна инфрачервена (NDIR) технология. Този сензор предлага висока точност и дългосрочна стабилност, което позволява директно измерване на парциалното налягане на разтворения CO₂ газ.
- Многопараметърна сонда за качество на водата: Едновременно измерване на ключови параметри като pH, разтворен кислород (DO), температура и соленост.
- Модул за регистриране на данни и предаване: Данните от сензорите се предават в реално време към облачна платформа чрез безжична мрежа (напр. 4G/5G или LoRaWAN).
- Централна система за контрол и предупреждение: Земеделските производители могат да преглеждат данни в реално време и исторически тенденции на компютър или мобилно приложение. Системата е програмирана с прагове за безопасност за концентрация на CO₂; автоматична аларма (SMS или известие от приложението) се задейства, ако нивата надвишат лимита.
Процес на кандидатстване и стойност:
- Мониторинг в реално време: Земеделските производители могат да следят нивата на CO₂ във всяко езеро 24/7, като по този начин се откажат от ръчното, периодично вземане на проби от водата и лабораторния анализ.
- Прецизно вземане на решения:
- Когато системата предупреди за повишаващи се нива на CO₂, фермерите могат дистанционно или автоматично да активират аератори. Увеличаването на разтворения кислород не само отговаря на биологичните нужди, но и насърчава разграждането на органичната материя от аеробни бактерии, намалявайки производството на CO₂ при източника.
- Съпоставянето на данните с pH и температурата позволява по-точна оценка на цялостното здравословно състояние на водата и токсичните ефекти на CO₂.
- Подобрени предимства:
- Намаляване на риска: Ефективно предотвратява мащабни огнища на болести или смъртни случаи в скаридите, причинени от натрупването на CO₂.
- Повишен добив: Поддържането на оптимално качество на водата води до по-бързи темпове на растеж и подобрена ефективност на храненето, което в крайна сметка повишава производството и икономическата възвръщаемост.
- Спестяване на разходи: Намалява ненужния обмен на вода (спестявайки вода и енергия) и употребата на лекарства, което позволява по-екологичен и устойчив модел на земеделие.
Други потенциални области на приложение (в контекста на Филипините)
- Безопасност на подпочвените води и питейната вода: Много райони във Филипините разчитат на подпочвени води. Мониторингът на CO₂ в подпочвените води помага за оценка на въздействието на геоложката активност (напр. вулканизъм) върху качеството на водата и определя нейната корозивност, което е важно за защитата на тръбопроводите.
- Екологични изследвания и мониторинг на изменението на климата: Филипинските води са важни поглътители на въглерод. Изследователските институции могат да разполагат високопрецизни сензори за CO₂ в ключови морски райони (напр. региони с коралови рифове), за да изучават абсорбцията на CO₂ в океана и произтичащото от това окисляване на океана, предоставяйки данни за защита на крехки екосистеми като кораловите рифове.
- Пречистване на отпадъчни води: В градските пречиствателни станции за отпадъчни води, мониторингът на емисиите на CO₂ по време на биологичните процеси може да помогне за оптимизиране на ефективността на пречистването и изчисляване на въглеродния отпечатък.
Предизвикателства и бъдещи перспективи
- Предизвикателства:
- Цена: Високопрецизните in situ сензори остават сравнително скъпи, което представлява значителна първоначална инвестиция за дребните земеделски производители.
- Поддръжка: Сензорите изискват редовно калибриране и почистване (за предотвратяване на биообрастване), което изисква определено ниво на технически умения от потребителите.
- Инфраструктура: Стабилното електрозахранване и мрежовото покритие могат да бъдат проблематични в отдалечени островни райони.
- Перспектива:
- С напредването на сензорната технология и намаляването на разходите, приложението ѝ във Филипините ще стане по-широко разпространено.
- Интеграцията с изкуствен интелект (ИИ) ще позволи на системите не само да предупреждават, но и да предвиждат тенденциите в качеството на водата чрез машинно обучение, проправяйки пътя за напълно автоматизирано аериране и хранене – насочвайки се към истинска „интелигентна аквакултура“.
- Правителството и браншовите асоциации могат да популяризират тази технология като ключов инструмент за повишаване на международната конкурентоспособност и устойчивост на филипинския сектор на аквакултурите.
Заключение
Макар че намирането на конкретен документ, озаглавен „Казус за приложение на CO₂ сензор от компания XX във Филипините“, може да е трудно, със сигурност е, че CO₂ сензорите за качество на водата имат значителен и спешен потенциал за приложение във Филипините, особено в основната им аквакултурна индустрия. Това представлява необходима промяна от традиционното земеделие, основано на опита, към прецизно управление, основано на данни, което е от съществено значение за гарантиране на продоволствената сигурност и икономическата стабилност на страната.
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. Автоматична четка за почистване на многопараметричен сензор за вода
4. Пълен комплект сървъри и софтуерен безжичен модул, поддържа RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
За още сензори за вода информация,
Моля, свържете се с Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Уебсайт на компанията:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Време на публикуване: 26 септември 2025 г.