Филиппины, будучи островным государством, обладают богатыми водными ресурсами, но также сталкиваются со значительными проблемами управления качеством воды. В данной статье подробно описываются примеры применения датчика качества воды «4 в 1» (мониторинга аммиачного азота, нитратного азота, общего азота и pH) в различных секторах Филиппин, включая сельскохозяйственное орошение, муниципальное водоснабжение, реагирование на чрезвычайные ситуации и охрану окружающей среды. Анализируя эти реальные сценарии, мы можем понять, как эта интегрированная сенсорная технология помогает Филиппинам решать проблемы управления качеством воды, повышать эффективность мониторинга и предоставлять данные в режиме реального времени для принятия решений.
Предыстория и проблемы мониторинга качества воды на Филиппинах
Филиппины, являясь архипелагом, состоящим из более чем 7000 островов, обладают разнообразными водными ресурсами, включая реки, озера, грунтовые воды и обширные морские акватории. Однако страна сталкивается с особыми проблемами в области управления качеством воды. Быстрая урбанизация, интенсивное сельское хозяйство, промышленное развитие и частые стихийные бедствия (такие как тайфуны и наводнения) представляют серьёзную угрозу качеству водных ресурсов. В связи с этим комплексные устройства для мониторинга качества воды, такие как датчик «4 в 1» (для измерения аммиачного азота, нитратного азота, общего азота и pH), стали важнейшими инструментами управления качеством воды на Филиппинах.
Проблемы качества воды на Филиппинах различаются по регионам. В районах с интенсивным сельским хозяйством, таких как Центральный Лусон и некоторые районы Минданао, чрезмерное использование удобрений привело к повышению уровня азотных соединений (особенно аммиачного и нитратного азота) в водоёмах. Исследования показывают, что потери от испарения аммиака при поверхностном внесении мочевины на филиппинских рисовых полях могут достигать около 10%, снижая эффективность удобрений и способствуя загрязнению воды. В городских районах, таких как Манильский метрополитен, загрязнение тяжёлыми металлами (особенно свинцом) и микробное загрязнение представляют собой серьёзную проблему для муниципальных систем водоснабжения. В регионах, пострадавших от стихийных бедствий, таких как тайфун Хайян в городе Таклобан, повреждения систем водоснабжения привели к фекальному загрязнению источников питьевой воды, что привело к резкому росту заболеваемости диарейными заболеваниями.
Традиционные методы мониторинга качества воды на Филиппинах сталкиваются с многочисленными ограничениями. Лабораторный анализ требует сбора проб и их транспортировки в централизованные лаборатории, что отнимает много времени и средств, особенно в отдаленных островных районах. Кроме того, устройства для мониторинга одного параметра не могут обеспечить комплексное представление о качестве воды, а одновременное использование нескольких устройств увеличивает сложность системы и затраты на обслуживание. Поэтому интегрированные датчики, способные одновременно контролировать несколько ключевых параметров, представляют особую ценность для Филиппин.
Содержание аммиачного азота, нитратного азота, общего азота и pH являются важнейшими показателями для оценки состояния воды. Аммиачный азот в основном поступает из сельскохозяйственных стоков, бытовых и промышленных сточных вод, при этом высокие концентрации оказывают непосредственное токсическое воздействие на водные организмы. Нитратный азот, конечный продукт окисления азота, при избыточном поступлении в организм представляет риск для здоровья, например, может вызвать синдром синюшного ребенка. Общий азот отражает общую концентрацию азота в воде и является ключевым показателем для оценки риска эвтрофикации. pH, в свою очередь, влияет на трансформацию форм азота и растворимость тяжелых металлов. В условиях тропического климата Филиппин высокие температуры ускоряют процессы разложения органических веществ и преобразования азота, что делает мониторинг этих параметров в режиме реального времени особенно важным.
Технические преимущества датчиков «4 в 1» заключаются в их интегрированной конструкции и возможности мониторинга в режиме реального времени. По сравнению с традиционными однопараметрическими датчиками, эти устройства предоставляют данные одновременно по нескольким взаимосвязанным параметрам, повышая эффективность мониторинга и выявляя взаимосвязи между ними. Например, изменения pH напрямую влияют на баланс ионов аммония (NH₄⁺) и свободного аммиака (NH₃) в воде, что, в свою очередь, определяет риск улетучивания аммиака. Совместный мониторинг этих параметров позволяет добиться более комплексной оценки качества воды и рисков загрязнения.
В уникальных климатических условиях Филиппин датчики «4 в 1» должны обладать высокой степенью адаптации к окружающей среде. Высокие температуры и влажность могут повлиять на стабильность и срок службы датчиков, а частые осадки могут привести к резким изменениям мутности воды, что скажется на точности оптических датчиков. Поэтому датчики «4 в 1», используемые на Филиппинах, как правило, требуют температурной компенсации, защиты от биологического обрастания, а также ударопрочности и водостойкости, чтобы выдерживать сложные условия тропического острова.
Применение в мониторинге сельскохозяйственной ирригационной воды
Для Филиппин, как для аграрной страны, рис является важнейшей культурой, и эффективное использование азотных удобрений критически важно для его производства. Применение датчиков качества воды «4 в 1» в филиппинских ирригационных системах обеспечивает надежную техническую поддержку для точного внесения удобрений и контроля диффузного загрязнения. Мониторинг аммиачного азота, нитратного азота, общего азота и pH в поливной воде в режиме реального времени позволяет фермерам и агротехникам более научно обоснованно управлять использованием удобрений, сокращать потери азота и предотвращать загрязнение окружающих водоемов сельскохозяйственными стоками.
Управление азотом на рисовых полях и повышение эффективности удобрений
В тропическом климате Филиппин мочевина является наиболее распространённым азотным удобрением на рисовых полях. Исследования показывают, что потери аммиака от улетучивания при поверхностном внесении мочевины на филиппинских рисовых полях могут достигать около 10%, что тесно связано с pH поливной воды. Когда pH воды на рисовом поле поднимается выше 9 из-за активности водорослей, улетучивание аммиака становится основным путём потери азота, даже на кислых почвах. Датчик «4 в 1» помогает фермерам определять оптимальные сроки и методы внесения удобрений, контролируя pH и уровень аммиачного азота в режиме реального времени.
Филиппинские исследователи сельского хозяйства использовали датчики «4 в 1» для разработки «технологии глубокого внесения азотных удобрений с помощью воды». Эта технология значительно повышает эффективность использования азота за счёт научного контроля состояния полевых вод и методов удобрения. Ключевые этапы включают: прекращение полива за несколько дней до внесения удобрения, чтобы почва слегка подсохла, внесение мочевины на поверхность и последующий незначительный полив для лучшего проникновения азота в почвенный слой. Данные датчиков показывают, что эта технология позволяет доставить более 60% азота мочевины в почвенный слой, снижая газообразные потери и потери со стоком, а также повышая эффективность использования азота на 15–20%.
Полевые испытания в Центральном Лусоне с использованием датчиков «4 в 1» выявили динамику содержания азота при различных способах внесения удобрений. При традиционном поверхностном внесении датчики регистрировали резкий скачок концентрации аммиачного азота через 3–5 дней после внесения, за которым следовало быстрое снижение. Напротив, при глубоком внесении высвобождение аммиачного азота происходило более постепенно и продолжительно. Данные о pH также показали меньшие колебания pH водного слоя при глубоком внесении, что снижает риск улетучивания аммиака. Эти данные, полученные в режиме реального времени, стали научным руководством для оптимизации методов внесения удобрений.
Оценка нагрузки загрязнения ирригационного дренажа
Регионы интенсивного земледелия на Филиппинах сталкиваются со значительными проблемами загрязнения из рассредоточенных источников, в частности, азотного загрязнения, образующегося при дренаже рисовых полей. Датчики «4 в 1», установленные в дренажных канавах и водоприёмниках, непрерывно отслеживают изменения азота для оценки воздействия различных методов ведения сельского хозяйства на окружающую среду. В рамках проекта мониторинга в провинции Булакан сети датчиков зафиксировали на 40–60% более высокое общее содержание азота в дренажных системах орошения в сезон дождей по сравнению с сухим сезоном. Эти данные легли в основу сезонных стратегий управления питательными веществами.
Датчики «4 в 1» также сыграли ключевую роль в гражданских научных проектах в сельских общинах Филиппин. В исследовании, проведенном в Барбазе, провинция Антике, исследователи совместно с местными фермерами оценивали качество воды из различных источников с помощью портативных датчиков «4 в 1». Результаты показали, что, хотя вода в колодцах соответствовала стандартам pH и общего содержания растворенных твердых веществ, было обнаружено загрязнение азотом (в основном нитратным азотом), связанное с применением удобрений поблизости. Эти результаты побудили общину скорректировать сроки и нормы внесения удобрений, что снизило риск загрязнения грунтовых вод.
*Таблица: Сравнение применения датчиков «4 в 1» в различных сельскохозяйственных системах Филиппин
| Сценарий применения | Контролируемые параметры | Основные выводы | Улучшения в управлении |
|---|---|---|---|
| Системы орошения риса | Аммиачный азот, pH | Мочевина, нанесенная на поверхность, привела к повышению pH и потере 10% аммиака из-за испарения. | Продвижение глубокого размещения с использованием воды |
| дренаж овощеводства | Азот нитратный, общий азот | Потери азота в сезон дождей увеличиваются на 40–60% | Скорректированы сроки внесения удобрений, добавлены покровные культуры |
| Колодцы в сельской местности | Нитратный азот, pH | В колодезной воде обнаружено загрязнение азотом, щелочной pH | Оптимизированное использование удобрений, улучшенная защита скважин |
| Системы аквакультуры и сельского хозяйства | Азот аммиачный, общий азот | Орошение сточными водами привело к накоплению азота | Построены пруды-очистители, контролируется объем орошения |
Мы также можем предложить различные решения для
1. Портативный многопараметрический измеритель качества воды
2. Система плавучих буев для многопараметрического контроля качества воды
3. Автоматическая щетка для очистки многопараметрического датчика воды
4. Полный комплект серверов и программного беспроводного модуля, поддерживает RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для получения дополнительной информации о датчиках воды,
пожалуйста, свяжитесь с Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Сайт компании: www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Время публикации: 27 июня 2025 г.