Филиппины, как архипелажное государство, обладают обильными водными ресурсами, но также сталкиваются со значительными проблемами в области управления качеством воды. В этой статье подробно рассматриваются примеры применения 4-в-1 датчика качества воды (мониторинг 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.
Предпосылки и проблемы мониторинга качества воды на Филиппинах
Филиппины, будучи архипелажным государством, насчитывающим более 7000 островов, обладают разнообразными водными ресурсами, включая реки, озера, грунтовые воды и обширную морскую среду. Однако страна сталкивается с уникальными проблемами в управлении качеством воды. Быстрая урбанизация, интенсивная сельскохозяйственная деятельность, промышленное развитие и частые стихийные бедствия (такие как тайфуны и наводнения) представляют серьезную угрозу для качества водных ресурсов. На этом фоне интегрированные устройства мониторинга качества воды, такие как датчик «4 в 1» (измеряющий аммиачный азот, нитратный азот, общий азот и pH), стали незаменимыми инструментами для управления качеством воды на Филиппинах.
Проблемы качества воды на Филиппинах демонстрируют региональную изменчивость. В районах с интенсивным сельским хозяйством, таких как Центральный Лусон и некоторые части Минданао, чрезмерное использование удобрений привело к повышению уровня азотных соединений (особенно аммиачного и нитратного азота) в водоемах. Исследования показывают, что потери аммиака в результате испарения из внесенной поверхностно мочевины на рисовых полях Филиппин могут достигать около 10%, снижая эффективность удобрений и способствуя загрязнению воды. В городских районах, таких как Манила, загрязнение тяжелыми металлами (особенно свинцом) и микробное загрязнение являются серьезными проблемами в муниципальных системах водоснабжения. В регионах, пострадавших от стихийных бедствий, таких как тайфун Хайян в городе Таклобан, поврежденные системы водоснабжения привели к фекальному загрязнению источников питьевой воды, вызвав всплеск диарейных заболеваний.
Традиционные методы мониторинга качества воды на Филиппинах сталкиваются с многочисленными ограничениями. Лабораторный анализ требует сбора проб и их транспортировки в централизованные лаборатории, что занимает много времени и обходится дорого, особенно в отдаленных островных районах. Кроме того, устройства для мониторинга одного параметра не могут обеспечить всестороннее представление о качестве воды, а использование нескольких устройств одновременно увеличивает сложность системы и затраты на техническое обслуживание. Таким образом, интегрированные датчики, способные одновременно отслеживать несколько ключевых параметров, представляют особую ценность для Филиппин.
Аммиачный азот, нитратный азот, общий азот и pH являются важнейшими показателями для оценки состояния воды. Аммиачный азот в основном поступает из сельскохозяйственных стоков, бытовых сточных вод и промышленных сточных вод, причем высокие концентрации оказывают прямое токсическое воздействие на водную флору и фауну. Нитратный азот, конечный продукт окисления азота, представляет опасность для здоровья, например, вызывает синдром «синего младенца» при чрезмерном употреблении. Общий азот отражает общую азотную нагрузку в воде и является ключевым показателем для оценки рисков эвтрофикации. pH, в свою очередь, влияет на трансформацию азотистых соединений и растворимость тяжелых металлов. В условиях тропического климата Филиппин высокие температуры ускоряют процессы разложения органических веществ и трансформации азота, что делает мониторинг этих параметров в режиме реального времени особенно важным.
Технические преимущества датчиков «4 в 1» заключаются в их интегрированной конструкции и возможностях мониторинга в реальном времени. По сравнению с традиционными датчиками с одним параметром, эти устройства предоставляют одновременные данные по нескольким взаимосвязанным параметрам, повышая эффективность мониторинга и выявляя взаимосвязи между параметрами. Например, изменения pH напрямую влияют на баланс между ионами аммония (NH₄⁺) и свободным аммиаком (NH₃) в воде, что, в свою очередь, определяет риск улетучивания аммиака. Совместный мониторинг этих параметров позволяет получить более полную оценку качества воды и рисков загрязнения.
В уникальных климатических условиях Филиппин датчики «4 в 1» должны демонстрировать высокую адаптивность к окружающей среде. Высокие температуры и влажность могут влиять на стабильность и срок службы датчиков, а частые дожди могут вызывать внезапные изменения мутности воды, что влияет на точность оптических датчиков. Поэтому датчики «4 в 1», используемые на Филиппинах, обычно требуют температурной компенсации, защиты от обрастания и устойчивости к ударам и проникновению воды, чтобы выдерживать сложные условия тропического островного климата страны.
Применение в мониторинге поливной воды в сельском хозяйстве
Для Филиппин, как сельскохозяйственной страны, рис является важнейшей основной сельскохозяйственной культурой, и эффективное использование азотных удобрений имеет решающее значение для его выращивания. Применение 4-в-1 датчиков качества воды в филиппинских ирригационных системах обеспечивает надежную техническую поддержку для точного внесения удобрений и контроля неточечных источников загрязнения. Мониторинг аммиачного азота, нитратного азота, общего азота и pH в оросительной воде в режиме реального времени позволяет фермерам и сельскохозяйственным техникам более научно управлять использованием удобрений, сокращать потери азота и предотвращать загрязнение окружающих водоемов сельскохозяйственными стоками.
Управление азотным питанием рисовых полей и повышение эффективности использования удобрений
В условиях тропического климата Филиппин мочевина является наиболее распространенным азотным удобрением на рисовых полях. Исследования показывают, что потери аммиака в результате испарения из поверхностно внесенной мочевины на филиппинских рисовых полях могут достигать около 10%, что тесно связано с pH поливной воды. Когда pH воды на рисовых полях повышается выше 9 из-за активности водорослей, испарение аммиака становится основным путем потери азота, даже в кислых почвах. Датчик «4 в 1» помогает фермерам определять оптимальное время и методы внесения удобрений, отслеживая pH и уровень аммиачного азота в режиме реального времени.
Филиппинские исследователи в области 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 счет научного контроля полевых условий водоснабжения и методов внесения удобрений. Ключевые этапы включают: прекращение полива за несколько дней до внесения удобрений, чтобы почва немного подсохла, внесение мочевины на поверхность, а затем легкий полив для обеспечения проникновения азота в почвенный слой. Данные датчиков показывают, что эта технология позволяет доставить более 60% азота мочевины в почвенный слой, снижая потери в виде газов и стока, а также повышая эффективность использования азота на 15–20%.
Полевые испытания в Центральном Лусоне с использованием 4-в-1 датчиков выявили динамику азота при различных методах внесения удобрений. При традиционном поверхностном внесении датчики зафиксировали резкий скачок концентрации аммиачного азота через 3–5 дней после внесения удобрений, за которым последовало быстрое снижение. В отличие от этого, глубокое внесение привело к более постепенному и продолжительному высвобождению аммиачного азота. Данные по pH также показали меньшие колебания pH водного слоя при глубоком внесении, что снижает риск улетучивания аммиака. Эти результаты, полученные в режиме реального времени, послужили научным руководством для оптимизации методов внесения удобрений.
Оценка уровня загрязнения от орошаемого стока
В регионах с интенсивным сельским хозяйством на Филиппинах существуют серьезные проблемы, связанные с неточечными источниками загрязнения, особенно загрязнением азотом из-за стока с рисовых полей. Четырехкомпонентные датчики, установленные в дренажных канавах и водоемах, непрерывно отслеживают изменения содержания 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 высокую общую нагрузку азота в оросительных стоках в сезон дождей по сравнению с сухим сезоном. Эти результаты легли в основу стратегий сезонного управления питательными веществами.
Универсальные датчики (4-в-1) также сыграли ключевую роль в проектах гражданской науки в сельских общинах Филиппин. В исследовании, проведенном в Барбазе, провинция Антике, исследователи сотрудничали с местными фермерами для оценки качества воды из различных источников с использованием портативных универсальных датчиков. Результаты показали, что, хотя колодезная вода соответствовала стандартам pH и общего содержания растворенных твердых веществ, было обнаружено загрязнение азотом (в основном нитратным азотом), связанное с практикой внесения удобрений поблизости. Эти выводы побудили общину скорректировать сроки и нормы внесения удобрений, снизив риски загрязнения грунтовых вод.
*Таблица: Сравнение применения 4-в-1 сенсоров в различных сельскохозяйственных системах Филиппин
| Сценарий применения | Контролируемые параметры | Основные выводы | Улучшения в управлении |
|---|---|---|---|
| Системы орошения риса | Аммиачный азот, pH | Нанесение мочевины на поверхность привело к повышению pH и потере 10% аммиака в результате испарения. | Продвижение глубоководной гидроразрывной скважины |
| огородничество дренаж | Нитратный азот, общий азот | Потери азота в сезон дождей на 40–60% выше. | Скорректированы сроки внесения удобрений, добавлены покровные культуры. |
| Сельские общинные колодцы | Нитратный азот, pH | В колодезной воде обнаружено загрязнение азотом, щелочной pH. | Оптимизированное использование удобрений, улучшенная защита скважины. |
| аквакультурно-сельскохозяйственные системы | Аммиачный азот, общий азот | Полив сточными водами привел к накоплению азота. | Были построены очистные пруды, регулируется объем орошения. |
Мы также можем предложить различные решения для
1. Портативный измеритель для многопараметрического анализа качества воды.
2. Система плавучих буев для многопараметрического мониторинга качества воды.
3. Автоматическая щетка для очистки многопараметрического датчика воды.
4. Полный комплект серверов и программного обеспечения беспроводного модуля, поддерживающий RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для получения более подробной информации о датчиках воды,
Пожалуйста, свяжитесь с компанией Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Веб-сайт компании: www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Дата публикации: 27 июня 2025 г.