עיקרון עבודה של ניטור איכות מים

העיקרון העובד של ניטור איכות המים מבוסס בעיקר על טכנולוגיות חישה פיזיות, כימיות וביולוגיות, ומעריך את איכות המים על ידי איתור פרמטרים ספציפיים בדגימות מים. להלן מספר עקרונות עבודה נפוצים:

‌ שיטה אלקטרוכימית: מתאימה לגילוי פרמטרים כמו pH, חמצן מומס, מוליכות ומתכות כבדות. חיישנים אלקטרוכימיים פונים לדגימות מים באמצעות אלקטרודות ומודדים שינויים באותות חשמליים כדי להסיק פרמטרים לאיכות המים. לדוגמה, גילוי pH משתמש באלקטרודה זכוכית כדי למדוד את ההבדל הפוטנציאלי הנוצר על ידי ריכוז יון מימן; איתור חמצן מומס משתמש באלקטרודה קלארק, חמצן עובר בסרט ומגיב עם האלקטרודה כדי לייצר זרם, ועוצמת הזרם פרופורציונלית לריכוז החמצן המומס; גילוי מוליכות מודד את ההתנגדות בין שתי האלקטרודות כדי להסיק את מוליכות המים, ומשקפת את הכמות הכוללת של היונים במים; גילוי מתכות כבדות משתמש בוולטמטריה, מעשיר יוני מתכת באמצעות אלקטרוליזה ומדידת זרם החמצון שלהם.

שיטה אופטית: מתאימה לגילוי פרמטרים כמו עכירות, כרומטיות, דרישת חמצן כימית (COD) וחנקן אמוניה. האינטראקציה בין דגימות אור ומים (ספיגה, פיזור, פלואורסצנציה) משמשת לקביעת ריכוז המזהמים. לדוגמה, איתור עכירות משתמש בשיטת האור המפוזרת של 90 מעלות כדי למדוד את עוצמת הפיזור של האור על ידי חלקיקים תלויים במים; זיהוי COD משתמש בספקטרופוטומטריה הנראית לעין UV, והספיגה באורך גל ספציפי נמדדת לאחר שמדגם המים מגיב עם חמצון; שיטת הקרינה משמשת לגילוי חומר אורגני מסוים (כמו מזהמי נפט), ועוצמתו קשורה לריכוז.

‌ שיטת Biosensor‌: ישים על פרמטרים כמו רעילות וגילוי מיקרוביאלי. השתמש בתגובה הספציפית של מולקולות ביולוגיות (אנזימים, נוגדנים, DNA) או אורגניזמים חיים (כמו חיידקים זוהרים) למזהמים. לדוגמה, גילוי BOD צורך חמצן באמצעות פירוק חומר אורגני על ידי מיקרואורגניזמים ומדדים שינויים בתכולת החמצן; גילוי רעילות משתמש בחיידקים זוהרים (כמו ויבריו פישרי), ומזהמים מעכבים את עוצמת הזוהר שלהם; איתור Escherichia coli משתמש בשיטת מצע אנזים או בטכנולוגיית PCR.

‌ כרומטוגרפיה\/ספקטרומטריה המונית ‌: חלים על איתור פרמטרים כמו מזהמים אורגניים ושאריות הדברה. ציוד מעבדה מתקדמת לניתוח מדויק של מזהמים מורכבים. לדוגמה, כרומטוגרפיה של גז משמשת להפרדת תרכובות אורגניות נדיפות, כרומטוגרפיה נוזלית משמשת לגילוי מזהמים שאינם נדיפים, וספקטרומטריה המונית מזהה סוגים מזהמים דרך יחס המסה של השברים המולקולריים.

Technology Technology Technology Technology: מסכי איכות מים מודרניים משלבים לרוב חיישנים מרובים ומעבירים נתונים בזמן אמת דרך האינטרנט של הדברים (IoT). לדוגמה, תחנות ניטור באיכות מים רב-פרמטרית מודדות בו זמנית פרמטרים כמו pH, do, עכירות, טמפרטורה ופוטנציאל redox, ומשתמש בניתוח נתונים גדולים כדי לחזות איכות המים ‌.