გაზის სენსორის გამოყენება წყლის ხარისხის მონიტორინგსა და მოვლა-პატრონობაში

რეზიუმე ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში ინდუსტრიული და მოსახლეობის გაფართოება წყლის ხარისხის გაუარესების კრიტიკული ხელშემწყობი ფაქტორი იყო. წყლის გამწმენდი ნაგებობებიდან გამოყოფილი ზოგიერთი აირი ტოქსიკური და აალებადია, რომელთა იდენტიფიცირებაც აუცილებელია, როგორიცაა წყალბადის სულფიდი, ნახშირორჟანგი, მეთანი და ნახშირჟანგი. წყლის ხარისხის მონიტორინგის სისტემები უნდა შემუშავდეს სამართლებრივი, გარემოსდაცვითი და სოციალური მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად. წყლის ხარისხის მონიტორინგი რთულია დამაბინძურებლების ცვალებადობის, ბუნებისა და დაბალი კონცენტრაციის გამო, რომელთა აღმოჩენაც აუცილებელია. ამ გამწმენდი პროცესებიდან გამომავალი აირი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს წყლის გამწმენდ პროცესში, მონიტორინგსა და კონტროლში. გაზის სენსორების გამოყენება შესაძლებელია როგორც უსაფრთხოების მოწყობილობა წყლის გამწმენდი პროცესის დროს. გაზის სენსორები იღებენ შემავალ სიგნალებს ქიმიური, ფიზიკური და ბიოლოგიური სტიმულების სახით და გარდაქმნიან მათ ელექტრულ სიგნალებად. გაზის სენსორების დამონტაჟება შესაძლებელია ჩამდინარე წყლების გამწმენდი სხვადასხვა პროცესში. ამ მიმოხილვაში ჩვენ წარმოგიდგენთ უახლეს პროგრესს, მნიშვნელოვან განვითარებას და ტექნოლოგიურ მიღწევებს, რამაც გამოიწვია წყლის ხარისხის შესაფასებლად გაზის სენსორების შემუშავება. განხილულია გაზის სენსორების როლი წყლის ხარისხის შენარჩუნებასა და მონიტორინგში და შეჯამებულია სხვადასხვა ანალიტები, მათი აღმოჩენის ტექნოლოგიები და სენსორული მასალები, მათი უპირატესობებისა და ნაკლოვანებების გათვალისწინებით. და ბოლოს, მოცემულია წყლის ხარისხის მონიტორინგსა და შენარჩუნებაში გაზის სენსორების სამომავლო მიმართულებების შეჯამება და პერსპექტივა.

საკვანძო სიტყვები: გაზის სენსორი/წყლის ხარისხი/წყლის გამწმენდი/ჩამდინარე წყლები/ჟანგბადზე ქიმიური მოთხოვნილება/ჟანგბადზე ბიოლოგიური მოთხოვნილება

შესავალი
კაცობრიობის წინაშე მდგარი ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი გარემოსდაცვითი პრობლემაა წყლის მარაგების მზარდი გლობალური დაბინძურება ათასობით ბუნებრივი და სამრეწველო ნაერთით. ეს საკითხი ბოლო ათწლეულების განმავლობაში გლობალიზაციის, ინდუსტრიალიზაციისა და მოსახლეობის უეცარი ზრდის გამო კიდევ უფრო თვალსაჩინო გახდა. დაახლოებით 3.4 მილიარდ ადამიანს არ აქვს წვდომა სუფთა სასმელ წყალზე, რაც განვითარებად ქვეყნებში სიკვდილიანობის 35%-ზე მეტ შემთხვევასთან კორელაციაშია [1]. ტერმინი „ჩამდინარე წყლები“ გამოიყენება წყლის აღსანიშნავად, რომელიც შეიცავს ადამიანის ნარჩენებს, საყოფაცხოვრებო, ცხოველურ ნარჩენებს, ცხიმებს, საპონს და ქიმიკატებს. ტერმინი „სენსორი“ მომდინარეობს ლათინური სიტყვიდან „sentio“, რომელიც აღქმას ან დაკვირვებას ნიშნავს. სენსორი არის მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება საინტერესო ანალიტის აღმოსაჩენად და რეაგირებს გარემოში არსებული დამაბინძურებლის ან ანალიტის არსებობაზე. წლების განმავლობაში, ადამიანებმა შეიმუშავეს წყლის ხარისხის აღმოჩენის მოწინავე მეთოდები ბაქტერიების, ორგანული და არაორგანული ქიმიკატების და სხვა პარამეტრების (მაგ., pH, სიმტკიცე (გახსნილი Ca და Mg) და სიმღვრივე (ღრუბლიანობა) იდენტიფიცირებისთვის. სენსორები გამოიყენება წყლის ხარისხის შესანარჩუნებლად და მონიტორინგისთვის, ასევე წყლის მომხმარებლების დასაცავად. ეს სენსორები შეიძლება განთავსდეს შესაბამის ადგილებში, წყლის გამწმენდი ნაგებობის ცენტრში, შიგნით ან თუნდაც გამოყენების წერტილში. წყლის ხარისხის მონიტორინგი შესაძლებელია ონლაინ ან ოფლაინ რეჟიმში სენსორების დახმარებით. დღესდღეობით, წყლის ონლაინ მონიტორინგი სასურველია ამ ტიპის სისტემების სწრაფი რეაგირების გამო. არ არსებობს შესაბამისი სენსორები, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია მოვლა-პატრონობისა და წყლის ხარისხის მონიტორინგისთვის რეალურ დროში სათანადო მონიტორინგისთვის. წყლის გამწმენდის ერთ-ერთი ყველაზე ხშირად გამოყენებული ტექნიკაა პარტიული რეაქტორების სეკვენირება. ეს არის გააქტიურებული ნალექის სისტემა, რომელიც გამოიყენება ნალექის ფოსფატის დაგროვების ორგანიზმებით გასამდიდრებლად. რეაქტორების უმეტესობა მუშაობს ოფლაინ ეტაპებზე დაყრდნობით, რაც ნიშნავს, რომ მონაცემთა აღება დაბალი სიხშირით ხდება და შედეგები დაგვიანებულია. ეს ხელს უშლის სისტემების სათანადო მართვას და ართულებს...