צורכי ניטור איכות המים והחקלאות הימית בפיליפינים

הפיליפינים היא מדינה ארכיפלגית עם קו חוף ארוך ומשאבי מים רבים. חקלאות ימית (במיוחד של שרימפס ואמנון) היא עמוד תווך כלכלי חיוני עבור המדינה. עם זאת, חקלאות בצפיפות גבוהה מובילה לעלייה בריכוזי פחמן דו-חמצני (CO₂) במים, שמקורם בעיקר בנשימה של אורגניזמים מעובדים ובפירוק של חומר אורגני.

רמות CO₂ גבוהות מדי מהוות איום ישיר:

1. החמצת מים: CO₂ מתמוסס במים ויוצר חומצה פחמתית, מה שמוריד את רמת החומציות (pH) ומשפיע על התפקודים הפיזיולוגיים של החיים במים. זה מזיק במיוחד לתהליך ההסתיידות של רכיכות וסרטנאים (כמו שרימפס), מה שמוביל לצמיחה לקויה של קונכיות.
2. רעילות: ריכוזים גבוהים של CO₂ הם נרקוטיים ורעילים לדגים, פוגעים במערכת הנשימה שלהם ומגבירים את הרגישות למחלות.
3. תגובת ללחץ: אפילו מתחת לרמות רעילות חריפה, חשיפה ארוכת טווח לרמות CO₂ גבוהות גורמת ללחץ אצל מינים מחוות, וכתוצאה מכך צמיחה מעוכבת ויעילות מופחתת של המרת מזון.

בעוד שניטור pH מסורתי יכול לשקף בעקיפין שינויים בחומציות, הוא אינו יכול להבחין במקור החומציות (בין אם מדובר ב-CO₂ או בחומצות אורגניות אחרות). לכן, ניטור ישיר בזמן אמת של הלחץ החלקי של פחמן דו-חמצני (pCO₂) במים הופך להיות קריטי.

מקרה היפותטי: חוות שרימפס בפנגסינן, לוזון

שם הפרויקט: פרויקט ניהול איכות מים חכם מבוסס IoT

מיקום: חוות שרימפס בינונית במחוז פנגסינן באי לוזון.

פתרון טכני:
החווה הטמיעה מערכת ניטור של האינטרנט של הדברים (IoT) משולבת עם חיישני גז CO₂ לאימות מים. הרכיבים המרכזיים כללו:

• חיישן CO₂ צולל באתר: משתמש בטכנולוגיית אינפרא אדום לא פיזור (NDIR). חיישן זה מציע דיוק גבוה ויציבות ארוכת טווח, ומאפשר מדידה ישירה של הלחץ החלקי של גז CO₂ מומס.
• סונדת איכות מים רב-פרמטרית: מדידה בו זמנית של פרמטרים מרכזיים כמו pH, חמצן מומס (DO), טמפרטורה ומליחות.
• מודול אוגר נתונים ומודול שידור: נתוני חיישנים מועברים בזמן אמת לפלטפורמת ענן דרך רשת אלחוטית (למשל, 4G/5G או LoRaWAN).
• מערכת בקרה והתרעה מרכזית: חקלאים יכולים לצפות בנתונים בזמן אמת ובמגמות היסטוריות במחשב או באפליקציה לנייד. המערכת מתוכנתת עם ספי בטיחות לריכוז CO₂; אזעקה אוטומטית (SMS או הודעת אפליקציה) מופעלת אם הרמות חורגות מהמגבלה.

תהליך הגשת הבקשה וערך:

1. ניטור בזמן אמת: חקלאים יכולים לנטר את רמות ה-CO₂ בכל בריכה 24/7, ולהפסיק להסתמך על דגימות מים ידניות לסירוגין וניתוחי מעבדה.
2. קבלת החלטות מדויקת:
   • כאשר המערכת מתריעה על רמות CO₂ עולות, חקלאים יכולים להפעיל מרחוק או אוטומטית מאווררים. הגברת רמת החמצן המומס לא רק עונה על הביקוש הביולוגי אלא גם מקדמת את פירוק החומר האורגני על ידי חיידקים אירוביים, ובכך מפחיתה את ייצור ה-CO₂ במקור.
   • קישור נתונים עם רמת החומציות (pH) והטמפרטורה מאפשר הערכה מדויקת יותר של הבריאות הכללית של המים וההשפעות הרעילות של CO₂.
3. יתרונות משופרים:
   • הפחתת סיכונים: מונע ביעילות התפרצויות מחלות בקנה מידה גדול או אירועי תמותה באוכלוסיות שרימפס הנגרמים כתוצאה מהצטברות CO₂.
   • תפוקה מוגברת: שמירה על איכות מים אופטימלית מובילה לקצבי צמיחה מהירים יותר וליעילות משופרת של הזנה, ובסופו של דבר מגבירה את הייצור והתשואות הכלכליות.
   • חיסכון בעלויות: מפחית החלפת מים מיותרת (חיסכון במים ואנרגיה) ושימוש בתרופות, ומאפשר מודל חקלאי ידידותי יותר לסביבה ובר קיימא יותר.

תחומי יישום פוטנציאליים אחרים (בהקשר הפיליפיני)

1. בטיחות מי תהום ומי שתייה: אזורים רבים בפיליפינים מסתמכים על מי תהום. ניטור CO₂ במי תהום מסייע בהערכת השפעת הפעילות הגיאולוגית (למשל, געשיות) על איכות המים וקובע את רמת הקורוזיה שלהם, שהיא משמעותית להגנה על צינורות.
2. מחקר סביבתי וניטור שינויי אקלים: מימי הפיליפינים הם כיורי פחמן חשובים. מוסדות מחקר עשויים לפרוס חיישני CO₂ מדויקים באזורים ימיים מרכזיים (למשל, אזורי שוניות אלמוגים) כדי לחקור את ספיגת ה-CO₂ באוקיינוס ​​ואת החמצת האוקיינוס ​​כתוצאה מכך, ולספק נתונים להגנה על מערכות אקולוגיות שבריריות כמו שוניות אלמוגים.
3. טיפול בשפכים: במתקני טיהור שפכים עירוניים, ניטור פליטות CO₂ במהלך תהליכים ביולוגיים יכול לסייע בייעול יעילות הטיפול ובחישוב טביעות הרגל הפחמנית.

אתגרים ותחזית עתידית

• אתגרים:
  • עלות: חיישנים באתר מדויקים נותרים יקרים יחסית, ומהווים השקעה ראשונית משמעותית עבור חקלאים בקנה מידה קטן.
  • תחזוקה: חיישנים דורשים כיול וניקוי קבועים (כדי למנוע התגלמות ביולוגית), דבר הדורש רמה מסוימת של מיומנות טכנית מהמשתמשים.
  • תשתית: אספקת חשמל יציבה וכיסוי רשת יציבים עלולים להיות בעייתיים באזורי איים מרוחקים.
• הַשׁקָפָה:
  • ככל שטכנולוגיית החיישנים תתקדם והעלויות ירדו, יישומה בפיליפינים יהפוך לנפוץ יותר.
  • שילוב עם בינה מלאכותית (AI) יאפשר למערכות לא רק להתריע, אלא גם לחזות מגמות באיכות המים באמצעות למידת מכונה, ובכך לסלול את הדרך לאוורור והאכלה אוטומטיים לחלוטין - לקראת "חקלאות חקלאות חכמה" אמיתית.
  • הממשלה ואיגודי התעשייה עשויים לקדם טכנולוגיה זו ככלי מפתח לשיפור התחרותיות הבינלאומית והקיימות של מגזר החקלאות המגדלית בפיליפינים.

מַסְקָנָה

בעוד שמציאת מסמך ספציפי שכותרתו "מקרה מבחן של יישום חיישן CO₂ על ידי חברת XX בפיליפינים" עשויה להיות מאתגרת, אין ספק שלחיישני CO₂ באיכות מים יש פוטנציאל יישום משמעותי ודחוף בפיליפינים, במיוחד בתעשיית החקלאות המגדלת הבסיסית שלה. זהו מעבר הכרחי מחקלאות מסורתית מבוססת ניסיון לניהול מדויק מונחה נתונים, החיוני להבטחת הביטחון התזונתי והיציבות הכלכלית של המדינה.

אנו יכולים גם לספק מגוון פתרונות עבור

1. מד ידני לאיכות מים רב-פרמטרית

2. מערכת מצוף צף לאיכות מים רב-פרמטרית

3. מברשת ניקוי אוטומטית לחיישן מים רב-פרמטרים

4. סט שלם של שרתים ותוכנה מודול אלחוטי, תומך RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

לחיישני מים נוספים מֵידָע,

אנא צרו קשר עם Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

אתר החברה:www.hondetechco.com

טלפון: 86-15210548582+