Innowacyjny system monitorowania jakości wód w Polsce opracowują naukowcy z Politechniki Warszawskiej i Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej – PIB. Będzie się składał z autonomicznej stacji pomiarowej, inteligentnego systemu zarządzania i interaktywnej mapy ryzyka zanieczyszczenia rzek.
Celem badaczy jest rozwiązanie problemu związanego z niską intensywnością monitoringu wód rzecznych w trybie ciągłym w Polsce, Europie i na świecie. Obecnie brakuje na rynku rozwiązań technologicznych dostosowanych do warunków rzecznych. Uczestnicy projektu stworzą autonomiczny system Internetu Rzeczy (IoT) do monitorowania jakości wody i wsparcia operacyjnego identyfikacji zagrożeń (WaterSense – ASIR) dostosowanego do warunków środowiska rzecznego, działającego w sposób ciągły.
System WaterSense – ASIR integruje trzy komponenty: autonomiczną stację pomiarową, inteligentny system zarządzania stacjami pomiarowymi i interaktywną krajową mapę ryzyka zanieczyszczenia rzek.
Stacja będzie reprezentować nową generację inteligentnych narzędzi do kontrolowania jakości wody w sposób ciągły. Monitoruje ona 10 kluczowych parametrów fizykochemicznych wody, takich jak: pH, chlorki, azotany(V), jony amonowe, ortofosforany(V), przewodnictwo, zawartość tlenu, temperaturę wody, prędkość przepływu oraz głębokość. Siedem z nich będzie mierzonych przy użyciu technologii WaterSense, z modułem systemu rolkowego wyposażonym w kilkaset jednorazowych i niedrogich miniaturowych czujników, które nie wymagają kalibracji ani czyszczenia. Po utracie parametrów analitycznych czujnik jest automatycznie zastępowany nowym. Ciągłość pracy przez 365 dni w roku zapewnia mikrogenerator hydroelektryczny zasilany płynącą wodą i ogrzewanie układów elektronicznych w celu zapewnienia stabilnej pracy w warunkach zimowych.
Inteligentny system zarządzania stacjami pomiarowymi zostanie zaprojektowany jako zaawansowana wszechstronna platforma działająca w infrastrukturze chmurowej do monitorowania, zarządzania i analizy danych zebranych z autonomicznych stacjach pomiarowych. Jego architektura będzie oparta na szeregu innowacyjnych modułów, w tym m.in. moduł prognozowania wartości parametrów fizykochemicznych wody, moduł identyfikujący anomalie w danych pomiarowych czy moduł REST API, który pozwoli na swobodne i intuicyjne połączenie oraz synchronizację danych generowanych i zbieranych przez system ICSZ-SP z zewnętrznymi bazami danych. Moduły AI przewidują wartości parametrów wody z 72-godzinnym wyprzedzeniem.
Z kolei interaktywna mapa będzie nowoczesnym i innowacyjnym narzędziem mającym na celu dostarczenie aktualnych informacji na temat ryzyka zanieczyszczeniem rzek w kraju. Mapa zostanie opracowana na bazie ogólnodostępnych danych, które zostaną zintegrowane, przetworzone i zanalizowane pod kątem sektorowych źródeł zanieczyszczeń powodujących podwyższony poziom ryzyka zanieczyszczeniem dla danego odcinka rzeki. Narzędzie dostarczy informacji niezbędnych dla dokładnego zrozumienia sytuacji ekologicznej rzek w różnych regionach kraju. Jednym z kluczowych elementów mapy będzie zdolność do prezentowania informacji w sposób zintegrowany.
Operatorzy opracowywanego systemu będą mogli nie tylko sprawdzić poziom ryzyka zanieczyszczenia w konkretnym obszarze, ale także zrozumieć przyczyny tego zjawiska. Dla potencjalnych klientów, takich jak lokalne władze, przedsiębiorstwa czy organizacje ekologiczne, mapa stanie się cennym źródłem wiedzy oraz umożliwi identyfikację obszarów szczególnie narażonych na zanieczyszczenia oraz głównych typów zanieczyszczeń występujących w danym regionie. Narzędzie to wesprze ich przy planowaniu lokalizacji stacji pomiarowych lub sieci pomiarowych, których celem będzie skuteczne i reprezentatywne dla obszaru badanego monitorowanie jakości wód w trybie ciągłym.
Model komercjalizacji oparty na niskim koszcie stacji pomiarowej i ofercie abonamentowej dostosowanej do potrzeb różnych odbiorców sprawi, że opracowany system będzie dostępny dla każdego zainteresowanego. Odbiorcami mogą być m.in. instytucje odpowiedzialne za gospodarkę wodną i ochronę środowiska, przedsiębiorstwa wodno-kanalizacyjne, jednostki samorządu terytorialnego, ale również przedsiębiorstwa niezależnie od ich wielkości, które będą zainteresowane monitorowaniem jakości wód w trybie ciągłym – wylicza Filip Budny, kierownik ds. inżynierii technicznej projektu.
W dłuższej perspektywie WaterSense – ASIR pozwoli również uniknąć rozprzestrzeniania się zagrożenia i spływu zanieczyszczonych wód rzecznych do Bałtyku, który jest jednym z najbardziej zanieczyszczonych mórz na świecie.
Projekt jest realizowany przez konsorcjum składające się z Politechniki Warszawskiej (lider), Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowego Instytutu Badawczego oraz firm MAGLY i NEBUCODE. Stołeczną uczelnię techniczną reprezentują naukowcy z wydziałów: Mechaniczno-Technologicznego i Chemicznego oraz z CEZAMAT-u.
źródło: PW