Вимоги до технічних засобів автоматизованої системи вимірювання гідрохімічних параметрів поверхневих вод із застосуванням IoT-технологій

Abstract

Обґрунтовано вимоги до технічних засобів автоматизованої системи вимірювання гідрохімічних параметрів поверхневих вод з використанням сучасних сенсорних технологій та IoT-рішень для забезпечення безперервного збору, передачі та централізованого зберігання даних моніторингу. Проведено системний аналіз даних моніторингу водних об’єктів Житомирської територіальної громади, що дозволив визначити пріоритетні показники для автоматизованого контролю. До них належать: загальні фізико-хімічні параметри (pH, каламутність, електропровідність), біогенні елементи (азот амонійний, нітрати, фосфати), специфічні забруднювачі (залізо, марганець) та органічні показники забруднення (БСК, ХСК). Детально проаналізовано принципи роботи основних типів датчиків: електрохімічних, оптичних, кондуктометричних та іон-селективних. Обґрунтовано ключові вимоги до технічних засобів та до їх характеристик, враховуючи діапазони вимірювань, точність, часову стабільність, стійкість до температурних коливань та необхідність регулярного калібрування. Окрему увагу приділено параметрам передачі даних, використанню енергоефективних рішень та антиобростаючому захисту сенсорів. Розроблено рекомендації щодо оптимального розміщення та комплектації 10 автоматизованих станцій моніторингу, які враховують гідрологічні особливості контрольних точок та рівень техногенного навантаження. Запропоновано диференційований підхід до комплектації станцій датчиками залежно від специфіки кожного місця встановлення. Визначено регламент технічного обслуговування, що включає регулярне калібрування, заміну електродів і мембран, а також періодичне очищення сенсорів для забезпечення точності вимірювань. Важливим аспектом впровадження є інтеграція системи з хмарними сервісами для централізованого зберігання та обробки отриманих даних. Це забезпечує оперативний доступ до результатів моніторингу та можливість аналітичного прогнозування. Запропонована система автоматизованого моніторингу дозволить значно підвищити ефективність контролю за якістю поверхневих вод, мінімізувати час реагування на аварійні ситуації та забезпечити дотримання європейських стандартів якості води. Отримані результати є основою для подальшого вдосконалення системи шляхом інтеграції алгоритмів машинного навчання для обробки даних та розробки моделей прогнозування динаміки забруднень. Впровадження такої системи створить умови для сталого управління водними ресурсами та зменшення антропогенного впливу на довкілля.