高德平台实时粪便大肠菌群水质监测在芝加哥,美国的案例研究

时间:2020-02-05 作者:河南《高德娱乐》 热度:
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高德娱乐-Q554258报导:  总大肠杆菌群,E。大肠杆菌或粪便大肠菌可能是河流、湖泊、水上公园或海水浴场等休闲水体最重要的水质参数。然而,当依靠传统的实验室检测方法时,决定是否让这些水体适合娱乐活动通常需要24-72小时。即使是1-2个小时的延误也可能为时已晚,无法防止人们遭受不必要的污染,并可能因此而生病。随着开放水域游泳的日益普及,尽可能近距离地实时监测水资源将变得更加重要。
 
细节
 
这是一个激动人心的新项目,也是美国的第一个项目,普罗透斯河被用作所有那些想要利用芝加哥河进行诸如划船、钓鱼、皮划艇或商业等娱乐活动的人的环保卫士。它将允许用户简单地加载一个书签网站,检查实时水质,并在与水道交互时做出更明智的决定。目前,每月用传统实验室方法检测的水样用于测量粪便大肠菌群水平。有了Proteus传感器,公众和地方水务局现在将获得实时的、每小时一次的数据,这将为他们提供对当地水质状况的前所未有的了解。
 
设备使用
 
三个Proteus多参数水质监测仪(由微型太阳能电池板供电)已经部署在芝加哥河三条主要干线——北支、南支和主干(来自密歇根湖)的战略要地。重要的是,系统需要最低限度的维护;在每次测量之前,所有的传感器都被自动清洗,以达到最佳的精度和可靠性。除了常规校准(通常每6个月),自清洁传感器不需要任何其他维护。除了粪便大肠菌群,变形杆菌还可以携带一整套传感器,可以测量生化需氧量(BOD)、COD、TOC、DOC等参数,还可以测量pH、ORP、溶解氧、电导率、蓝藻、叶绿素等传统参数。
 
背景
 
总部位于芝加哥的非营利性获奖组织Current与RS Hydro和Proteus Instruments进行了接洽,该组织旨在应用创新技术解决水务行业的具体问题。1900年以前,芝加哥的下水道将废水直接排入河流,而河流又流入芝加哥的主要水源——密歇根湖。令人印象深刻的逆转干线和南部的分支——100多年前完成保护城市的饮用水供应,意味着水从北方分支与密歇根湖混合水和进入新完成了芝加哥环境卫生和航行运河,然后向密西西比河,最后流入墨西哥湾。
 
虽然这一工程壮举极大地改善了密歇根湖的水质和城市的供水,但很多人一直想知道高度工业化的芝加哥河是否适合娱乐用途。今天,这条河两旁有一条新的河边步道,很受当地人和游客的欢迎,水道里满是各种各样的工艺品,从皮划艇到水上出租车、游艇和商业驳船。有了这些娱乐和商业用途,Current的H2NOW项目——美国的第一个同类项目——将使政府、监管机构、公共事业、企业和公众更好地了解他们水道中的微生物污染。这个项目不仅要让公众了解水质,而且要让他们在进行以水为基础的娱乐活动之前能够检查污染水平。
 
此外,微生物污染测量的频率和准确性的提高将使人们更深入地了解这些水道是如何以及为什么被污染的。这些见解可以为通过进一步升级废水和雨水排水基础设施来改善水质的努力提供信息。更进一步说,Current认为这类数据可以用于政策制定、环境和工业最佳实践。H2NOW项目由当地慈善组织芝加哥社区信托基金(Chicago Community Trust)资助,其成员包括大芝加哥都市水回收区(Metropolitan Water District of Greater Chicago)、芝加哥水管理部(Department of Water Management)、各大学以及企业合作伙伴。
故事到目前为止…
 
在根据当地水质条件安装和校准三个Proteus单元后,传感器将提供连续的数据流,通常在最新的无线GPRS技术的帮助下,每小时上传一次。两个低功耗的Proteus系统由微型太阳能电池板供电,如果需要,还可以提供极其快速的日志记录和数据上传。遥测系统和传感器在英国组装,并在安装之前运到美国。每次安装通常只需要几个小时,因为蒸馏井已经到位。
 
Current的工作人员在志愿者的支持下,在几个月的时间里测量了多个未经处理的河水样本,以提供比较读数。通过获得这些样本,就有可能提供足够的数据来生成现场传感器校准。到目前为止,这种方法运行良好,并证明变形杆菌可以准确估计粪便污染。下图显示粪便大肠菌群、浊度和深度数据。
 
到目前为止,我们已经看到了从接近零到3200 CFU/100ml的读数,但特别令人印象深刻的是Proteus提供了非常低的精确估计数(低于100 CFU)。
 
Proteus的数据(使用API插件)被输入IOSight提供的基于web的数据分析平台,以及ESRI提供的映射和数据分析平台。有关数据也从其他各种来源收集。人们希望这些数据,以及人工智能和预测分析的使用,将有助于相关人员了解不同程度的微生物污染的影响。
 
清楚地看到再一次,普罗透斯将帮助改变我们的思维和理解环境是如何工作的,我们人类如何影响它,我们可以做些什么来改善它,使我们能够实时监控我们的环境污染事件,因此反应更快。更好的是,这些数据将为我们提供我们需要知道的信息,以修正行为,防止不必要的污染事件。这个项目成功的一个重要部分是Current的前瞻性思维和务实的合作方式,将最新的创新技术与能够利用这些系统改变我们生活的世界的组织融合在一起。

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