پایش آنلاین مواد سمی

بيومانيتورينگ به معني استفاده از ارگانيسمهاي زنده براي مانيتورينگ وضعيت آب از لحاظ وجود مواد سمي در آب ميباشد. با توجه به اينكه در دنيا حدود نیم میلیون تركيب سمي شناخته شده است امكان طراحي سنسور مشخصی براي تشخيص اين مواد سمي وجود ندارد و تنها روش مانيتورينگ مواد سمي بيومانيتورينگ است. ارگانيسمهاي مورد استفاده ماهي، دافنيا و آلگا ميباشد.

كاربرد بيومانيتورينگ:

بيومانيتورينگ ميتواند براي اطلاع از حوادث و اتفاقات زير استفاده ميشود:

1) نشت مواد نفتی، محصولات صنعتی و شیمیایی از مخازن، لوله ها

2) زهاب آلوده آفت کشها و سموم مختلف استفاده شده در کشاورزی و مزارع

3) پاتوژنها (ارگانيسمهايي كه باعث بيماري انسان ميشوند)

4) نوروتاکسینها، هپاتاکسینها ناشی از رشد جلبکها و آلگاهای سمی در پیکره های آبی و لوله ها

5) حملات تروریستی و خرابکارانه

سيستمهاي اعلام خطر بيومانيتورينگ ميتواند در موارد زير نصب و در نقاط مختلف دنيا در حال حاضر  استفاده ميگردد:

1)  تاسيسات آب  آشاميدني شهري و روستايي

2) رودخانه، مخازن سد و درياچه

3)  تصفيه خانه آب و فاضلاب

4) صنايع غذايي (ورودي آب مورد استفاده و نيز پسآب)

5) صنايع شيميايي (ورودي آب مورد استفاده و بخصوص پسآب)

6) مانيتورينگ زيست محيطي

7) مصارف تحقيقاتي

تجهیزات در مدلهای مختلف توسط کمپانی BBE طراحی و تولید میشود:

1)      دستگاه Fish Toximeter

در اين دستگاه تعدادي ماهي به ابعاد مشخص (ماهي ميتواند ماهيهاي محلي باشد) در داخل يك آكواريوم قرار داده ميشود. دوربين CCD بطور آنلاين و بدون توقف رفتار و عملكرد اين موجود زنده را بررسي ميكند. آكواريوم با آبي در حدود 5 ليتر در ساعت از آب مورد مانيتورينگ تغذيه ميگردد. رفتار مورد بررسي عبارتند از سرعت شنا، چرخش ماهی، فاصله ماهيها از همدیگر، ابعاد و محل قرارگيري.

هر كدام از اين رفتار بيولوژيكي به عنوان يك ایندكس سميت در داخل دستگاه معرفي شده است و در صورتيكه هر كدام از موارد فوق الذکر دچار تغييرات ناگهاني بشوند دستگاه با بررسي انديكسهاي ديگر در حالت آماده باش قرار گرفته، در نهايت در صورتيكه متناسب با حساسيت تعيين شده اين انديسكها از حدي مشخص بالاتر بروند اعلام خطر انتشار ماده سمی در داخل آب اعلام ميگردد. دستگاه داراي خروجيهاي مختلف براي انتقال اطلاعات از قبيل LAN، خروجيهاي انالوگ و نيز رله هاي كنترلي متفاوت برای انتقال اطلاعات بصورت آنلاین به سرور و کلاینتهای مختلف میباشد.

دستگاه Fish Toximeter

2)     دستگاه DaphTox II

در اين دستگاه تعدادي دافنيامگنا در محفظه اي مخصوص قرار داده ميشود. رفتار بيولوژيكي اين موجودات زنده مانند سرعت شنا، ارتفاع حركت، ميزان جمع شده، تعداد به طور آنلاين توسط دوربين رصد ميگردد. سري زماني اين رفتار بيولوژيكي توسط دستگاه ثبت و مورد بررسي قرار ميگيرد. در صورتيكه اين رفتار دچار تغييرات ناگهاني بگردند سيستم اعلام خطر فعال شده و دستگاه به بررسي مجدد اين رفتار و انديكسهاي سميت مي پردازد. آب ورودي به محفظه قبل از ورود توسط سيستمهاي التراسونيك میتواند فيلتر گردد.

دماي آب ورودي توسط سیستم کنترل کننده دمای آب، قبل از ورود به محفظه اندازه گيري تنظيم ميشود. دستگاه داراي سيستم تغذيه اتوماتيك دافنيا ميباشد. اين دستگاه نيز داراي خروجيهاي موردنياز براي انتقال اطلاعات و اعلام خطر، نرم افزار براي انجام تنظيمات و ثبت داده ها،  صفحه LCD  براي نمايش ‌تمامي تنظيمات و داده ها وا علام خطرها ميباشد.

دستگاه DaphToxII

3)    دستگاه Algae Toximeter II

در اين دستگاه از ریزجلبکی از کلاس جلبکهای سبز به نام کلروللا وولگاریس به عنوان ارگانيسم بيومانيتورينگ استفاده ميشود. اين دستگاه براي موارديكه احتمال وجود سموم كشاورزي در داخل آب ميرود بسيار مناسب ميباشد. البته این گونه جلبک به کار رفته تقریبا به 70 درصد سموم شناخته شده حساسیت دارد. اما سریعترین واکنش را با توجه به ویژگیهای خود به سموم کشاورزی نشان میدهد. تجهيز داراي سيستم تغذيه و تميز كننده اتوماتيك ميباشد. خروجيهاي موردنياز، نرم افزار و نيز صفحه نمايش داده ها طراحي و تامين شده است

bbe-algaetoximeterII-white-4366495d

4)    دستگاه ToxProtect II

ارگانيسم مورد استفاده در اين دستگاه ماهي ميباشد. اين دستگاه معوملا براي استفاده در آبهاي آشاميدني ميباشد. ماهی در چرخه تکامل موجودات زنده، جزو مهره داران و در مقایسه با باکتری، دافنیا و جلبکها به انسان نزدیکترین است. در مقایسه با ارگانیسمهای دیگر که برای بیومانیتورینگ استفاده میشوند نظیر جلبک (فیتوپلانکتون)، دافنیا (زئوپلانکتون)، ماهی از همه به انسان نزدیکتر است و بالتبع سمومی که برای انسان خطرناکتر باشند، برای ماهی نیز خطرناکتر میباشد.

این مهم را باید در اینجا اشاره کرده ارگانیسم باکتری لومنیسنت که مناسب آبهای شور است در مقایسه با ماهی فاصله زیادی با ویژگیهای انسان دارد و مناسب بیومانیتورینگ آب شرب نمیباشد.

بعنوان مثال باکتری شبکه عصبی ندارد و بنابراین به سمومی که اعصاب را تحت الشعاع خود قرار میدهند حساسیت نشان نمیدهد. بنابراین ارگانیسم ماهی هم از نکته نظر بیولوژیکی و هم از نظر نگهداری و قابل دسترس بودن، مناسبترین گزینه برای مانیتورینگ آنلاین مواد سمی در آب شرب است.

در دستگاه تاکس پروتکت II، تعدادي مسير نوري (78عدد) در دو طرف محفظه اندازه گيري تعبيه شده است. ماهي در حالت عادي اين مسيرهاي نوري را قطع ميكنند. میانگین این قطعي ها در دقيقه نمايانگر وضعيت جسماني ماهي و در واقع سلامت آب ميباشد.

در صورتيكه اين تعداد قطعي ها كم و يا زياد بشود سيستم اعلام خطر  به طور اتوماتيك شروع به كار ميكند. در هنگام تاييد اعلام خطر تمامي مسيرهاي نوري قطع و يا نور آنها كم يا زياد ميگردد. در صورتيكه در آب مواد سمي وجود داشته باشد ماهيها به اين تغييرات ، عكس العمل چنداني نشان نمي دهند.

این دستگاه داراي چراغ (سبز، قرمز و زرد) سيستم آژير، سيستمهاي انتقال اطلاعات و … ميباشد.

Related image

خلاصه مشخصات فنی سیستمهای اعلام خطر وجود مواد سمی در آب

Fish Toximeter

ToxProtectII

DaphTox II

AlgaeToximeter II

کاربرد

آبهای آشامیدنی، رودخانه ها دریاچه ها و مخازن سد و تصفیه خانه های آب و فاضلاب

آب آشامیدنی

آبهای آشامیدنی، دریاچه ها و مخازن سد، رودخانه، پسآب

آبهای آشامیدنی،رودخانه دریاچه ها و مخازن سد

کاربران عمده

سازمانهای آب و فاضلاب و سازمان محیط  زیست

سازمان آب و فاضلاب

سازمانهای آب و فاضلاب و سازمان محیط  زیست و صنایع

سازمان محیط  زیست و سازمانهای آب و فاضلاب

محدوده اندازه گیری

 ppb – ppm

ppb – ppm

 ppb

ppb

بازه زمانی اندازه گیری

یک دقیقه

یک دقیقه  و 10 دقیقه

یک دقیقه

یک دقیقه

دوره نگهداری

حداقل تا 6 ماه نیاز به عملیات نگهداری ندارد.

حداقل تا 6 ماه نیاز به عملیات نگهداری ندارد.

هر دو هفته باید نمونه دافنیا عوض شود

هر هفته باید نمونه الگا عوض شود