Ứng dụng và thực tiễn tiên tiến của cảm biến EC chất lượng nước trong ngành nuôi trồng thủy sản Kazakhstan

Là một quốc gia trọng điểm ở Trung Á, Kazakhstan sở hữu nguồn tài nguyên nước dồi dào và tiềm năng to lớn cho phát triển nuôi trồng thủy sản. Với sự tiến bộ của công nghệ nuôi trồng thủy sản toàn cầu và quá trình chuyển đổi sang hệ thống thông minh, công nghệ giám sát chất lượng nước đang được ứng dụng ngày càng nhiều trong ngành nuôi trồng thủy sản của nước này. Bài báo này nghiên cứu một cách có hệ thống các trường hợp ứng dụng cụ thể của cảm biến độ dẫn điện (EC) trong ngành nuôi trồng thủy sản của Kazakhstan, phân tích nguyên lý kỹ thuật, hiệu quả thực tiễn và xu hướng phát triển trong tương lai. Bằng cách xem xét các trường hợp điển hình như nuôi cá tầm ở Biển Caspi, trại giống cá ở hồ Balkhash và hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn ở vùng Almaty, bài báo này cho thấy cảm biến EC giúp người nuôi trồng địa phương giải quyết các thách thức quản lý chất lượng nước, nâng cao hiệu quả nuôi trồng và giảm thiểu rủi ro môi trường. Ngoài ra, bài báo cũng thảo luận về những thách thức mà Kazakhstan phải đối mặt trong quá trình chuyển đổi nuôi trồng thủy sản thông minh và các giải pháp tiềm năng, cung cấp những tài liệu tham khảo quý giá cho sự phát triển nuôi trồng thủy sản ở các khu vực tương tự khác.

Tổng quan về ngành nuôi trồng thủy sản và nhu cầu giám sát chất lượng nước của Kazakhstan

Là quốc gia không có biển lớn nhất thế giới, Kazakhstan sở hữu nguồn tài nguyên nước phong phú, bao gồm các vùng nước lớn như Biển Caspi, Hồ Balkhash và Hồ Zaysan, cũng như nhiều con sông, tạo điều kiện tự nhiên độc đáo cho sự phát triển nuôi trồng thủy sản. Ngành nuôi trồng thủy sản của nước này đã cho thấy sự tăng trưởng ổn định trong những năm gần đây, với các loài nuôi chủ yếu bao gồm cá chép, cá tầm, cá hồi vân và cá tầm Siberia. Đặc biệt, việc nuôi cá tầm ở vùng biển Caspi đã thu hút sự chú ý đáng kể do sản lượng trứng cá muối có giá trị cao. Tuy nhiên, ngành nuôi trồng thủy sản của Kazakhstan cũng phải đối mặt với nhiều thách thức, chẳng hạn như sự biến động lớn về chất lượng nước, kỹ thuật nuôi trồng tương đối lạc hậu và tác động của khí hậu khắc nghiệt, tất cả đều hạn chế sự phát triển hơn nữa của ngành.

Trong môi trường nuôi trồng thủy sản ở Kazakhstan, độ dẫn điện (EC), như một thông số chất lượng nước quan trọng, có ý nghĩa giám sát đặc biệt quan trọng. EC phản ánh tổng nồng độ các ion muối hòa tan trong nước, ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình điều hòa thẩm thấu và các chức năng sinh lý của sinh vật thủy sinh. Giá trị EC thay đổi đáng kể giữa các vùng nước khác nhau ở Kazakhstan: Biển Caspi, là một hồ nước mặn, có giá trị EC tương đối cao (khoảng 13.000–15.000 μS/cm); vùng phía tây của hồ Balkhash, là nước ngọt, có giá trị EC thấp hơn (khoảng 300–500 μS/cm), trong khi vùng phía đông của nó, không có cửa thoát nước, có độ mặn cao hơn (khoảng 5.000–6.000 μS/cm). Các hồ trên núi cao như hồ Zaysan thậm chí còn cho thấy giá trị EC biến đổi nhiều hơn. Những điều kiện chất lượng nước phức tạp này khiến việc giám sát EC trở thành yếu tố quan trọng đối với sự thành công của nuôi trồng thủy sản ở Kazakhstan.

Theo truyền thống, nông dân Kazakhstan dựa vào kinh nghiệm để đánh giá chất lượng nước, sử dụng các phương pháp chủ quan như quan sát màu nước và hành vi của cá để quản lý. Cách tiếp cận này không chỉ thiếu tính khoa học mà còn gây khó khăn trong việc phát hiện kịp thời các vấn đề tiềm ẩn về chất lượng nước, thường dẫn đến hiện tượng cá chết hàng loạt và thiệt hại kinh tế. Khi quy mô nuôi trồng mở rộng và mức độ thâm canh tăng lên, nhu cầu giám sát chất lượng nước chính xác ngày càng trở nên cấp thiết. Việc ứng dụng công nghệ cảm biến EC đã cung cấp cho ngành nuôi trồng thủy sản Kazakhstan một giải pháp giám sát chất lượng nước đáng tin cậy, theo thời gian thực và tiết kiệm chi phí.

Trong bối cảnh môi trường đặc thù của Kazakhstan, việc giám sát độ dẫn điện (EC) mang nhiều ý nghĩa quan trọng. Thứ nhất, giá trị EC phản ánh trực tiếp sự thay đổi độ mặn trong các nguồn nước, điều này rất quan trọng đối với việc quản lý các loài cá chịu được cả độ mặn (ví dụ: cá tầm) và độ mặn thấp (ví dụ: cá hồi vân). Thứ hai, sự gia tăng bất thường của EC có thể cho thấy ô nhiễm nguồn nước, chẳng hạn như nước thải công nghiệp hoặc nước chảy tràn từ nông nghiệp mang theo muối và khoáng chất. Ngoài ra, giá trị EC có tương quan nghịch với nồng độ oxy hòa tan – nước có EC cao thường có nồng độ oxy hòa tan thấp hơn, gây nguy hiểm cho sự sống còn của cá. Do đó, việc giám sát EC liên tục giúp người nuôi cá điều chỉnh kịp thời các chiến lược quản lý để ngăn ngừa tình trạng căng thẳng và tử vong ở cá.

Chính phủ Kazakhstan gần đây đã nhận thức được tầm quan trọng của việc giám sát chất lượng nước đối với sự phát triển bền vững của ngành nuôi trồng thủy sản. Trong các kế hoạch phát triển nông nghiệp quốc gia, chính phủ đã bắt đầu khuyến khích các doanh nghiệp nuôi trồng thủy sản áp dụng thiết bị giám sát thông minh và cung cấp một phần trợ cấp. Đồng thời, các tổ chức quốc tế và các công ty đa quốc gia đang thúc đẩy các công nghệ và thiết bị nuôi trồng tiên tiến tại Kazakhstan, đẩy nhanh hơn nữa việc ứng dụng cảm biến EC và các công nghệ giám sát chất lượng nước khác trong nước. Sự hỗ trợ chính sách và việc giới thiệu công nghệ này đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc hiện đại hóa ngành nuôi trồng thủy sản của Kazakhstan.

Nguyên lý kỹ thuật và các thành phần hệ thống của cảm biến EC chất lượng nước

Cảm biến độ dẫn điện (EC) là thành phần cốt lõi của các hệ thống giám sát chất lượng nước hiện đại, hoạt động dựa trên các phép đo chính xác khả năng dẫn điện của dung dịch. Trong các ứng dụng nuôi trồng thủy sản ở Kazakhstan, cảm biến EC đánh giá tổng chất rắn hòa tan (TDS) và độ mặn bằng cách phát hiện các đặc tính dẫn điện của các ion trong nước, cung cấp dữ liệu quan trọng hỗ trợ quản lý trang trại. Về mặt kỹ thuật, cảm biến EC chủ yếu dựa trên các nguyên lý điện hóa: khi hai điện cực được nhúng vào nước và một điện áp xoay chiều được đặt vào, các ion hòa tan di chuyển theo một hướng nhất định để tạo thành dòng điện, và cảm biến tính toán giá trị EC bằng cách đo cường độ dòng điện này. Để tránh sai số đo do sự phân cực điện cực, các cảm biến EC hiện đại thường sử dụng nguồn kích thích AC và các kỹ thuật đo tần số cao để đảm bảo độ chính xác và ổn định của dữ liệu.

Về cấu trúc, cảm biến EC trong nuôi trồng thủy sản thường bao gồm một phần tử cảm biến và một mô-đun xử lý tín hiệu. Phần tử cảm biến thường được làm bằng điện cực titan hoặc bạch kim chống ăn mòn, có khả năng chịu được nhiều loại hóa chất trong nước nuôi trồng trong thời gian dài. Mô-đun xử lý tín hiệu khuếch đại, lọc và chuyển đổi các tín hiệu điện yếu thành tín hiệu đầu ra tiêu chuẩn. Cảm biến EC thường được sử dụng trong các trang trại ở Kazakhstan thường áp dụng thiết kế bốn điện cực, trong đó hai điện cực tạo ra dòng điện không đổi và hai điện cực còn lại đo hiệu điện thế. Thiết kế này loại bỏ hiệu quả sự nhiễu từ sự phân cực điện cực và điện thế giao diện, cải thiện đáng kể độ chính xác đo lường, đặc biệt trong môi trường nuôi trồng có sự biến động độ mặn lớn.

Bù nhiệt độ là một khía cạnh kỹ thuật quan trọng của cảm biến EC, vì giá trị EC bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ nước. Các cảm biến EC hiện đại thường tích hợp đầu dò nhiệt độ độ chính xác cao, tự động bù các phép đo về giá trị tương đương ở nhiệt độ chuẩn (thường là 25°C) thông qua các thuật toán, đảm bảo tính so sánh của dữ liệu. Do vị trí địa lý sâu trong đất liền của Kazakhstan, sự biến đổi nhiệt độ ngày đêm lớn và sự thay đổi nhiệt độ theo mùa khắc nghiệt, chức năng bù nhiệt độ tự động này đặc biệt quan trọng. Các bộ truyền tín hiệu EC công nghiệp từ các nhà sản xuất như Shandong Renke cũng cung cấp chức năng chuyển đổi bù nhiệt độ thủ công và tự động, cho phép thích ứng linh hoạt với các kịch bản canh tác đa dạng ở Kazakhstan.

Từ góc độ tích hợp hệ thống, các cảm biến EC trong các trang trại nuôi trồng thủy sản ở Kazakhstan thường hoạt động như một phần của hệ thống giám sát chất lượng nước đa thông số. Bên cạnh EC, các hệ thống này còn tích hợp các chức năng giám sát các thông số chất lượng nước quan trọng như oxy hòa tan (DO), pH, điện thế oxy hóa khử (ORP), độ đục và nitơ amoni. Dữ liệu từ các cảm biến khác nhau được truyền qua bus CAN hoặc các công nghệ truyền thông không dây (ví dụ: TurMass, GSM) đến bộ điều khiển trung tâm và sau đó được tải lên nền tảng đám mây để phân tích và lưu trữ. Các giải pháp IoT từ các công ty như Weihai Jingxun Changtong cho phép người nuôi trồng xem dữ liệu chất lượng nước theo thời gian thực thông qua ứng dụng điện thoại thông minh và nhận cảnh báo về các thông số bất thường, giúp cải thiện đáng kể hiệu quả quản lý.

Bảng: Các thông số kỹ thuật điển hình của cảm biến EC trong nuôi trồng thủy sản

Tại Kazakhstan, các phương pháp lắp đặt cảm biến EC cũng có những đặc điểm riêng biệt. Đối với các trang trại ngoài trời quy mô lớn, cảm biến thường được lắp đặt bằng phương pháp phao hoặc gắn cố định để đảm bảo vị trí đo lường đại diện. Trong các hệ thống nuôi trồng thủy sản tuần hoàn (RAS) công nghiệp, việc lắp đặt đường ống là phổ biến, giúp giám sát trực tiếp sự thay đổi chất lượng nước trước và sau khi xử lý. Các thiết bị giám sát EC công nghiệp trực tuyến của Gandon Technology cũng cung cấp các tùy chọn lắp đặt kiểu dòng chảy, phù hợp với các kịch bản nuôi trồng mật độ cao yêu cầu giám sát nước liên tục. Do điều kiện mùa đông khắc nghiệt ở một số vùng của Kazakhstan, các cảm biến EC cao cấp được trang bị thiết kế chống đóng băng để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy ở nhiệt độ thấp.

Bảo trì cảm biến là yếu tố then chốt để đảm bảo độ tin cậy giám sát lâu dài. Một thách thức phổ biến mà các trang trại ở Kazakhstan phải đối mặt là hiện tượng bám bẩn sinh học – sự phát triển của tảo, vi khuẩn và các vi sinh vật khác trên bề mặt cảm biến, ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo. Để giải quyết vấn đề này, các cảm biến EC hiện đại sử dụng nhiều thiết kế cải tiến, chẳng hạn như hệ thống tự làm sạch của Shandong Renke và công nghệ đo dựa trên huỳnh quang, giúp giảm đáng kể tần suất bảo trì. Đối với các cảm biến không có chức năng tự làm sạch, các “giá đỡ tự làm sạch” chuyên dụng được trang bị bàn chải cơ học hoặc làm sạch bằng sóng siêu âm có thể định kỳ làm sạch bề mặt điện cực. Những tiến bộ công nghệ này cho phép các cảm biến EC hoạt động ổn định ngay cả ở những vùng xa xôi của Kazakhstan, giảm thiểu sự can thiệp thủ công.

Với những tiến bộ trong công nghệ IoT và AI, cảm biến EC đang phát triển từ những thiết bị đo lường đơn thuần thành các nút ra quyết định thông minh. Một ví dụ nổi bật là eKoral, một hệ thống được phát triển bởi Haobo International, không chỉ giám sát các thông số chất lượng nước mà còn sử dụng thuật toán máy học để dự đoán xu hướng và tự động điều chỉnh thiết bị nhằm duy trì điều kiện nuôi trồng tối ưu. Sự chuyển đổi thông minh này có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển bền vững của ngành nuôi trồng thủy sản Kazakhstan, giúp người nuôi trồng địa phương khắc phục những thiếu sót về kinh nghiệm kỹ thuật và nâng cao hiệu quả sản xuất cũng như chất lượng sản phẩm.

Ứng dụng giám sát EC tại trang trại nuôi cá tầm Biển Caspi.

Vùng biển Caspi, một trong những trung tâm nuôi trồng thủy sản quan trọng nhất của Kazakhstan, nổi tiếng với nghề nuôi cá tầm chất lượng cao và sản xuất trứng cá muối. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, sự biến động độ mặn ngày càng tăng ở biển Caspi, cùng với ô nhiễm công nghiệp, đã đặt ra những thách thức nghiêm trọng đối với nghề nuôi cá tầm. Một trang trại nuôi cá tầm lớn gần Aktau đã tiên phong trong việc đưa vào sử dụng hệ thống cảm biến EC, giải quyết thành công những thay đổi môi trường này thông qua việc giám sát thời gian thực và điều chỉnh chính xác, trở thành hình mẫu cho ngành nuôi trồng thủy sản hiện đại ở Kazakhstan.

Trang trại có diện tích khoảng 50 ha, sử dụng hệ thống nuôi trồng bán khép kín chủ yếu để nuôi các loài có giá trị cao như cá tầm Nga và cá tầm sao. Trước khi áp dụng hệ thống giám sát EC, trang trại hoàn toàn dựa vào việc lấy mẫu thủ công và phân tích trong phòng thí nghiệm, dẫn đến sự chậm trễ nghiêm trọng trong việc thu thập dữ liệu và không thể phản ứng kịp thời với những thay đổi về chất lượng nước. Năm 2019, trang trại đã hợp tác với Haobo International để triển khai hệ thống giám sát chất lượng nước thông minh dựa trên IoT, với các cảm biến EC là thành phần cốt lõi được đặt ở các vị trí chiến lược như cửa lấy nước, ao nuôi và cửa thoát nước. Hệ thống sử dụng công nghệ truyền dẫn không dây TurMass để gửi dữ liệu thời gian thực đến phòng điều khiển trung tâm và ứng dụng di động của người nuôi, cho phép giám sát liên tục 24/7.

Là loài cá chịu được độ mặn rộng, cá tầm Caspi có thể thích nghi với nhiều biến đổi độ mặn khác nhau, nhưng môi trường sinh trưởng tối ưu của chúng đòi hỏi giá trị EC nằm trong khoảng 12.000–14.000 μS/cm. Sự sai lệch so với phạm vi này gây ra căng thẳng sinh lý, ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng và chất lượng trứng cá. Thông qua việc theo dõi EC liên tục, các kỹ thuật viên nuôi trồng đã phát hiện ra những biến động theo mùa đáng kể về độ mặn của nước đầu vào: trong thời kỳ tuyết tan mùa xuân, lượng nước ngọt chảy vào tăng lên từ sông Volga và các sông khác đã làm giảm giá trị EC ven biển xuống dưới 10.000 μS/cm, trong khi sự bốc hơi mạnh vào mùa hè có thể làm tăng giá trị EC lên trên 16.000 μS/cm. Những biến động này thường bị bỏ qua trong quá khứ, dẫn đến sự tăng trưởng không đồng đều của cá tầm.

Bảng: So sánh hiệu quả ứng dụng giám sát EC tại trang trại nuôi cá tầm Caspi

Dựa trên dữ liệu EC thời gian thực, trang trại đã thực hiện một số biện pháp điều chỉnh chính xác. Khi giá trị EC giảm xuống dưới phạm vi lý tưởng, hệ thống tự động giảm lượng nước ngọt chảy vào và kích hoạt chế độ tuần hoàn để tăng thời gian lưu giữ nước. Khi giá trị EC quá cao, hệ thống sẽ tăng lượng nước ngọt bổ sung và tăng cường sục khí. Những điều chỉnh này, trước đây dựa trên kinh nghiệm chủ quan, giờ đây đã được hỗ trợ bởi dữ liệu khoa học, giúp cải thiện thời điểm và mức độ điều chỉnh. Theo báo cáo của trang trại, sau khi áp dụng giám sát EC, tốc độ tăng trưởng của cá tầm tăng 28%, sản lượng trứng cá muối cao cấp tăng từ 65% lên 82%, và tỷ lệ tử vong do vấn đề chất lượng nước giảm từ 12% xuống 4%.

Việc giám sát độ dẫn điện (EC) cũng đóng vai trò quan trọng trong việc cảnh báo sớm ô nhiễm. Vào mùa hè năm 2021, các cảm biến EC đã phát hiện những biến động bất thường về giá trị EC trong một ao, vượt quá mức dao động bình thường. Hệ thống ngay lập tức phát ra cảnh báo, và các kỹ thuật viên nhanh chóng xác định được vị trí rò rỉ nước thải từ một nhà máy gần đó. Nhờ phát hiện kịp thời, trang trại đã cô lập ao bị ảnh hưởng và kích hoạt hệ thống lọc khẩn cấp, tránh được những thiệt hại lớn. Sau sự cố này, các cơ quan môi trường địa phương đã hợp tác với trang trại để thiết lập mạng lưới cảnh báo chất lượng nước khu vực dựa trên việc giám sát EC, bao phủ các khu vực ven biển rộng lớn hơn.

Về hiệu quả năng lượng, hệ thống giám sát EC mang lại những lợi ích đáng kể. Trước đây, trang trại thường thay nước quá mức để phòng ngừa, gây lãng phí năng lượng đáng kể. Với hệ thống giám sát EC chính xác, các kỹ thuật viên đã tối ưu hóa chiến lược thay nước, chỉ điều chỉnh khi cần thiết. Dữ liệu cho thấy mức tiêu thụ năng lượng của máy bơm tại trang trại giảm 35%, tiết kiệm khoảng 25.000 đô la mỗi năm chi phí điện. Thêm vào đó, nhờ điều kiện nước ổn định hơn, khả năng sử dụng thức ăn cho cá tầm được cải thiện, giảm chi phí thức ăn khoảng 15%.

Nghiên cứu trường hợp này cũng đối mặt với những thách thức kỹ thuật. Môi trường có độ mặn cao của Biển Caspi đòi hỏi độ bền cực cao của cảm biến, với các điện cực cảm biến ban đầu bị ăn mòn chỉ trong vài tháng. Sau khi cải tiến bằng cách sử dụng các điện cực hợp kim titan đặc biệt và vỏ bảo vệ được tăng cường, tuổi thọ đã được kéo dài lên hơn ba năm. Một thách thức khác là hiện tượng đóng băng vào mùa đông, ảnh hưởng đến hiệu suất của cảm biến. Giải pháp bao gồm việc lắp đặt các thiết bị sưởi nhỏ và phao chống đóng băng tại các điểm giám sát quan trọng để đảm bảo hoạt động quanh năm.

Ứng dụng giám sát EC này chứng minh cách thức đổi mới công nghệ có thể thay đổi các phương pháp canh tác truyền thống. Người quản lý trang trại nhận xét: “Trước đây chúng tôi làm việc trong bóng tối, nhưng với dữ liệu EC thời gian thực, giống như có ‘đôi mắt dưới nước’ – chúng tôi thực sự có thể hiểu và kiểm soát môi trường sống của cá tầm.” Thành công của trường hợp này đã thu hút sự chú ý từ các doanh nghiệp nuôi trồng khác ở Kazakhstan, thúc đẩy việc áp dụng cảm biến EC trên toàn quốc. Năm 2023, Bộ Nông nghiệp Kazakhstan thậm chí đã xây dựng các tiêu chuẩn ngành về giám sát chất lượng nước nuôi trồng thủy sản dựa trên trường hợp này, yêu cầu các trang trại vừa và lớn phải lắp đặt thiết bị giám sát EC cơ bản.

Các biện pháp điều chỉnh độ mặn tại trại giống cá hồ Balkhash

Hồ Balkhash, một vùng nước quan trọng ở phía đông nam Kazakhstan, cung cấp môi trường sinh sản lý tưởng cho nhiều loài cá thương mại nhờ hệ sinh thái nước lợ độc đáo của nó. Tuy nhiên, một đặc điểm nổi bật của hồ là sự chênh lệch độ mặn rất lớn giữa phía đông và phía tây – vùng phía tây, được cấp nước bởi sông Ili và các nguồn nước ngọt khác, có độ mặn thấp (EC ≈ 300–500 μS/cm), trong khi vùng phía đông, không có cửa thoát nước, tích tụ nhiều muối (EC ≈ 5.000–6.000 μS/cm). Sự chênh lệch độ mặn này đặt ra những thách thức đặc biệt cho các trại giống cá, thúc đẩy các doanh nghiệp nuôi trồng thủy sản địa phương tìm kiếm các ứng dụng sáng tạo của công nghệ cảm biến EC.

Trại giống cá “Aksu”, nằm trên bờ phía tây của hồ Balkhash, là cơ sở sản xuất cá giống lớn nhất trong khu vực, chủ yếu nuôi các loài cá nước ngọt như cá chép, cá chép bạc và cá chép đầu to, đồng thời cũng thử nghiệm các loài cá đặc sản thích nghi với nước lợ. Các phương pháp ương giống truyền thống gặp phải tỷ lệ nở không ổn định, đặc biệt là trong mùa tuyết tan mùa xuân khi dòng chảy mạnh của sông Ili gây ra sự dao động mạnh về độ dẫn điện (EC) của nước đầu vào (200–800 μS/cm), ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự phát triển của trứng và tỷ lệ sống sót của cá giống. Năm 2022, trại giống đã đưa vào sử dụng hệ thống điều chỉnh độ mặn tự động dựa trên cảm biến EC, làm thay đổi căn bản tình hình này.

Cốt lõi của hệ thống sử dụng các bộ truyền tín hiệu EC công nghiệp của Shandong Renke, với dải đo rộng từ 0–20.000 μS/cm và độ chính xác cao ±1%, đặc biệt phù hợp với môi trường độ mặn thay đổi của hồ Balkhash. Mạng lưới cảm biến được triển khai tại các điểm quan trọng như kênh dẫn nước, bể ấp trứng và hồ chứa, truyền dữ liệu qua bus CAN đến bộ điều khiển trung tâm được kết nối với các thiết bị trộn nước ngọt/nước hồ để điều chỉnh độ mặn theo thời gian thực. Hệ thống cũng tích hợp giám sát nhiệt độ, oxy hòa tan và các thông số khác, cung cấp hỗ trợ dữ liệu toàn diện cho việc quản lý trại giống.

Việc ấp trứng cá rất nhạy cảm với sự thay đổi độ mặn. Ví dụ, trứng cá chép nở tốt nhất trong phạm vi độ dẫn điện (EC) từ 300–400 μS/cm, nếu sai lệch sẽ làm giảm tỷ lệ nở và tăng tỷ lệ dị tật. Thông qua việc theo dõi EC liên tục, các kỹ thuật viên đã phát hiện ra rằng các phương pháp truyền thống cho phép EC trong bể ấp dao động vượt xa dự kiến, đặc biệt là trong quá trình thay nước, với sự biến động lên đến ±150 μS/cm. Hệ thống mới đạt được độ chính xác điều chỉnh ±10 μS/cm, nâng tỷ lệ nở trung bình từ 65% lên 88% và giảm tỷ lệ dị tật từ 12% xuống dưới 4%. Sự cải thiện này đã giúp tăng đáng kể hiệu quả sản xuất cá giống và lợi nhuận kinh tế.

Trong quá trình nuôi cá bột, việc theo dõi độ dẫn điện (EC) cũng chứng tỏ giá trị tương đương. Trại giống sử dụng phương pháp thích nghi độ mặn dần dần để chuẩn bị cá bột cho việc thả vào các khu vực khác nhau của hồ Balkhash. Sử dụng mạng lưới cảm biến EC, các kỹ thuật viên kiểm soát chính xác sự thay đổi độ mặn trong các ao nuôi, chuyển từ nước ngọt nguyên chất (EC ≈ 300 μS/cm) sang nước lợ (EC ≈ 3.000 μS/cm). Sự thích nghi chính xác này đã cải thiện tỷ lệ sống sót của cá bột từ 30–40%, đặc biệt là đối với các lứa cá được thả vào các vùng phía đông có độ mặn cao hơn của hồ.

Dữ liệu giám sát EC cũng giúp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng tài nguyên nước. Khu vực hồ Balkhash đang đối mặt với tình trạng khan hiếm nước ngày càng gia tăng, và các trại giống truyền thống phụ thuộc rất nhiều vào nước ngầm để điều chỉnh độ mặn, điều này tốn kém và không bền vững. Bằng cách phân tích dữ liệu cảm biến EC trong quá khứ, các kỹ thuật viên đã phát triển một mô hình pha trộn nước hồ và nước ngầm tối ưu, giảm 60% lượng nước ngầm sử dụng trong khi vẫn đáp ứng được yêu cầu của trại giống, tiết kiệm khoảng 12.000 đô la mỗi năm. Thực tiễn này đã được các cơ quan môi trường địa phương khuyến khích như một mô hình bảo tồn nước.

Một ứng dụng đột phá trong trường hợp này là tích hợp việc giám sát độ dẫn điện (EC) với dữ liệu thời tiết để xây dựng các mô hình dự đoán. Khu vực hồ Balkhash thường xuyên có mưa lớn và tuyết tan vào mùa xuân, gây ra hiện tượng dòng chảy đột ngột của sông Ili, ảnh hưởng đến độ mặn của nước đầu vào trại giống. Bằng cách kết hợp dữ liệu từ mạng lưới cảm biến EC với dự báo thời tiết, hệ thống dự đoán sự thay đổi EC đầu vào trước 24-48 giờ, tự động điều chỉnh tỷ lệ pha trộn để chủ động điều tiết. Chức năng này đã chứng tỏ tầm quan trọng trong trận lũ mùa xuân năm 2023, giúp duy trì tỷ lệ nở trứng trên 85% trong khi các trại giống truyền thống gần đó giảm xuống dưới 50%.

Dự án gặp phải những thách thức về thích ứng. Nước hồ Balkhash có nồng độ cacbonat và sulfat cao, dẫn đến hiện tượng đóng cặn trên điện cực, làm giảm độ chính xác của phép đo. Giải pháp là sử dụng các điện cực chống đóng cặn đặc biệt với cơ chế làm sạch tự động, thực hiện vệ sinh cơ học mỗi 12 giờ. Ngoài ra, lượng sinh vật phù du dồi dào trong hồ bám vào bề mặt cảm biến, vấn đề này được giải quyết bằng cách tối ưu hóa vị trí lắp đặt (tránh các khu vực có sinh khối cao) và bổ sung phương pháp khử trùng bằng tia cực tím.

Thành công của trại giống “Aksu” chứng minh cách công nghệ cảm biến EC có thể giải quyết những thách thức trong nuôi trồng thủy sản ở các điều kiện sinh thái độc đáo. Trưởng dự án nhận xét: “Đặc điểm độ mặn của hồ Balkhash từng là vấn đề nan giải nhất của chúng tôi, nhưng giờ đây nó lại là lợi thế quản lý khoa học – bằng cách kiểm soát chính xác EC, chúng tôi tạo ra môi trường lý tưởng cho các loài cá khác nhau và các giai đoạn phát triển khác nhau.” Trường hợp này cung cấp những hiểu biết quý giá cho việc nuôi trồng thủy sản ở các hồ tương tự, đặc biệt là những hồ có sự thay đổi độ mặn theo mùa hoặc biến động độ mặn.

Chúng tôi cũng có thể cung cấp nhiều giải pháp khác nhau cho

1. Máy đo cầm tay đa thông số chất lượng nước

2. Hệ thống phao nổi để đo chất lượng nước đa thông số

3. Bàn chải làm sạch tự động cho cảm biến nước đa thông số

4. Bộ máy chủ và mô-đun phần mềm không dây hoàn chỉnh, hỗ trợ RS485 GPRS /4G/WIFI/LORA/LORAWAN

Để biết thêm thông tin về cảm biến chất lượng nước thông tin,

Vui lòng liên hệ Công ty TNHH Công nghệ Honde.

Email: info@hondetech.com

Trang web công ty:www.hondetechco.com

Điện thoại: +86-15210548582