I. Các kịch bản ứng dụng chính
Các cảm biến chất lượng nước ở Brazil chủ yếu được triển khai trong các trường hợp chính sau:
1. Hệ thống cấp nước và xử lý nước thải đô thị
Nghiên cứu điển hình: SABESP (Công ty Cấp nước Cơ bản của Bang São Paulo), công ty cấp nước lớn nhất ở Mỹ Latinh, sử dụng rộng rãi các cảm biến chất lượng nước đa thông số trong toàn bộ mạng lưới cung cấp của mình, từ các hồ chứa đến các nhà máy xử lý nước.
Các tình huống:
Giám sát nguồn nước: Giám sát theo thời gian thực các thông số như pH, oxy hòa tan (DO), độ đục, mật độ tảo (chlorophyll-a) và cảnh báo vi khuẩn lam độc hại trong các hệ thống hồ chứa lớn (ví dụ: Hệ thống Cantareira) để đảm bảo an toàn nguồn nước thô.
Kiểm soát quy trình xử lý: Các cảm biến trong nhà máy xử lý được sử dụng để kiểm soát chính xác liều lượng hóa chất (ví dụ: chất keo tụ, chất khử trùng) trong các quy trình như keo tụ, lắng đọng, lọc và khử trùng, giúp nâng cao hiệu quả và giảm chi phí.
Giám sát mạng lưới phân phối: Các điểm giám sát được thiết lập khắp mạng lưới phân phối nước đô thị rộng lớn để theo dõi lượng clo dư, độ đục và các chỉ số khác trong thời gian thực. Điều này đảm bảo an toàn cho nước máy trong quá trình vận chuyển và cho phép nhanh chóng phát hiện các sự cố ô nhiễm.
2. Giám sát việc xả thải nước thải công nghiệp
Nghiên cứu điển hình: Viện Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên tái tạo Brazil (IBAMA) và các cơ quan môi trường cấp tiểu bang.
Các tình huống:
Giám sát tuân thủ: Các ngành công nghiệp có nguy cơ ô nhiễm cao (ví dụ: sản xuất bột giấy và giấy, khai thác mỏ, hóa chất, chế biến thực phẩm) được yêu cầu lắp đặt hệ thống giám sát nước thải tự động trực tuyến tại các điểm xả thải. Các cảm biến liên tục đo các thông số như nhu cầu oxy hóa học (COD), tổng nitơ, tổng phốt pho, kim loại nặng (ví dụ: thủy ngân, chì, yêu cầu các cảm biến chuyên dụng), độ pH và lưu lượng.
Vai trò: Đảm bảo việc xả nước thải tuân thủ các tiêu chuẩn do Hội đồng Môi trường Quốc gia (CONAMA) đặt ra. Việc truyền dữ liệu theo thời gian thực đến các cơ quan quản lý giúp ngăn chặn các hành vi xả thải bất hợp pháp và cung cấp bằng chứng trực tiếp cho việc thực thi pháp luật.
3. Giám sát ô nhiễm nguồn phân tán trong nông nghiệp
Nghiên cứu điển hình: Các viện nghiên cứu nông nghiệp và môi trường tại các bang nông nghiệp trọng điểm như Mato Grosso.
Các tình huống:
Giám sát lưu vực sông: Các mạng lưới cảm biến được triển khai tại các lưu vực sông có hoạt động canh tác quy mô lớn, thâm canh để theo dõi sự thay đổi về nitrat, phosphat, độ đục và dư lượng thuốc trừ sâu.
Vai trò: Đánh giá tác động của việc sử dụng phân bón và thuốc trừ sâu đối với các nguồn nước, nghiên cứu các mô hình ô nhiễm nguồn phân tán và cung cấp dữ liệu để hỗ trợ các biện pháp quản lý tốt nhất (BMP) và các chính sách môi trường.
4. Giám sát sinh thái các nguồn nước tự nhiên (sông, hồ, bờ biển).
Các trường hợp nghiên cứu:
Nghiên cứu lưu vực sông Amazon: Các nhóm nghiên cứu từ Viện Nghiên cứu Amazon Quốc gia (INPA) và các trường đại học sử dụng các cảm biến gắn trên phao hoặc tàu để theo dõi nhiệt độ nước, độ dẫn điện (để ước tính nồng độ chất tan), độ đục, oxy hòa tan và lưu lượng CO2 trong sông Amazon và các nhánh của nó. Điều này rất quan trọng để nghiên cứu thủy văn và chu trình sinh hóa của khu rừng mưa nhiệt đới lớn nhất thế giới.
Giám sát hiện tượng phú dưỡng ven biển: Tại vùng biển ven bờ của các thành phố lớn như Rio de Janeiro và São Paulo, các cảm biến được sử dụng để giám sát hiện tượng phú dưỡng do nước thải gây ra, cung cấp cảnh báo sớm về hiện tượng tảo nở hoa độc hại (thủy triều đỏ) và bảo vệ ngành du lịch và nuôi trồng thủy sản.
Các kịch bản: Phao giám sát cố định, tàu giám sát di động và cảm biến di động gắn trên máy bay không người lái.
5. Hệ thống cảnh báo sớm và giám sát sau thảm họa khai thác mỏ (Vô cùng quan trọng)
Nghiên cứu điển hình: Đây là một trong những kịch bản ứng dụng quan trọng nhất, dù bi thảm, ở Brazil. Sau các vụ vỡ đập chứa chất thải khai thác mỏ ở Minas Gerais (ví dụ như thảm họa Samarco năm 2015 và Vale năm 2019), các cảm biến chất lượng nước đã trở thành công cụ thiết yếu.
Các tình huống:
Hệ thống cảnh báo sớm: Các mạng lưới cảm biến thời gian thực được lắp đặt trên các con sông ở hạ lưu các đập chứa chất thải đang hoạt động để theo dõi sự gia tăng đột ngột về độ đục, có thể đóng vai trò là chỉ báo cảnh báo sớm về nguy cơ vỡ đập.
Đánh giá và theo dõi ô nhiễm: Sau thảm họa, các mạng lưới cảm biến rộng khắp được triển khai tại các lưu vực sông bị ảnh hưởng (ví dụ: sông Rio Doce, sông Paraopeba) để liên tục giám sát độ đục, nồng độ kim loại nặng (ví dụ: sắt, mangan) và độ pH. Điều này giúp đánh giá mức độ lan rộng, cường độ và tác động sinh thái lâu dài của ô nhiễm, từ đó định hướng các nỗ lực khắc phục.
II. Vai trò và quyền lợi chính
Dựa trên các trường hợp nêu trên, vai trò của các cảm biến chất lượng nước ở Brazil có thể được tóm tắt như sau:
Bảo vệ sức khỏe cộng đồng: Đảm bảo an toàn nước uống cho hàng chục triệu cư dân đô thị thông qua việc giám sát thời gian thực các nguồn nước và mạng lưới phân phối, ngăn ngừa sự bùng phát các bệnh lây truyền qua đường nước.
Bảo vệ môi trường và thực thi pháp luật: Cung cấp "bằng chứng xác thực" cho các cơ quan quản lý môi trường, cho phép giám sát hiệu quả các nguồn ô nhiễm công nghiệp và đô thị, bảo vệ hệ sinh thái sông, hồ và biển, đồng thời cho phép hành động có mục tiêu chống lại các hành vi xả thải bất hợp pháp.
Hệ thống cảnh báo sớm và ứng phó khẩn cấp thiên tai: Cung cấp các cảnh báo sớm quan trọng trong các lĩnh vực như khai thác mỏ, giúp có thêm thời gian quý báu để sơ tán cộng đồng dân cư ở hạ lưu. Sau tai nạn, hệ thống cho phép đánh giá nhanh chóng mức độ ô nhiễm để định hướng ứng phó khẩn cấp.
Nâng cao hiệu quả hoạt động: Giúp các công ty cấp nước tối ưu hóa quy trình xử lý, tiết kiệm hóa chất và năng lượng, từ đó giảm chi phí vận hành.
Hỗ trợ nghiên cứu khoa học: Cung cấp cho các nhà khoa học dữ liệu chất lượng nước dài hạn, liên tục và tần suất cao để nghiên cứu cơ chế hoạt động của các hệ sinh thái độc đáo (như rừng Amazon), tác động của biến đổi khí hậu và ảnh hưởng môi trường của các hoạt động nông nghiệp.
Tính minh bạch dữ liệu và nâng cao nhận thức cộng đồng: Một số dữ liệu giám sát (ví dụ: chất lượng nước biển) được công khai, giúp mọi người quyết định có nên bơi hoặc câu cá hay không, từ đó tăng tính minh bạch trong quản lý tài nguyên nước.
Bản tóm tắt
Thông qua việc ứng dụng các cảm biến chất lượng nước, Brazil đang tích cực giải quyết những thách thức về tài nguyên nước: ô nhiễm do đô thị hóa nhanh chóng, nguy cơ tai nạn công nghiệp, tác động của việc mở rộng nông nghiệp và trách nhiệm bảo vệ di sản thiên nhiên đẳng cấp thế giới. Những công nghệ này tạo thành cốt lõi của một hệ thống quản lý môi trường nước toàn diện, đa tầng – bao gồm “cảnh báo sớm”, “giám sát”, “thực thi” và “nghiên cứu”. Mặc dù vẫn còn những thách thức về phạm vi triển khai, tích hợp dữ liệu và nguồn tài trợ, nhưng việc ứng dụng thực tiễn của chúng đã chứng minh giá trị và sự cần thiết to lớn.
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 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
Thời gian đăng bài: 01/09/2025