Filipíny jsou souostrovní stát s dlouhým pobřežím a bohatými vodními zdroji. Akvakultura (zejména krevet a tilapií) je pro zemi zásadním ekonomickým pilířem. Vysokohustotní zemědělství však vede ke zvýšení koncentrace oxidu uhličitého (CO₂) ve vodě, který pochází především z dýchání chovaných organismů a rozkladu organické hmoty.
Příliš vysoké hladiny CO₂ představují přímou hrozbu:
- Okyselování vody: CO₂ se rozpouští ve vodě za vzniku kyseliny uhličité, čímž snižuje pH a ovlivňuje fyziologické funkce vodních organismů. To je obzvláště škodlivé pro proces kalcifikace měkkýšů a korýšů (jako jsou krevety), což vede ke špatnému růstu lastur.
- Toxicita: Vysoké koncentrace CO₂ jsou pro ryby narkotické a toxické, poškozují jejich dýchací systém a zvyšují náchylnost k onemocněním.
- Reakce na stres: I pod úrovní akutní toxicity způsobuje dlouhodobá expozice zvýšenému CO₂ stres u chovaných druhů, což má za následek zpomalený růst a sníženou účinnost konverze krmiva.
I když tradiční monitorování pH může nepřímo odrážet změny kyselosti, nedokáže rozlišit zdroj kyselosti (ať už se jedná o CO₂ nebo jiné organické kyseliny). Proto se přímé monitorování parciálního tlaku oxidu uhličitého (pCO₂) ve vodě v reálném čase stává klíčovým.
Hypotetický případ: Krevety farma v Pangasinanu na Luzonu
Název projektu: Projekt inteligentního řízení kvality vody založený na IoT
Místo: Středně velká farma na chov krevet v provincii Pangasinan na ostrově Luzon.
Technické řešení:
Farma zavedla monitorovací systém internetu věcí (IoT) integrovaný se senzory plynu CO₂ pro měření kvality vody. Mezi klíčové komponenty patřily:
- Ponorný senzor CO₂ pro in-situ měření: Využívá technologii nedisperzního infračerveného záření (NDIR). Tento senzor nabízí vysokou přesnost a dlouhodobou stabilitu, což umožňuje přímé měření parciálního tlaku rozpuštěného plynu CO₂.
- Víceparametrová sonda pro měření kvality vody: Současné měření klíčových parametrů, jako je pH, rozpuštěný kyslík (DO), teplota a slanost.
- Modul pro záznam dat a přenos: Data ze senzorů jsou v reálném čase přenášena na cloudovou platformu prostřednictvím bezdrátové sítě (např. 4G/5G nebo LoRaWAN).
- Centrální řídicí a výstražný systém: Zemědělci si mohou prohlížet data v reálném čase a historické trendy na počítači nebo v mobilní aplikaci. Systém je naprogramován s bezpečnostními prahovými hodnotami pro koncentraci CO₂; pokud hladiny překročí limit, spustí se automatický alarm (SMS nebo upozornění v aplikaci).
Proces podávání žádostí a hodnota:
- Monitorování v reálném čase: Zemědělci mohou monitorovat hladiny CO₂ v každém rybníku 24 hodin denně, 7 dní v týdnu, čímž se odklánějí od manuálního, občasného odběru vzorků vody a laboratorních analýz.
- Přesné rozhodování:
- Když systém upozorní na rostoucí hladiny CO₂, mohou zemědělci na dálku nebo automaticky aktivovat provzdušňovače. Zvýšení hladiny rozpuštěného kyslíku nejen uspokojuje biologickou poptávku, ale také podporuje rozklad organické hmoty aerobními bakteriemi, čímž se snižuje produkce CO₂ u zdroje.
- Korelace dat s pH a teplotou umožňuje přesnější posouzení celkového zdravotního stavu vody a toxických účinků CO₂.
- Vylepšené výhody:
- Snížení rizika: Účinně zabraňuje rozsáhlým propuknutím nemocí nebo úmrtím krevet způsobeným akumulací CO₂.
- Zvýšený výnos: Udržování optimální kvality vody vede k rychlejšímu růstu a lepší účinnosti krmení, což v konečném důsledku zvyšuje produkci a ekonomické výnosy.
- Úspora nákladů: Snižuje zbytečnou výměnu vody (úspora vody a energie) a spotřebu léků, což umožňuje ekologičtější a udržitelnější model zemědělství.
Další potenciální oblasti použití (ve filipínském kontextu)
- Bezpečnost podzemní a pitné vody: Mnoho oblastí na Filipínách je závislých na podzemní vodě. Monitorování CO₂ v podzemní vodě pomáhá posoudit dopad geologické aktivity (např. vulkanismu) na kvalitu vody a určuje její korozivní účinnost, což je důležité pro ochranu potrubí.
- Výzkum životního prostředí a monitorování změny klimatu: Filipínské vody jsou důležitými úložištěmi uhlíku. Výzkumné instituce mohou nasadit vysoce přesné senzory CO₂ v klíčových mořských oblastech (např. v oblastech korálových útesů) za účelem studia absorpce CO₂ oceánem a výsledného okyselování oceánů, což poskytne data pro ochranu křehkých ekosystémů, jako jsou korálové útesy.
- Čištění odpadních vod: V městských čistírnách odpadních vod může monitorování emisí CO₂ během biologických procesů pomoci optimalizovat účinnost čištění a vypočítat uhlíkovou stopu.
Výzvy a výhled do budoucna
- Výzvy:
- Náklady: Vysoce přesné in-situ senzory zůstávají relativně drahé a představují pro drobné zemědělce značnou počáteční investici.
- Údržba: Senzory vyžadují pravidelnou kalibraci a čištění (aby se zabránilo biologickému znečištění), což od uživatelů vyžaduje určitou úroveň technických dovedností.
- Infrastruktura: Stabilní dodávky energie a pokrytí sítí mohou být problematické v odlehlých ostrovních oblastech.
- Výhled:
- S pokrokem v technologii senzorů a snižováním nákladů se jejich aplikace na Filipínách rozšíří.
- Integrace s umělou inteligencí (AI) umožní systémům nejen varovat, ale také předpovídat trendy kvality vody prostřednictvím strojového učení, což připraví cestu pro plně automatizované provzdušňování a krmení – směr ke skutečně „chytré akvakulture“.
- Vláda a průmyslová sdružení by mohly tuto technologii propagovat jako klíčový nástroj pro zvýšení mezinárodní konkurenceschopnosti a udržitelnosti filipínského sektoru akvakultury.
Závěr
I když může být obtížné najít konkrétní dokument s názvem „Případová studie aplikace senzorů CO₂ společností XX na Filipínách“, je jisté, že senzory CO₂ pro měření kvality vody mají na Filipínách významný a naléhavý aplikační potenciál, zejména v jejich klíčovém odvětví akvakultury. Představují nezbytný posun od tradičního zemědělství založeného na zkušenostech k přesnému řízení řízenému daty, které je nezbytné pro zajištění potravinové bezpečnosti a ekonomické stability země.
Můžeme také poskytnout řadu řešení pro
1. Ruční měřič pro víceparametrové měření kvality vody
2. Systém plovoucích bójí pro víceparametrové měření kvality vody
3. Automatický čisticí kartáč pro víceparametrový vodní senzor
4. Kompletní sada serverů a softwarového bezdrátového modulu, podpora RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Pro více vodních senzorů informace,
Kontaktujte prosím společnost Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Webové stránky společnosti:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Čas zveřejnění: 26. září 2025