احتياجات تربية الأحياء المائية ومراقبة جودة المياه في الفلبين

الفلبين دولة أرخبيلية ذات ساحل طويل وموارد مائية وفيرة. تُعدّ تربية الأحياء المائية (وخاصةً الروبيان والبلطي) ركيزةً اقتصاديةً حيويةً للبلاد. ومع ذلك، تؤدي الزراعة عالية الكثافة إلى زيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الماء، والناتجة أساسًا عن تنفس الكائنات الحية المُستزرعة وتحلل المواد العضوية.

تشكل مستويات ثاني أكسيد الكربون المرتفعة بشكل مفرط تهديدات مباشرة:

1. حموضة الماء: يذوب ثاني أكسيد الكربون في الماء مُكوّنًا حمض الكربونيك، مما يُخفّض الرقم الهيدروجيني (pH) ويُؤثّر على الوظائف الفسيولوجية للكائنات المائية. وهذا يُؤثّر سلبًا على عملية تكلس المحار والقشريات (مثل الروبيان)، مما يُؤدّي إلى ضعف نموّ أصدافها.
2. السمية: تعتبر التركيزات العالية من ثاني أكسيد الكربون مخدرة وسامة للأسماك، حيث تؤدي إلى إتلاف أنظمتها التنفسية وزيادة قابليتها للإصابة بالأمراض.
3. الاستجابة للإجهاد: حتى تحت مستويات السمية الحادة، فإن التعرض الطويل الأمد لمستويات مرتفعة من ثاني أكسيد الكربون يسبب إجهاداً للأنواع التي يتم تربيتها في المزارع، مما يؤدي إلى توقف النمو وانخفاض كفاءة تحويل الأعلاف.

في حين أن مراقبة الرقم الهيدروجيني التقليدية قد تعكس تغيرات الحموضة بشكل غير مباشر، إلا أنها لا تستطيع تحديد مصدر الحموضة (سواءً كان من ثاني أكسيد الكربون أو أحماض عضوية أخرى). لذلك، تُصبح المراقبة المباشرة والفورية للضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون (pCO₂) في الماء أمرًا بالغ الأهمية.

حالة افتراضية: مزرعة روبيان في بانجاسينان، لوزون

اسم المشروع: مشروع إدارة جودة المياه الذكية المستندة إلى إنترنت الأشياء

الموقع: مزرعة روبيان متوسطة الحجم في مقاطعة بانجاسينان في جزيرة لوزون.

الحل التقني:
نفّذت المزرعة نظام مراقبة إنترنت الأشياء (IoT) مُدمجًا مع مُستشعرات غاز ثاني أكسيد الكربون لجودة المياه. وتضمنت المكونات الأساسية ما يلي:

• مستشعر ثاني أكسيد الكربون الغاطس في الموقع: يستخدم تقنية الأشعة تحت الحمراء غير المشتتة (NDIR). يوفر هذا المستشعر دقة عالية واستقرارًا طويل الأمد، مما يتيح القياس المباشر للضغط الجزئي لغاز ثاني أكسيد الكربون المذاب.
• مسبار جودة المياه متعدد المعلمات: قياس المعلمات الرئيسية في وقت واحد مثل الرقم الهيدروجيني، والأكسجين المذاب (DO)، ودرجة الحرارة، والملوحة.
• وحدة تسجيل البيانات والنقل: يتم نقل بيانات المستشعر في الوقت الفعلي إلى منصة سحابية عبر شبكة لاسلكية (على سبيل المثال، 4G/5G أو LoRaWAN).
• نظام التحكم والتنبيه المركزي: يمكن للمزارعين الاطلاع على البيانات اللحظية والاتجاهات التاريخية عبر جهاز كمبيوتر أو تطبيق جوال. النظام مُبرمج بحدود أمان لتركيز ثاني أكسيد الكربون؛ ويُطلق إنذار تلقائي (عبر رسالة نصية قصيرة أو إشعار تطبيق) في حال تجاوز المستويات الحد المسموح به.

عملية التقديم والقيمة:

1. المراقبة في الوقت الفعلي: يمكن للمزارعين مراقبة مستويات ثاني أكسيد الكربون في كل بركة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، والابتعاد عن الاعتماد على أخذ عينات المياه يدويًا بشكل متقطع وتحليل المختبر.
2. اتخاذ القرارات الدقيقة:
   • عندما يُنبّه النظام بارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون، يُمكن للمزارعين تفعيل أجهزة التهوية عن بُعد أو تلقائيًا. لا تُلبّي زيادة الأكسجين المذاب الاحتياجات البيولوجية فحسب، بل تُعزّز أيضًا تحلل المواد العضوية بواسطة البكتيريا الهوائية، مما يُقلّل إنتاج ثاني أكسيد الكربون من المصدر.
   • إن ربط البيانات مع درجة الحموضة ودرجة الحرارة يسمح بتقييم أكثر دقة للصحة العامة للمياه والآثار السامة لثاني أكسيد الكربون.
3. فوائد محسنة:
   • الحد من المخاطر: يمنع بشكل فعال تفشي الأمراض على نطاق واسع أو أحداث الوفيات في مخزونات الروبيان الناجمة عن تراكم ثاني أكسيد الكربون.
   • زيادة العائد: يؤدي الحفاظ على جودة المياه المثالية إلى معدلات نمو أسرع وتحسين كفاءة التغذية، مما يؤدي في النهاية إلى تعزيز الإنتاج والعائدات الاقتصادية.
   • توفير التكاليف: يقلل من تبادل المياه غير الضروري (توفير المياه والطاقة) واستخدام الأدوية، مما يتيح نموذجًا زراعيًا أكثر استدامة وصديقًا للبيئة.

مجالات التطبيق المحتملة الأخرى (في السياق الفلبيني)

1. سلامة المياه الجوفية ومياه الشرب: تعتمد مناطق عديدة في الفلبين على المياه الجوفية. يساعد رصد ثاني أكسيد الكربون في المياه الجوفية على تقييم تأثير النشاط الجيولوجي (مثل النشاط البركاني) على جودة المياه، وتحديد مدى تآكلها، وهو أمر بالغ الأهمية لحماية خطوط الأنابيب.
2. البحوث البيئية ومراقبة تغير المناخ: تُعدّ مياه الفلبين أحواضًا مهمةً لامتصاص الكربون. قد تُنشر مؤسسات البحث أجهزة استشعار عالية الدقة لثاني أكسيد الكربون في المناطق البحرية الرئيسية (مثل مناطق الشعاب المرجانية) لدراسة امتصاص ثاني أكسيد الكربون في المحيطات وما ينتج عنه من حموضة، مما يُوفر بياناتٍ لحماية النظم البيئية الهشة، مثل الشعاب المرجانية.
3. معالجة مياه الصرف الصحي: في محطات معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية، يمكن أن يساعد رصد انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أثناء العمليات البيولوجية في تحسين كفاءة المعالجة وحساب البصمات الكربونية.

التحديات والتوقعات المستقبلية

• التحديات:
  • التكلفة: تظل أجهزة الاستشعار عالية الدقة في الموقع باهظة الثمن نسبيًا، مما يمثل استثمارًا أوليًا كبيرًا للمزارعين الصغار.
  • الصيانة: تتطلب المستشعرات معايرة وتنظيفًا منتظمًا (لمنع التلوث البيولوجي)، مما يتطلب مستوى معينًا من المهارة الفنية من المستخدمين.
  • البنية التحتية: قد يشكل توفير إمدادات الطاقة المستقرة وتغطية الشبكة مشكلة في المناطق النائية في الجزر.
• التوقعات:
  • ومع تقدم تكنولوجيا الاستشعار وانخفاض تكاليفها، سيصبح تطبيقها في الفلبين أكثر انتشارا.
  • إن التكامل مع الذكاء الاصطناعي سيمكن الأنظمة ليس فقط من التحذير ولكن أيضًا من التنبؤ باتجاهات جودة المياه من خلال التعلم الآلي، مما يمهد الطريق للتهوية والتغذية الآلية بالكامل - والتحرك نحو "تربية الأحياء المائية الذكية" الحقيقية.
  • يمكن للحكومة وجمعيات الصناعة الترويج لهذه التكنولوجيا كأداة رئيسية لتعزيز القدرة التنافسية الدولية واستدامة قطاع تربية الأحياء المائية في الفلبين.

خاتمة

رغم أن العثور على وثيقة محددة بعنوان "دراسة حالة لتطبيق مستشعر ثاني أكسيد الكربون من قِبل شركة XX في الفلبين" قد يكون صعبًا، إلا أنه من المؤكد أن مستشعرات ثاني أكسيد الكربون عالية الجودة للمياه تتمتع بإمكانيات تطبيقية كبيرة وعاجلة في الفلبين، لا سيما في قطاع تربية الأحياء المائية الرئيسي فيها. ويمثل هذا تحولًا ضروريًا من الزراعة التقليدية القائمة على الخبرة إلى إدارة دقيقة قائمة على البيانات، وهو أمر أساسي لضمان الأمن الغذائي والاستقرار الاقتصادي للبلاد.

يمكننا أيضًا تقديم مجموعة متنوعة من الحلول لـ

1. جهاز قياس جودة المياه المحمول متعدد المعايير

2. نظام العوامات العائمة لجودة المياه متعددة المعايير

3. فرشاة تنظيف أوتوماتيكية لمستشعر المياه متعدد المعلمات

4. مجموعة كاملة من الخوادم ووحدة البرامج اللاسلكية، تدعم RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

لمزيد من أجهزة استشعار المياه معلومة،

يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

موقع الشركة:www.hondetechco.com

هاتف: +86-15210548582