ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИПМех РАН |
||
Проект направлен на создание системы экологического контроля водных объектов в режиме реального времени на основе набора портативных датчиков-индикаторов, подобранных при анализе комплекса гидрохимических, гидробиологических и оптических показателей качества воды методами машинного обучения.
К числу важнейших результатов, которые планируется получить в рамках выполнения данного проекта, относятся: - Определенный с помощью методов машинного обучения набор индикаторов (сигналов), свидетельствующий о поступлении загрязнителей и воздействии негативных факторов на экосистемы, а также оценка опасности данных факторов. - Реализация предложенного принципа построения прибора, ориентированного на регистрацию с необходимым уровнем точности сигналов, характеризующих наиболее опасные загрязнители и иные негативные факторы воздействия. - Макет измерительного модуля для атомно-эмиссионной спектрометрии в тлеющем разряде с жидким электродом. Будет определен оптимальный режим тлеющего разряда для определения содержания металлов в природных водах после отделения крупных частиц взвеси. - Интерпретация трехмерных спектров флуоресценции речных вод на основе устойчивой модели PARAFAC и определение характеристичных групп флуорофоров РОВ. Макет портативного измерительного модуля, спроектированный на регистрацию данных групп флуорофоров с помощью сверхярких диодов КМОП-матрицы и/или фотодиодов. - Важнейшим техническим результатом проекта будет объединение всех систем в единый прибор за счет общей элементной базы (источники возбуждения, миниатюрные спектрометры и регистрация с помощью одного ПЗС/КМОП-детектора). Правильность получаемых результатов будет обеспечена характеризацией проб из изучаемых водных объектов традиционными методами. - База данных измерений гидрохимических, гидробиологических и оптических показателей качества воды в исследуемых водных объектах Московского региона; - Сведения о сезонной динамике гидрофизических, гидрохимических и гидробиологических свойств водных объектов Московского региона. - Комплексная характеристика экологического состояния исследуемых водных объектов, учитывающая гидрологические, гидрохимические и гидробиологические показатели водных объектов, и количественные оценки качества воды водоемов по одной и нескольким группам показателей. - Количественные оценки рисков использования водных объектов для питьевого и рекреационного использования. - Рекомендации по управлению водными объектами с применением разработанной системы автоматизированного мониторинга. - Разработанная и апробированная методика оценки экологического состояния водных объектов, учитывающая результаты автоматизированного мониторинга ключевых индикаторов с необходимым методическим и методологическим обеспечением для проведения измерений (методики обработки сигналов, многомерные градуировочные модели, позволяющие определять органические вещества и содержания основных катионов).
Правительство Российской Федерации, Программа развития Московского университета |
# | Сроки | Название |
1 | 3 июля 2023 г.-31 декабря 2023 г. | Оценка экологического состояния природных вод с использованием оптических методов контроля в режиме реального времени (географический факультет) |
Результаты этапа: Выполнен анализ существующих методик оценок экологического состояния водных объектов при помощи оптических показателей качества воды и непрерывных систем мониторинга.- Обоснован выбор объектов и обоснование их использования для тестирования системы в пределах Московского региона. С июля по декабрь 2023 года выполнено несколько серий синхронных гидрофизических, гидрохимических и гидробиологических исследований с отбором и последующей обработкой проб на 2 группах объектов - с условно фоновыми и антропогенно трансформированными гидроэкологическими условиями. Проведена характеристика диапазона колебаний концентраций ключевых загрязняющих веществ на основании литературных данных и натурных измерений 2023 года. Разработаны алгоритмы оценки содержаний индивидуальных соединений органических веществ с помощью трехмерной флуориметрии (возбуждение-регистрация) с использованием алгоритмов разложения многомерных тензоров. Выполнен поиск корреляций между обнаруженными факторами (группами флуорофоров) в пробах и контролируемых параметров вод (кислотность, цветность, содержание растворенного органического углерода и ХПК) Проведено проектирование портативного УФ-детектора для спектрометра на базе высокочувствительной КМОП-линейки | ||
2 | 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. | Разработка методики оценки экологического состояния природных вод с использованием оптических методов контроля в режиме реального времени |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".