Zinātniskās darbības atbalsta sistēma
Latviešu English

Publikācija: Dzeramā ūdens kvalitātes tiešsaistes monitorings

Publikācijas veids Promocijas darbs
Pamatdarbībai piesaistītais finansējums Valsts pētījumu programmas
Aizstāvēšana: 13.12.2018 12:00, Rīgas Tehniskās universitātes konferenču zāle, Āzenes iela 6, 11. stāvs
Publikācijas valoda Latviešu (lv)
Nosaukums oriģinālvalodā Dzeramā ūdens kvalitātes tiešsaistes monitorings
Nosaukums angļu valodā Online Drinking Water Quality Monitoring
Pētniecības nozare 2. Inženierzinātnes un tehnoloģijas
Pētniecības apakšnozare 2.1. Būvniecības un transporta inženierzinātnes
Autori Sandis Dejus
Atslēgas vārdi Drinking water quality, online monitoring, contamination detection
Anotācija Promocijas darba „Dzeramā ūdens kvalitātes tiešsaistes monitorings” ietvaros ir veikta dzeramā ūdens kvalitātes monitoringa prasību un sistēmu analīze un izstrādāts jauns dzeramā ūdens kvalitātes tiešsaistes monitoringa risinājums. Esošās dzeramā ūdens kvalitātes monitorings un tā veikšanas programmas balstās uz paraugu ņemšanas un to analīzes metodēm, kas ne vienmēr spēj detektēt ūdensapgādes sistēmu piesārņojuma gadījumus, tādēļ pasaulē tiek izstrādātas tiešsaistes dzeramā ūdens monitoringa iekārtas ar agrīnā brīdinājuma sistēmām, kas spēj automātiski izziņot trauksmi dzeramā ūdens kvalitātes pasliktināšanās gadījumā. Līdz šim izveidoto un komerciāli pieejamo agrīnā brīdinājuma sistēmu un piesārņojuma detektēšanas algoritmu precizitāte ir salīdzinoši zema, turklāt to darbības efektivitāte ne vienmēr ir tikusi vērtēta eksperimentāli un šajās sistēmās tiek izmantoti tikai fizikāli – ķīmisko parametru mērījumi. Līdz ar to faktiskā mikrobioloģisko parametru atbilstība nekaitīguma prasībām un to izmaiņu dinamika netiek vērtēta. Promocijas darba ietvaros ir izstrādāts tiešsaistes dzeramā ūdens kvalitātes sistēmas risinājums ar tajā iekļautiem fizikāli – ķīmisko un mikrobioloģisko parametru mērījumiem. Piedāvātajā risinājumā ir iekļauta automātiskā piesārņojuma detektēšanas un klasifikācijas funkcija, kas tiek nodrošināta, izmantojot pielāgotu Mahalanobisa attālumu algoritmu. Darbā izstrādātais risinājums ir eksperimentāli pārbaudīts pilota mēroga ūdensapgādes sistēmā, simulējot dažādus piesārņojuma gadījumus. Simulāciju laikā ir veikts dzeramā ūdens kvalitātes monitorings, noskaidroti kvalitātes parametri un to kombinācijas, kas nodrošina piesārņojuma detektēšanu ar visaugstāko precizitāti. Darba izstrādes laikā relatīvi visaugstāko piesārņojuma detektēšanas precizitāti uzrādīja adenozīntrifosfāta, duļķainības un kopējā organiskā oglekļa mērījumu kombinācija. Eksperimentu laikā tika konstatēts, ka, veicot dzeramā ūdens kvalitātes monitoringu atbilstīgi pasaulē esošajai likumdošanai, simulētie piesārņojuma gadījumi netiktu detektēti. Tas nozīmē, ka patērētājiem reālas ūdensapgādes sistēmas apstākļos var tikt piegādāts dzeramā ūdens nekaitīguma prasībām neatbilstīgs ūdens. Darba izstrādes laikā iegūtie teorētiskie un eksperimentālie rezultāti liecina par nepieciešamību agrīnā brīdinājuma sistēmās iekļaut mikrobioloģisko parametru tiešsaistes monitoringu. Piedāvātais risinājums ietver potenciāli automatizējamas dzeramā ūdens mikrobioloģisko parametru izmeklējumu metodes, kas var būtiski uzlabot piesārņojuma detektēšanas precizitāti. Tāpat dzeramā ūdens mikrobioloģiskās kvalitātes atbilstības vērtējumam dzeramā ūdens nekaitīguma prasībām vajadzīgais laiks tiktu samazināts no šobrīd nepieciešamajām 18 līdz 24 stundām līdz 5 minūtēm. Promocijas darbs ir uzrakstīts latviešu valodā un satur 120 lappuses, 18 attēlus, 11 tabulas un 9 pielikumus. Darbā izmantoti 186 literatūras avoti.
Anotācija angļu valodā In the framework of the thesis “Online Monitoring for Drinking Water Quality,” analysis of existing drinking water quality monitoring requirements and systems has been carried out, and a new online monitoring solution for drinking water quality have been developed. Existing water quality monitoring programmes are be based on “grab” sampling and analysis methods. They are not always capable of detecting pollution of water systems. Therefore, there are online drinking water monitoring systems with early warning function developing all over the world. Those systems automatically detect contamination events and triggers alarms in the event of deterioration of the quality of drinking water. However the contamination event detection precision by commercial early warning systems is rather low. Also there are only physically-chemical drinking water quality parameters analysed by those systems. It means that the microbiological compliance to safe water limits and the dynamics of quality is not evaluated. In this work, a solution for the online drinking water quality system is proposed. The proposed system includes measurements of physical-chemical and microbiological parameters and an automatic pollution detection and classification function that is provided with a custom Mahalanobis distance algorithm. The solution developed in the framework of the work has been experimentally tested in the pilot-wide water supply system, simulating various contamination event scenarios. During simulations, water quality monitoring of drinking water has been carried out and the water quality parameters and combinations of them that ensures the highest contamination event detection accuracy where selected. The best contamination event detection accuracy is ensured by the combination of adenosine triphosphate, turbidity, and total organic carbon measurements. During experiments, it was found that, by the implementation of drinking water quality monitoring principles in accordance with the existing legislation, simulated contamination events would not be detected. In real conditions, it would lead to consumption of unsafe drinking water. Theoretical and experimental results obtained within the work show the need to include online monitoring of microbiological parameters in early warning systems. The proposed solution includes potentially automated methods of testing of microbiological parameters for drinking water, which can significantly improve the accuracy of pollution detection. The time required for the assessment of the biological quality of drinking water for drinking water safety requirements would be reduced from the currently required 18 to 24 hours, to 5 minutes. The promotion work is written in Latvian and contains 120 pages, 18 images, 11 tables, 9 attachments and 186 literature sources were used to develop this work.
Atsauce Dejus, Sandis. Dzeramā ūdens kvalitātes tiešsaistes monitorings. Promocijas darbs. Rīga: [RTU], 2018. 120 lpp.
Pilnais teksts Pilnais teksts
Kopsavilkums Kopsavilkums
ID 28171