AUTOMATA MOBIL MÉRŐÁLLOMÁSOK LÉTJOGUSULTSÁGA A FELSZÍNI VIZEK VIZSGÁLATÁNÁL

Átírás

1 AUTOMATA MOBIL MÉRŐÁLLOMÁSOK LÉTJOGUSULTSÁGA A FELSZÍNI VIZEK VIZSGÁLATÁNÁL Kovács Zsófia 1, Dr. Zsilák Zoltán 2, Bobek Janka 1, Stoller Krisztián 3, Dr. Rédey Ákos 1 A KÖRNYEZETVÉDELMI MÉRÉS ÉS MINTAVÉTEL AKTUÁLIS KÉRDÉSEI 2014 SZAKMAI KONFERENCIA Budapest, május Pannon Egyetem, Környezetmérnöki Intézet, 8200 Veszprém Egyetem u Pannon Egyetem, Általános és Szervetlen Kémia Intézeti Tanszék, 8200 Veszprém, Egyetem u Aqua-Terra Lab. Kft., 8200 Veszprém, Wartha Vince u. 1/2.

2 BEVEZETÉS VÍZ KERETIRÁNYELV(2000/60/EK)- VÍZGYŰJTŐGAZDÁLKODÁS FOLYAMATOS MONITORING RENDSZER, KORAI JELZŐ RENDSZER KONCEPCIÓ (TRIPLE HELIX MODEL) KÜLÖNBÖZŐ MONITORING MEGOLDÁSOK ESETTANULMÁNYOK: FOLYAMATOS VÍZMINŐSÉG VIZSGÁLAT: TORNA-PATAK, VESZPRÉMI-SÉD, TISZTÍTOTT SZENNYVÍZ VIZSGÁLAT, ÖSSZEFOGLALÁS

3 VÍZ KERETIRÁNYELV (2000/60/EK) Az Európai Unió hosszú távú programja a Víz Keretirányelv (2000/60/EK). A VKI célja, a víztestek jó ökológiai és kémiai állapotának elérése 2015-ig. A VKI céljai: Szennyezés megelőzése és csökkentése, Fenntartható vízhasználat, Környezetvédelem, Vízi ökoszisztémák megóvása Árvizek és aszályok hatásainak mérséklése A JÓ ÁLLAPOT elérése kötelező, intézkedési tervek. Az emisszió (kibocsátási és az immissziós (befogadó határértéken alapuló) szabályozás összehangolása.

4 VÍZMINŐSÉG MONITORING HAGYOMÁNYOS SZABVÁNYOS MÓDSZER off line A szabványos laboratóriumi mérések nagyon pontos eredményeket szolgáltatnak és széles spektrumú kémiai paraméterek mérése lehetséges. PROBLÉMÁK Magas költség - Mintavételi gyakoriság - Sok mintaszám Nem képes azonnal biztosítani az eredményeket a lakosság egészségügyi védelme érdekében ON LINE MONITORING Jelzi a vízminőség rövid és hosszú távú változásait megalapozva ezzel a beavatkozások kivitelezésének módját Korai előrejelzés Megelőzés: illegális szennyezés felderítése, és további szennyezések megállítása Folyamatos adatgyűjtés, mely információt szolgáltat a döntéshozók számára PROBLÉMÁK - Egyszeri nagyobb beruházás - Karbantartási költség - Fenntartási költség (pl. standard oldatok, reagensek)

5 Integrált rendszer, amelyet jellemzi: - monitoring technikák fejlesztése, - adatok értelmezése, eredmények értékelése KORAI JELZŐ RENDSZER KORAI JELZŐ RENDSZER-EARLY WARNING SYSTEM - eredmények felhasználása a döntéstámogatásban. EWS-ben elvárt a következő kritériumok együttes megjelenése : - Gyors válasz biztosítása - Folyamatos adatgyűjtés - Érzékenység - Felhasználó barát - Széles spektrumban detektálás - Költséghatékony - Távvezérlés

6 ÚJ IRÁNY Az új monitoring rendszerek biztosítják a szennyezési csúcsok detektálását, amelyek csak 1-2 óráig tartanak és leginkább éjszakai illetve hétvégi időszakokban jelennek meg. Hova helyezzük el a monitoring állomást? Milyen monitoring eszközöket használjunk? Hogyan és milyen formában kerüljenek megjelenítésre az adatok? Szennyező források azonosítása? Milyen mérési módszereket válasszunk a szennyezések detektálására? KIALAKÍTOTT KONCEPCIÓNK

7 EGYÜTTMŰKÖDÉS-TRIPLE HELIX MODEL TRIPLE HELIX MODEL Pannon Egyetem, Környezetmérnöki Intézetének egyik fő iránya a vízmonitoring területére fókuszál. Együttműködés egyetemekkel, hatóságokkal Együttműködés ipari partnerekkel Környezetvédelem Környezetmérnöki Intézet, Pannon Egyetem Közép-dunántúli Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség Miskolci Egyetem, Eötvös József Főiskola IT (Information Technology) Résztvevők: Apertech Informatikai Kft, Combit Számítástechnikai Zrt. Műszerfejlesztők Résztvevők: Aqua-Terra Kft. Aquacontrol Kft; AquaConcorde Water Analysis and Technology

8 FEJLESZTÉS EREDMÉNYE MÉRÉS Alkalmazott eszközpark Fix pont: konténer, szondák, analizátor, bója Mozgás: GPS koordináták alapján hajó Módszerek Kézi On-line ADATGYŰJTÉS Akkreditálható Vízminőség Távmérő Rendszer (AVITAR) /adatgyűjtő rendszer kommunikációs felület központi adatbázis nyitott platform (bővíthető) EREDMÉNYEK Felhasználói felület Vezérelhető: weben keresztül, SMS, mobiltelefon, tablet Felhasználók: hatóságok, szervezetek, kutatók, lakosság Adat publikálás Célok: eredmények, riasztás Formája: riportok, diagramok, térképek, fotók Elemzés: szabványok, határérték

9 FOLYAMATOS MONITORING HÁLÓZAT Szennyező források Ipar területek Települések Mezőgazda sági területek Indikátor paraméterek ph, vezetőképesség, klorid, toxicitás) Szennyvíztisztító telep(wwtp) Ammónium-N, ortofoszfát-p, klorofilla Termálfürdő (hőmérséklet) Csapadékelvezető csatornák, Autószerelő telep (olajszennyezés, PAH) Állattartó telep(nitrát- N, ammónium-n) MONITORING HÁLÓZAT KIÉPÍTÉSE EGY VÍZGYŰJTŐ TERÜLETEN Ipar Település WWTP Tó ph, vezetőképesség Ortofoszfát-P Thermálfürdő Hőmérséklet Állattartó telep Ammónium-N Mezőgazdasági terület Monitoring állomások Ortofoszfát-P Nitrát-N Indikátor fizikai-kémiai paraméterek

10 MODULÁRIS RENDSZER MODULÁRIS RENDSZER Standard paraméterek hőmérséklet, ph, vezetőképesség, oldott oxigén, zavarosság, klorofill-a, kékalga, KOI,TOC, PO 4 3-, NH 4+, NO 2-, NO 3 - Bővített paraméter lista: Poliaromás szénhidrogének(pah), SO 4 2-, Na +, Ca 2+, Mg 2+, K +, Zn, Cd, Co, Fe, Pb, Cu, Ni, Mn, Cr, BTX, peszticidek, gyógyszermaradványok Speciális paraméter sugárzás mérés Víz Keretirányelv monitoring rendszerével Biológiai monitoring BŐVÍTÉS INTEGRÁLÁS

11 ESETTANULMÁNYOK MONITORING RENDSZEREK ESETTANULMÁNYOK Mobil Mérőállomás- felszíni víz monitoring 1. Torna-patak vízminősége (vörösiszap katasztrófa) (on-line mérés: vízhőmérséklet, ph és vezetőképesség) 2. Települési szennyvíztisztító telep hatása a befogadóra (valós időben mértük az NH 4+ -N, NO 3- -N, PO 4 3 P koncentrációját az elfolyó tisztított szennyvízben) Szenzorok alkalmazása 3. TRIOS szenzor (Veszprémi-Séd vízminőségének vizsgálata) (Mérési paraméterek: PAH) 4. PONSEL szenzor (Lázbérci tározó, Veszprémi-Séd vízminőségének vizsgálata) (Mérési paraméterek: hőmérséklet, ph, DO, zavarosság és vezetőképesség)

12 TORNA-PATAK ESETTANULMÁNY 1: TORNA-PATAK VÍZMINŐSÉGE A vörösiszap katasztrófa október 4-én történt (X. kazetta átszakadt). AVITAR RENDSZER ALKALMAZÁSA Devecserbe került kihelyezésre az AVITAR mobil mérőállomás, ahol folyamatosan vizsgáltuk (2010. december október 31.) a Torna-patak vízminőségének változását. A mérési eredmények validálása érdekében együttműködtünk a Közép- Dunántúli Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőséggel. Fejlesztés: Combit IT Zrt., Ökoret Spin-off Zrt.

13 TORNA-PATAK ESETTANULMÁNY 1: TORNA-PATAK VÍZMINŐSÉGE Az AVITAR rendszer között 30 percenként mért ph, vezetőképesség napi átlag eredményei láthatóak. Extrém ph: Semlegesítő savtartály cseréje Mederkotrás A vállalat csökkentette a ecetsav adagolását Extrém vezetőképesség : Az okok a vörösiszappal terhelt meder bolygatása és a semlegesítéshez használt anyagok koncentrált előfordulása. A mért értékek az idővel csökkentek de továbbra is a szennyezett vízminőségi kategóriába sorolható.

14 ESETTANULMÁNY 2: SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEP HATÁSA a BEFOGADÓRA MOBIL KONTÉNER TISZTÍTOTT SZENNYVÍZ VIZSGÁLAT MOBIL KONTÉNER FELÉPÍTÉSE Légkondicionáló Villamos szekrény Desztillált víz Kifolyó Fejlesztés: Aqua- Terra Lab. Kft. Környezetmérnöki Intézet, PE PONSEL elektróda (ph, vezetőképesség, zavarosság, oldott oxigén) Analizátor (TOC stb.) Robot Analizátor (RWA) Szűrő (0,45µm) Befolyó minta (felszíni víz)

15 TISZTÍTOTT SZENNYVÍZ VIZSGÁLAT ROBOT ANALIZÁTOR ALKALMAZÁSA A MOBIL KONTÉNERBEN A projekt célja volt, hogy az on-line mérésre alkalmas monitoring állomás működését teszteljük valamint az alkalmazott Robot Analizátort laboratóriumi mérésekkel validáljuk. A mérőállomás távvezérelhető, minden 2 órában történt mintavétel a tisztított elfolyó szennyvízből. Alkalmazott Robot Analizátor hazai fejlesztésű spektrofotométer. Valós időben három paraméter (ammónium, nitrát, ortofoszfát) koncentráció mérésére alkalmas. Robot Analizátor (RWA) a konténerben 11 csatornás az RWA fotométer

16 TISZTÍTOTT SZENNYVÍZ VIZSGÁLAT ROBOT ANALIZÁTOR ALKALMAZÁSA A MOBIL KONTÉNERBEN A projekt célja volt, hogy az on-line mérésre alkalmas monitoring állomás működését teszteljük valamint az alkalmazott Robot Analizátort laboratóriumi mérésekkel validáljuk. A mérőállomás távvezérelhető, minden 2 órában történt mintavétel a tisztított elfolyó szennyvízből. Ortofoszfát-P koncentráció meghatározása szabványos és on-line módszerrel Robot Analizátor (RWA) a konténerben Ortofoszfát-P koncentráció 0,5-12 mg/l

17 TÁMOP C-12/1/KONV EREDMÉNYEK Folyamatos monitoring segítségével olyan működési problémát detektáltunk, amelyet a hagyományos mintavételezési módszerrel nem lehetett volna kimutatni. Nagy mennyiségű lebegőanyag távozott extrém időszakban (hétvégén, éjszakai órákban), amely során nagyobb ortofoszfát koncentrációt detektáltunk. Az így kapott eredményekkel információt biztosítottunk a szennyvíztelep üzemletetői számára, amely segíti a telep működtetését.

18 TÁMOP C-12/1/KONV ESETTANULMÁNY 3. TRIOS SZENZOR ALKALMAZÁSA: DUNA HATÁRMENTI SZAKASZÁNAK VIZSGÁLATA UV fluoreszcens szenzorok alkalmazása klorofill-a és PAH koncentráció meghatározására (minimum 3 mintavételi helyen különböző mélységekben). A projekt magyar-szerb határmenti együttműködés keretében valósult meg. MicroFlu sensor Klorofill-a: 470 nm / emitted 685nm Mérési tartomány: µg/l, µg/l, Érzékenység: < 0.1 µg/l Mélység: 500 m

19 TÁMOP C-12/1/KONV ESETTANULMÁNY 4. PONSEL SZENZOR ALKALMAZÁSA: LÁZBÉRCZI TÁROZÓ VIZSGÁLATA Mérés (2013. május 31 14:00-június 2 10:00) Adat gyűjtés és továbbítás GPRS/ interneten keresztül Ponsel szenzor: Hőmérséklet, ph, vezetőképesség, DO, zavarosság Eredmények online nyomonkövetése / publikáció a web portálon

20 FELSZÍNI VÍZ MONITORING INNOVATÍV MEGOLDÁSOK A FELSZÍNI VIZEK MONITORING TERÜLETÉN MOBIL VÍZMINŐSÉG VIZSGÁLÓ MINI MÉRŐÁLLOMÁS (távvezérlés): Folyamatos mérés: augusztus-október Adat gyűjtés és vezérlés ipari PC keresztül történik. Az adat továbbítása GPRS kapcsolaton keresztül. Az adatok megjelenítése és értékelése a web portálon. PAH szonda Automata mintavevő Ipari PC Akkumulátor Ponsel szondák: ph, vezetőképesség, zavarosság, DO, T Környezetmérnöki Intézet, PE Aqua-Terra Lab Kft.

21 AVITAR FELÜLET

22 ON-LINE MÉRÉSI EREDMÉNYEK Csapadék detektálása :00-06:00 csúcs 05:00 7,26 39 cm 332 µs cm NTU 0,16 mg l -1 0,73 mg l -1 0,03 mg l -1 2 mg l -1

23 INNOVATÍV MEGOLDÁSOK A FELSZÍNI VIZEK MONITORING TERÜLETÉN VÍZMINŐSÉG ELLENŐRZŐ ROBOT HAJÓ, BÓJA ANALIZÁTOR (távvezérelhető) pl. Halászati Kutató Intézet (halastavak vizsgálata) Vízpartról kézi irányítás /automatikus üzemmód mintavétel és mérés (ph, DO, vezetőképesség, hőmérséklet, zavarosság, klorofill-a, kékalga, KOI) 0-10m mélységben. Mérési eredmények rögzítése és WLAN kapcsolaton keresztül real-time továbbítja az adatokat az operátor felé. FELSZÍNI VÍZ MONITORING Folyamatosan monitorozza a víztestet. Mérési paraméterek (ph, DO, vezetőképesség, hőmérséklet, zavarosság, ionszelektív elektróda pl. nitrát, szonda pl. KOI (SAC 254nm)). Mérési eredményeket tárolja és GPRS kapcsolaton keresztül az adatbázis szerverre továbbítja. Határérték túllépés valamint lopás esetén riasztó SMS-t küld. Fejlesztő: Aqua-Terra Lab. Kft.

24 KAPCSOLÓDÁSI TERÜLETEK Korai előrejelzés, hazai Korai előrejelzés, nemzetközi DBs/ trendelemzés VKI monitoring MONITORING Minta archiválás Biológiai monitoring, toxikológia Terhelések közvetlen vizsgálata Passzív mintavétel

25 TÁMOP C-12/1/KONV ÖSSZEFOGLALÁS Automata Monitoring Rendszerek (eszközpark igény szerint alakítható) AVITAR keretrendszer fejlesztése (opcionálisan bővíthető mérési paraméterek számával) On-line analizátorok további tesztelése (RWA, ELCAD) Szenzor alapú detektorok alkalmazási lehetőségei JÖVŐBENI TERVEK! További eszköz fejlesztők bevonása További vízfolyások monitoringozása (szennyező források azonosítása) Célunk határmenti együttműködésekben való részvétel

26 TÁMOP C-12/1/KONV Köszönetnyilvánítás KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! zsofiakovacs@almos.uni-pannon.hu zsilak.zoltan@mk.uni-pannon.hu A projekt a Kutatási és Technológiai Innovációs Alap támogatásával BAROSS_KD_ 07-KD_INFRA_ valósult meg. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával a TÁMOP C- 12/1/KONV és a TÁMOP A-11/1/KONV és a valósult meg. KMOP tárgyú program támogatásával valósult meg. A projekt a GOP /B. támogatásával valósult meg.