RU2453833C2 - Method of identifying and classifying pollution of freshwater environment and apparatus for realising said method - Google Patents

Method of identifying and classifying pollution of freshwater environment and apparatus for realising said method Download PDF

Info

Publication number
RU2453833C2
RU2453833C2 RU2010118388/28A RU2010118388A RU2453833C2 RU 2453833 C2 RU2453833 C2 RU 2453833C2 RU 2010118388/28 A RU2010118388/28 A RU 2010118388/28A RU 2010118388 A RU2010118388 A RU 2010118388A RU 2453833 C2 RU2453833 C2 RU 2453833C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
background
temperature
pollution
freshwater
fon
Prior art date
Application number
RU2010118388/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010118388A (en
Inventor
Юрий Германович Подкин (RU)
Юрий Германович Подкин
Михаил Юрьевич Мишков (RU)
Михаил Юрьевич Мишков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет"
Priority to RU2010118388/28A priority Critical patent/RU2453833C2/en
Publication of RU2010118388A publication Critical patent/RU2010118388A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2453833C2 publication Critical patent/RU2453833C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method of identifying and classifying pollution of a freshwater environment involves measuring temperature, classifying contaminants into groups based on analysis of a combination of measured factors, collecting samples for further laboratory analysis, sending information on the investigated facility obtained from several points to a single receiving system. Components
Figure 00000014
σx of the complex permittivity of the medium are measured. Pollution of the freshwater environment is determined based on deviation of values
Figure 00000015
reduced to temperature T0 for σ≈σfon from background
Figure 00000016
σfon. Contaminants of the freshwater environment are classified using the following relationships: σ>σfon - electrolytes,
Figure 00000017
for σ≈σfon - non-polar and weakly polar organic compounds,
Figure 00000018
for σ≈σfon - polar organic compounds, frequency dispersion ε', σ - suspensions, films, colloids. Standard temperature dielectric characteristics of the investigated freshwater environment ε'(T0) and σ(T) are plotted. By averaging the values of ε'(T0) and σ(T0) reduced to temperature T0 over a time interval Δt greater than a single measurement Δt0 the background characteristics
Figure 00000019
σfon are determined. Background characteristics
Figure 00000019
σfon are used as the temperature T0. The average annual temperature of the investigated freshwater environment is used as the temperature T0, and the time interval Δt is defined as (104…108)·Δt0. Apparatus for identifying and classifying pollution of a freshwater environment is disclosed to realise the disclosed method.
EFFECT: high information content of identifying pollution of a freshwater environment owing to classification of types of organic substances, as well as high reliability and cost-effectiveness of the corresponding apparatus by replacing several sensors for the investigated characteristics of the freshwater environment.
4 cl, 5 dwg, 2 ex

Description

Изобретения относятся к методам контроля загрязнения окружающей среды, предназначены для обнаружения и классификации типа загрязнения пресноводной среды. Могут быть использованы при экологическом мониторинге, в системах приготовления водных растворов и в технологических процессах с их участием.The invention relates to methods for controlling environmental pollution, designed to detect and classify the type of pollution of a freshwater environment. They can be used in environmental monitoring, in systems for preparing aqueous solutions and in technological processes with their participation.

Известен способ интегральной экспресс-оценки загрязнения окружающей среды [Патент РФ 2359036, 2009], включающий инкубацию водорастворимых поллютантов с биологической тест-системой и количественную их оценку по вызываемому ими 50%-ному снижению величины максимальной люминолзависимой хемилюминесценции по сравнению с контролем, причем в качестве тест-системы используют комплексный полиферментный препарат из корня хрена, обладающий оксидазно-пероксидазной активностью, в комбинации с сульфгидрильным реагентом, который берут в конечной концентрации не менее 0,1 мкг/мл и не более 100 мкг/мл.A known method of integrated rapid assessment of environmental pollution [RF Patent 2359036, 2009], including incubating water-soluble pollutants with a biological test system and quantifying them by the 50% reduction in their maximum luminol-dependent chemiluminescence compared to the control, and as test systems use a complex polyenzyme preparation from horseradish root with oxidase-peroxidase activity in combination with a sulfhydryl reagent, which is taken in the final concentration radios at least 0.1 g / ml and not more than 100 mcg / ml.

Для реализации этого способа требуется квалифицированный персонал, а применение специфичных расходных материалов затрудняет непрерывный одновременный контроль водного объекта в нескольких точках.To implement this method, qualified personnel are required, and the use of specific consumables makes it difficult to continuously monitor a water body at several points.

Известен способ определения техногенного загрязнения почв и донных осадков металлами [Патент РФ 2110068, 2009], включающий измерение магнитной восприимчивости почв и донных осадков на фоновом и исследуемом участках, оценку степени загрязнения по соотношениямA known method for determining technogenic pollution of soils and bottom sediments by metals [RF Patent 2110068, 2009], including measuring the magnetic susceptibility of soils and bottom sediments in the background and the studied areas, assessing the degree of pollution by the ratios

Figure 00000001
- умеренное загрязнение,
Figure 00000001
- moderate pollution,

Figure 00000002
- сильное загрязнение,
Figure 00000002
- severe pollution,

где χизм - магнитная восприимчивость на исследуемом участке; χфон - магнитная восприимчивость на фоновом участке. Однако этот способ способен выявлять только ферромагнитные вещества и нечувствителен к диа- и парамагнитным материалам, в том числе органическим веществам, солям, кислотам, щелочам.where χ ISM - magnetic susceptibility in the studied area; χ background - magnetic susceptibility in the background area. However, this method is able to detect only ferromagnetic substances and is insensitive to dia- and paramagnetic materials, including organic substances, salts, acids, alkalis.

Наиболее близким к предлагаемому решению является устройство [Патент СССР 1837217, 1990] и соответствующий ему способ контроля загрязнений пресноводной среды, включающий измерение температуры, рН; окислительно-восстановительного потенциала Redox; электропроводности; среднего уровня радиоактивности; содержания ионов (Ni, Cr, Cu и др.), кислорода О2, классификацию загрязнений по трем группам («тяжелые металлы», «соли, кислоты, щелочи», «органика») на основе анализа комбинации измеренных показателей, отбор проб для дальнейшего лабораторного анализа, передачу информации об объекте контроля, полученной с нескольких точек на единую приемную систему.Closest to the proposed solution is the device [USSR Patent 1837217, 1990] and the corresponding method for controlling freshwater pollution, including measuring temperature, pH; Redox Redox Potential; electrical conductivity; medium level of radioactivity; the content of ions (Ni, Cr, Cu, etc.), oxygen О 2 , the classification of contaminants into three groups (“heavy metals”, “salts, acids, alkalis”, “organic”) based on the analysis of a combination of measured parameters, sampling for further laboratory analysis, the transfer of information about the control object obtained from several points to a single receiving system.

Однако такой способ не позволяет определять виды органических веществ, а соответствующее устройство требует регулярной (1-10 раз в месяц) замены чувствительных элементов датчиков, что снижает эксплуатационную надежность, экономичность и затрудняет непрерывный контроль за состоянием пресноводной среды.However, this method does not allow to determine the types of organic substances, and the corresponding device requires regular (1-10 times per month) replacement of the sensitive elements of the sensors, which reduces operational reliability, efficiency and makes it difficult to continuously monitor the state of the freshwater environment.

Задачей изобретений является повышение информативности обнаружения загрязнений пресноводной среды за счет классификации видов органических веществ, а также повышение надежности и экономичности соответствующего устройства за счет замены ряда датчиков контролируемых характеристик пресноводной среды.The objective of the invention is to increase the information content of the detection of freshwater pollution by classifying the types of organic substances, as well as increasing the reliability and efficiency of the corresponding device by replacing a number of sensors with controlled characteristics of the freshwater environment.

Поставленная задача достигается тем, что в способе обнаружения и классификации загрязнения пресноводной среды, включающем измерение температуры, классификацию загрязнений по группам на основе анализа комбинации измеренных показателей, отбор проб для дальнейшего лабораторного анализа, передачу информации об объекте контроля, полученной с нескольких точек на единую приемную систему, независимо измеряют составляющие

Figure 00000003
, σx комплексной диэлектрической проницаемости среды, судят о факте загрязнения пресноводной среды по отклонениям приведенных к температуре Т0 значений ε'(Т0) и σ(Т0) от фоновых
Figure 00000004
, σфон, проводят классификацию загрязнения пресноводной среды по следующим соотношениям:The problem is achieved in that in a method for detecting and classifying freshwater pollution, including temperature measurement, classifying pollution into groups based on an analysis of a combination of measured parameters, sampling for further laboratory analysis, transmitting information about the control object obtained from several points to a single receiving room system, independently measure the components
Figure 00000003
, σ x of the complex dielectric constant of the medium, the fact of freshwater pollution is judged by the deviations of the values ε '(T 0 ) and σ (T 0 ) from the background values brought to the temperature T 0
Figure 00000004
, σ background , carry out the classification of freshwater pollution by the following ratios:

σ>σфон - электролиты,σ> σ background - electrolytes,

Figure 00000005
при σ≈σфон - неполярные и слабополярные органические соединения,
Figure 00000005
at σ≈σ the background is nonpolar and weakly polar organic compounds,

Figure 00000006
при σ≈σфон - полярные органические соединения,
Figure 00000006
at σ≈σ the background is polar organic compounds,

частотная дисперсия ε', σ - суспензии, пленки, коллоиды.frequency dispersion ε ', σ - suspensions, films, colloids.

Другое отличие состоит в том, что снимают типовые температурные диэлектрические характеристики контролируемой пресноводной среды ε'(T) и σ(T), усреднением приведенных к температуре Т0 значений ε'(Т0) и σ(Т0) за превышающий единичное измерение Δt0 промежуток времени Δt определяют фоновые характеристики

Figure 00000004
, σфон.Another difference is that typical temperature dielectric characteristics of the controlled freshwater medium ε '(T) and σ (T) are taken by averaging the values of ε' (T 0 ) and σ (T 0 ) reduced to a temperature T 0 over a single measurement Δt 0 time interval Δt determine the background characteristics
Figure 00000004
, σ background .

Третье отличие заключается в том, что в качестве температуры Т0 используют среднегодовую температуру контролируемой пресноводной среды, а промежуток времени Δt определяют как (104…108)·Δt0.The third difference is that the average annual temperature of the controlled freshwater medium is used as the temperature T 0 , and the time interval Δt is defined as (10 4 ... 10 8 ) · Δt 0 .

Для реализации способа в устройство для обнаружения и классификации загрязнения пресноводной среды, содержащее датчики температуры t°С и удельной проводимости σ, блок отбора проб и передатчик, дополнительно введены датчик вещественной составляющей диэлектрической проницаемости ε', блоки задания фоновых значений составляющих комплексной диэлектрической проницаемости

Figure 00000004
, σфон, блок анализа, причем выходы датчиков t°С, σ, ε',
Figure 00000004
, σфон подключены ко входам блока анализа, первый выход которого подключен ко входу передатчика, а второй выход - ко входу блока отбора проб.To implement the method, a device for detecting and classifying pollution of a freshwater medium containing temperature sensors t ° С and conductivity σ, a sampling unit and a transmitter additionally includes a sensor for the material component of the dielectric constant ε ', blocks for setting the background values of the components of the complex dielectric constant
Figure 00000004
, σ background, analysis unit, the sensor outputs t ° С, σ, ε ',
Figure 00000004
, σ background is connected to the inputs of the analysis unit, the first output of which is connected to the input of the transmitter, and the second output is connected to the input of the sampling unit.

Способ обнаружения и классификации загрязнения пресноводной среды и устройство для его осуществления поясняются фигурами 1-5.The method for detecting and classifying freshwater pollution and a device for its implementation are illustrated by figures 1-5.

На фигуре 1 приведена функциональная схема устройства для обнаружения и классификации загрязнения пресноводной среды. Она содержит датчики: вещественной составляющей диэлектрической проницаемости ε' 1, удельной проводимости σ 2, блоки задания фоновых значений составляющих комплексной диэлектрической проницаемости

Figure 00000004
3, σфон 4, датчик температуры t°С 5, подключенные ко входам блока анализа 6, первый выход которого подключен ко входу передатчика 7, а второй выход - ко входу блока отбора проб 8.The figure 1 shows a functional diagram of a device for the detection and classification of pollution of a freshwater environment. It contains sensors: the real component of the dielectric constant ε '1, conductivity σ 2, blocks for setting the background values of the components of the complex dielectric constant
Figure 00000004
3, σ background 4, a temperature sensor t ° C 5 connected to the inputs of the analysis unit 6, the first output of which is connected to the input of the transmitter 7, and the second output is connected to the input of the sampling unit 8.

На фигурах 2…4 приведены концентрационные зависимости составляющих диэлектрической проницаемости ε', σ для водных растворов соли NaCl, этилового спирта С2Н5ОН, аминоуксусной кислоты (глицина) C2H5NO2.In figures 2 ... 4 shows the concentration dependence of the components of the dielectric constant ε ', σ for aqueous solutions of NaCl salt, ethyl alcohol C 2 H 5 OH, aminoacetic acid (glycine) C 2 H 5 NO 2 .

На фигуре 5 приведены частотные зависимости составляющих диэлектрической проницаемости для водных эмульсий трансформаторного масла.The figure 5 shows the frequency dependence of the components of the dielectric constant for aqueous emulsions of transformer oil.

Воздействие загрязнения на диэлектрическую проницаемость ε' и удельную проводимость σ природной пресноводной среды может быть отнесено к одной из четырех групп:The effect of pollution on the dielectric constant ε 'and conductivity σ of a natural freshwater medium can be attributed to one of four groups:

1. Электролиты (соли, кислоты, основания) изменяют концентрацию ионов в воде, что на частотах ниже 100 МГц приводит к возрастанию удельной проводимости σ среды.1. Electrolytes (salts, acids, bases) change the concentration of ions in water, which at frequencies below 100 MHz leads to an increase in the specific conductivity σ of the medium.

2. Неполярные и слабополярные растворители снижают диэлектрическую проницаемость ε', мало влияя на удельную проводимость σ вплоть до оптических частот.2. Non-polar and weakly polar solvents reduce the dielectric constant ε ', having little effect on the conductivity σ up to optical frequencies.

3. Полярные диэлектрики увеличивают диэлектрическую проницаемость. При этом изменения удельной проводимости и диэлектрической проницаемости могут быть разнородными уже на звуковых частотах, что позволяет по данным низкочастотной диэлектрической спектроскопии определять класс загрязнения.3. Polar dielectrics increase the dielectric constant. In this case, the changes in the conductivity and permittivity can be heterogeneous even at sound frequencies, which makes it possible to determine the class of pollution from the data of low-frequency dielectric spectroscopy.

4. Нерастворимые и слаборастворимые вещества приводят в основном к образованию пленок и эмульсий, имеющих четко выраженные дисперсионные области частотных диэлектрических характеристик.4. Insoluble and slightly soluble substances lead mainly to the formation of films and emulsions having distinct dispersion regions of frequency dielectric characteristics.

Классификацию загрязнения проводят сравнением приведенных диэлектрических характеристик контролируемой пресноводной среды с фоновыми, непрерывно флуктуирующими в некоторых диапазонах σфон,

Figure 00000004
по естественным причинам (изменение климатических условий, процессы в живой природе) по следующим соотношениям:Pollution classification is carried out by comparing the reduced dielectric characteristics of a controlled freshwater medium with background continuously fluctuating in some ranges of σ background ,
Figure 00000004
for natural reasons (changing climatic conditions, processes in nature) by the following ratios:

σ>σфон - электролиты (соли),σ> σ background - electrolytes (salts),

Figure 00000007
при σ≈σфон - неполярные и слабополярные загрязнения (щелочи, органические вещества (спирты)),
Figure 00000007
at σ≈σ the background is nonpolar and weakly polar pollution (alkalis, organic substances (alcohols)),

Figure 00000008
- полярные загрязнения (кислоты, органические вещества (аминокислоты), соединения водорода),
Figure 00000008
- polar pollution (acids, organic substances (amino acids), hydrogen compounds),

дисперсия ε', σ

Figure 00000009
, σ(f)≠σфон(f) - нерастворимые и слаборастворимые загрязнения (нефтепродукты, тяжелые металлы) (f - рабочая частота).variance ε ', σ
Figure 00000009
, σ (f) ≠ σ background (f) - insoluble and slightly soluble contaminants (oil products, heavy metals) (f - operating frequency).

Для приведения значений ε', σ к температуре Т0 предварительно снимают типовые температурные зависимости диэлектрических характеристик контролируемого объекта, и усреднением приведенных к температуре Т0 значений ε'(Т0) и σ(Т0) за превышающий единичное измерение Δt0 промежуток времени Δt определяют фоновые характеристики

Figure 00000004
, σфон. To bring the values of ε ', σ to the temperature T 0, the typical temperature dependences of the dielectric characteristics of the controlled object are first removed, and the values ε' (T 0 ) and σ (T 0 ) are reduced to a temperature T 0 over the unit time Δt 0 time interval Δt determine background characteristics
Figure 00000004
, σ background.

Кроме того, при организации круглогодичного непрерывного экологического мониторинга в качестве температуры Т0 используют среднегодовую температуру контролируемой пресноводной среды, а промежуток времени Δt определяют как (104…108)·Δt0.In addition, when organizing year-round continuous environmental monitoring as the temperature T 0 use the average annual temperature of the controlled freshwater environment, and the time period Δt is defined as (10 4 ... 10 8 ) · Δt 0 .

Устройство работает следующим образом: при появлении в пресноводной среде загрязняющего вещества диэлектрические характеристики последней вызывают изменения показаний датчиков ε' 1 и σ 2. Используя показания датчика температуры t°С 5, блок анализа 6 приводит значения показаний датчиков 1 и 2 к температуре Т0, и сравнивает их с фоновыми значениями, получаемыми с блоков

Figure 00000004
3, σфон 4. Затем информация о состоянии пресноводной среды с блока анализа 6 поступает на передатчик 7, который отправляет ее на единую приемную систему. В случае обнаружения загрязнения по управляющему сигналу с блока анализа 6 включается блок отбора проб 8.The device operates as follows: when a pollutant appears in the freshwater environment, the dielectric characteristics of the latter cause a change in the readings of the sensors ε '1 and σ 2. Using the readings of the temperature sensor t ° C 5, analysis unit 6 brings the readings of the sensors 1 and 2 to temperature T 0 , and compares them with the background values obtained from the blocks
Figure 00000004
3, σ background 4. Then, information about the state of the freshwater medium from the analysis unit 6 is transmitted to the transmitter 7, which sends it to a single receiving system. If contamination is detected by the control signal from the analysis unit 6, the sampling unit 8 is turned on.

Ниже приведены примеры применения способа и реализующего его устройства в лабораторных условиях.The following are examples of the application of the method and the device implementing it in laboratory conditions.

Пример 1. В течение месяца измеряли типовые температурные диэлектрические характеристики водных образцов и определили области фоновых значений

Figure 00000010
; σфон=(0,9…1,1)·10-4 См/см при температуре Т0=23°С. В качестве датчиков σ, ε',
Figure 00000004
, σфон использовался разработанный авторами измеритель параметров диссипативных CG-двухполюсников, работающий на частоте 8 МГц [Патент РФ 2314544]. Затем повторно отбирали пробу, вносили загрязняющие вещества: соль NaCl, этиловый спирт С2Н5ОН, аминоуксусную кислоту (глицин) C2H5NO2 и определяли диэлектрические характеристики, приведенные к температуре Т0. На фиг.2-4 приведены концентрационные зависимости составляющих диэлектрической проницаемости для водных растворов указанных веществ при температуре Т0. Значения ε', σ вне областей
Figure 00000004
, σфон позволяют судить о введении загрязняющих веществ трех типов (электролиты, неполярные и полярные вещества). По графику, фиг.2, возможно зафиксировать превышение предельно допустимой концентрации (ПДК) для хлоридов.Example 1. Within a month, typical temperature dielectric characteristics of water samples were measured and background values were determined.
Figure 00000010
; σ background = (0.9 ... 1.1) · 10 -4 S / cm at a temperature T 0 = 23 ° C. As sensors σ, ε ',
Figure 00000004
, σ background , a meter developed by the authors for the parameters of dissipative CG bipolar devices operating at a frequency of 8 MHz was used [RF Patent 2314544]. Then the sample was re-taken, contaminants were introduced: NaCl salt, C 2 H 5 OH ethanol, amino acetic acid (glycine) C 2 H 5 NO 2, and the dielectric characteristics reduced to T 0 were determined. Figure 2-4 shows the concentration dependence of the components of the dielectric constant for aqueous solutions of these substances at a temperature of T 0 . Values of ε ', σ outside areas
Figure 00000004
, σ background allows us to judge the introduction of three types of pollutants (electrolytes, non-polar and polar substances). According to the schedule, figure 2, it is possible to fix the excess of the maximum permissible concentration (MPC) for chlorides.

Пример 2. Снимали частотные зависимости вещественной составляющей диэлектрической проницаемости ε'(f) дистиллированной воды в диапазоне частот f=106…107 Гц при температуре Т0=23°С до и после внесения в образец загрязняющего вещества - трансформаторного масла, фигура 5. В качестве датчиков σ, ε' использовался разработанный авторами широкополосный характериограф составляющих адмитанса. Возникновение коллоидной системы «вода-масло» приводит к появлению области частотной дисперсии ε'.Example 2. We took the frequency dependence of the material component of the dielectric constant ε '(f) of distilled water in the frequency range f = 10 6 ... 10 7 Hz at a temperature T 0 = 23 ° C before and after introducing into the sample a polluting substance - transformer oil, figure 5 As sensors σ, ε 'we used a broadband characterograph of admittance components developed by the authors. The appearance of a colloidal water-oil system leads to the appearance of a frequency dispersion region ε '.

С помощью предлагаемого способа и устройства повышается информативность обнаружения и классификации загрязнений пресноводной среды за счет выделения в общем классе органических веществ подклассов спиртов, аминокислот и нефтепродуктов и классификации загрязнений по характеру воздействия на составляющие ε', σ, а также в повышении эксплуатационной надежности и экономичности устройства за счет замены дорогостоящих, требующих частой замены (1-10 раз в месяц) селективных датчиков ионов Ni, Cr, Cu и др., кислорода О2, радиоактивности, рН, Redox на недорогие, более долговечные (замена 1-2 раза в 10 лет при условии периодической очистки) емкостные преобразователи составляющих комплексной диэлектрической проницаемости ε', σ.Using the proposed method and device, the information content of the detection and classification of freshwater pollution is increased due to the allocation of subclasses of alcohols, amino acids and oil products in the general class of organic substances and the classification of pollution by the nature of the effect on the components ε ', σ, and also by increasing the operational reliability and economy of the device by replacing expensive, requiring frequent replacement of the (1-10 times per month) ion selective sensors Ni, Cr, Cu, etc., oxygen O 2, radioactivity, pH, Redox not on orogs more durable (replacement 1-2 times in 10 years if periodic cleaning) capacitive transducers of the complex permittivity ε ', σ.

Claims (4)

1. Способ обнаружения и классификации загрязнения пресноводной среды, включающий измерение температуры, классификацию загрязнений по группам на основе анализа комбинации измеренных показателей, отбор проб для дальнейшего лабораторного анализа, передачу информации об объекте контроля, полученной с нескольких точек на единую приемную систему, отличающийся тем, что независимо измеряют составляющие
Figure 00000003
, σx комплексной диэлектрической проницаемости среды, судят о факте загрязнения пресноводной среды по отклонениям приведенных к температуре Т0 значений ε'(Т0) и σ(Т0) от фоновых
Figure 00000004
, σфон, проводят классификацию загрязнения пресноводной среды по следующим соотношениям:
σ>σфон - электролиты,
Figure 00000011
при σ≈σфон - неполярные и слабополярные органические соединения,
Figure 00000012
при σ≈σфон - полярные органические соединения, частотная дисперсия ε', σ - суспензии, пленки, коллоиды.
1. A method for detecting and classifying freshwater pollution, including temperature measurement, classifying pollution into groups based on an analysis of a combination of measured parameters, sampling for further laboratory analysis, transmitting information about the control object obtained from several points to a single receiving system, characterized in that independently measure the components
Figure 00000003
, σ x of the complex dielectric constant of the medium, the fact of freshwater pollution is judged by the deviations of the values ε '(T 0 ) and σ (T 0 ) from the background values brought to the temperature T 0
Figure 00000004
, σ background , carry out the classification of freshwater pollution by the following ratios:
σ> σ background - electrolytes,
Figure 00000011
at σ≈σ the background is nonpolar and weakly polar organic compounds,
Figure 00000012
at σ≈σ, the background is polar organic compounds, the frequency dispersion is ε ', and σ is suspensions, films, and colloids.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что снимают типовые температурные диэлектрические характеристики контролируемой пресноводной среды ε'(T) и σ(T), усреднением приведенных к температуре Т0 значений ε'(T0) и σ(T0) за превышающий единичное измерение Δt0 промежуток времени Δf определяют фоновые характеристики
Figure 00000004
, σфон.
2. The method according to claim 1, characterized in that the typical temperature dielectric characteristics of the controlled freshwater medium are removed ε '(T) and σ (T) by averaging the values of ε' (T 0 ) and σ (T 0 ) reduced to a temperature T 0 for the time interval Δf exceeding the unit measurement Δt 0 , the background characteristics are determined
Figure 00000004
, σ background .
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве температуры Т0 используют среднегодовую температуру контролируемой пресноводной среды, а промежуток времени Δt определяют как (104…108)·Δt0.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the average annual temperature of the controlled freshwater medium is used as the temperature T 0 , and the time period Δt is defined as (10 4 ... 10 8 ) · Δt 0 . 4. Устройство для обнаружения и классификации загрязнения пресноводной среды, содержащее датчики температуры t°C и удельной проводимости σ, блок отбора проб и передатчик, отличающееся тем, что в него дополнительно введены датчик вещественной составляющей диэлектрической проницаемости ε', блоки задания фоновых значений составляющих комплексной диэлектрической проницаемости
Figure 00000004
, σфон, блок анализа, причем выходы датчиков t°C, σ, ε',
Figure 00000004
, σфон подключены ко входам блока анализа, первый выход которого подключен ко входу передатчика, а второй выход - ко входу блока отбора проб.
4. A device for the detection and classification of freshwater pollution, containing temperature sensors t ° C and conductivity σ, a sampling unit and a transmitter, characterized in that it additionally includes a sensor of the material component of the dielectric constant ε ', blocks for setting the background values of the components of the complex dielectric constant
Figure 00000004
, σ background , analysis unit, the sensor outputs t ° C, σ, ε ',
Figure 00000004
, σ background is connected to the inputs of the analysis unit, the first output of which is connected to the input of the transmitter, and the second output is connected to the input of the sampling unit.
RU2010118388/28A 2010-05-06 2010-05-06 Method of identifying and classifying pollution of freshwater environment and apparatus for realising said method RU2453833C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010118388/28A RU2453833C2 (en) 2010-05-06 2010-05-06 Method of identifying and classifying pollution of freshwater environment and apparatus for realising said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010118388/28A RU2453833C2 (en) 2010-05-06 2010-05-06 Method of identifying and classifying pollution of freshwater environment and apparatus for realising said method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010118388A RU2010118388A (en) 2011-11-27
RU2453833C2 true RU2453833C2 (en) 2012-06-20

Family

ID=45317390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010118388/28A RU2453833C2 (en) 2010-05-06 2010-05-06 Method of identifying and classifying pollution of freshwater environment and apparatus for realising said method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2453833C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2234102C2 (en) * 2002-08-14 2004-08-10 Тюменский государственный университет Method for determination of dielectric parameters of water and its solutions in audio-frequency region with the aid of l-cell
RU2334223C1 (en) * 2007-02-19 2008-09-20 Закрытое акционерное общество "Гранит-7" Conformable converter of sea water hydrophysical parameters
RU2359036C1 (en) * 2007-09-26 2009-06-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Method of integral express-evaluation of environmental pollution

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2234102C2 (en) * 2002-08-14 2004-08-10 Тюменский государственный университет Method for determination of dielectric parameters of water and its solutions in audio-frequency region with the aid of l-cell
RU2334223C1 (en) * 2007-02-19 2008-09-20 Закрытое акционерное общество "Гранит-7" Conformable converter of sea water hydrophysical parameters
RU2359036C1 (en) * 2007-09-26 2009-06-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) Method of integral express-evaluation of environmental pollution

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010118388A (en) 2011-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Laborda et al. Detection, characterization and quantification of inorganic engineered nanomaterials: A review of techniques and methodological approaches for the analysis of complex samples
Krantz-Rülcker et al. Electronic tongues for environmental monitoring based on sensor arrays and pattern recognition: a review
EP0281602B1 (en) Determination of biomass
EP2405263B1 (en) Analysis of a dielectric medium
US20140182363A1 (en) Methods for analysis of fluids
Afsarimanesh et al. Development of IoT-based impedometric biosensor for point-of-care monitoring of bone loss
EP0282532B1 (en) Determination of biomass
Liu et al. An interdigitated impedance microsensor for detection of moisture content in engine oil
Alahi et al. Practical nitrate sensor based on electrochemical impedance measurement
CN106018504B (en) A kind of pH detection double compensation methods of soil matrix cultivation multi-parameter compound sensor
Nie et al. A novel colorimetric sensor array for real-time and on-site monitoring of meat freshness
Chantipmanee et al. Contactless conductivity detector from printed circuit board for paper-based analytical systems
Sonsa-Ard et al. Contactless conductivity sensor employing moist paper as absorbent for in-situ detection of generated carbon dioxide gas
RU2564516C2 (en) Capacitance measurement method and its application
RU2453833C2 (en) Method of identifying and classifying pollution of freshwater environment and apparatus for realising said method
KR100801694B1 (en) Method for detecting electrically the effect of toxic substances on procaryotic cell and electric signal-based apparatus therefor
CN103512933A (en) Method for measuring clenbuterol residue amount
Mikhalieva et al. Qualitative and quantitative research on pesticide chemical admixture in liquids
Roy et al. Some Applications of Interdigital Sensor for Future Technologies
Wang et al. A portable impedance detector of interdigitated array microelectrode for rapid detection of avian influenza virus
EP3155425B1 (en) Transformed response potentiometric titrations
Laquer An intercomparison of continuous flow, and automatically segmenting rainwater collection methods for determining precipitation conductivity and pH
RU2789605C1 (en) Method for detecting and determining concentration of nano-objects in complex solutions
CN108508203A (en) A kind of methods and applications of detection Advanced glycation endproducts
Ching et al. Real-time, economical identification of microplastics using impedance-based interdigital array microelectrodes and k-nearest neighbor model

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120507

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130620

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170507