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田間地頭,水渠縱橫,千百年來,灌溉用水的水質(zhì)好壞,往往依賴農(nóng)人的經(jīng)驗判斷——看顏色、聞氣味。然而,當現(xiàn)代農(nóng)業(yè)面對日趨復雜的水源狀況,尤其是越來越多地使用處理后的再生水、河塘水時,這種傳統(tǒng)經(jīng)驗就顯得力不從心了。水中有看不見的“風險”,其中一大關(guān)鍵指標就是生化需氧量,而BOD在線自動監(jiān)測儀,正是洞察這一風險的“智慧之眼”。 BOD,即生化需氧量,它直觀反映了水中有機污染物被微生物分解時所消耗的氧氣量。這個數(shù)值高低,直接關(guān)系到灌溉水的“健康度”。BOD過高的水用于灌溉,危害是多方面的:它可能意味著水中含有過量未穩(wěn)定的有機質(zhì),這些物質(zhì)在土壤中繼續(xù)分解時,會與作物根系爭奪土壤孔隙中的氧氣,導致根系缺氧、爛根,作物生長受抑制;某些有機污染物本身可能對植物產(chǎn)生毒性,或改變土壤的理化性質(zhì);更嚴重的是,若水體受到生活污水或某些工業(yè)廢水污染,高BOD往往伴隨著病原微生物和有害物質(zhì)的潛在風險,可能污染農(nóng)產(chǎn)品,威脅食品安全。 過去,了解灌溉水的BOD值是個漫長而滯后的過程。需要人工采樣,送往實驗室,經(jīng)過至少五天培養(yǎng)才能得出結(jié)果。等報告出來,可能一茬灌溉已經(jīng)完成,風險已然發(fā)生。這種滯后性使得水質(zhì)管理非常被動,無法做到預防和實時調(diào)控。 BOD在線自動監(jiān)測儀的出現(xiàn),徹底改變了這一局面。它如同一位不知疲倦的“哨兵”,被安裝在泵站、干渠或再生水出水口等關(guān)鍵節(jié)點,24小時不間斷地對水流進行“體檢”。其核心技術(shù)在于通過相關(guān)關(guān)系模型(如利用易測的紫外光吸收值、濁度等參數(shù)與BOD建立數(shù)學模型)或微生物膜傳感器等快速方法,在數(shù)分鐘到數(shù)小時內(nèi)實現(xiàn)BOD值的實時估算與顯示,并將數(shù)據(jù)無線傳輸至監(jiān)控中心或管理人員的手機終端。 這項技術(shù)為農(nóng)業(yè)灌溉管理帶來了革命性的提升。首先,它實現(xiàn)了灌溉水質(zhì)的“事前預警”和“實時把關(guān)”。 一旦監(jiān)測到某處來水的BOD值突然升高、超過安全閾值,系統(tǒng)會立即發(fā)出警報。管理人員可以迅速追溯污染來源,果斷關(guān)閉閥門或切換水源,將不合格的水“擋”在農(nóng)田之外,從源頭杜絕污染灌溉事件的發(fā)生。其次,它使得水資源的精細化利用成為可能。 特別是對于大力推廣再生水灌溉的地區(qū),再生水處理廠的出水水質(zhì)并非一成不變。 有了在線監(jiān)測的連續(xù)數(shù)據(jù)支撐,灌溉管理部門可以精準掌握每一天、甚至每一時段的水質(zhì)狀況,建立更為科學動態(tài)的灌溉調(diào)度方案——在水質(zhì)最優(yōu)時加大利用,在指標波動時謹慎使用或補充清水稀釋,從而在絕對保障安全的前提下,最大化利用非常規(guī)水資源,緩解農(nóng)業(yè)與生態(tài)爭水的矛盾。再者,它積累了寶貴的大數(shù)據(jù)。 長序列的、連續(xù)的BOD監(jiān)測數(shù)據(jù),能夠幫助農(nóng)業(yè)和環(huán)境科學家分析不同水質(zhì)灌溉對特定土壤、作物的長期影響,為制定更科學的灌溉水質(zhì)標準、探索更安全的灌溉模式提供扎實的數(shù)據(jù)基石。
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