پایش زیست محیطی

هدف اصلی پایش زیست محیطی، مدیریت و به حداقل رساندن تأثیر فعالیت های سازمان بر محیط زیست است، چه برای اطمینان از انطباق با قوانین و مقررات و چه برای کاهش خطرات اثرات مضر بر محیط زیست طبیعی و حفاظت از سلامت انسان ها.

از آنجایی که جمعیت انسان ها، فعالیت‌های صنعتی و مصرف انرژی همچنان در حال رشد هستند، توسعه مداوم برنامه‌ها و دستگاه‌های نظارت خودکار و پیشرفته برای افزایش دقت گزارش‌های پایش زیست‌ محیطی و مقرون‌ به‌ صرفه بودن فرآیند نظارت بر محیط‌ زیست بسیار مهم است.

برنامه‌های نظارتی، طرح‌هایی را در یک سازمان منتشر می‌کنند که جزئیات دقیقی از عناصر در حال نظارت، اهداف کلی، استراتژی‌های خاص، روش‌های نمونه‌گیری پیشنهادی، پروژه‌ها در هر استراتژی و چارچوب‌های زمانی را نشان می‌دهد.

محصولات نظارت بر محیط زیست و نرم افزارهای نظارت بر محیط زیست، مانند سیستم های مدیریت داده های زیست محیطی، پیاده سازی و نظارت بر برنامه های نظارت و ارزیابی محیطی را تسهیل می کند که شامل:

– مرکز مدیریت داده های مرکزی،

– هشدارهای نظارت بر محیط زیست خودکار،

– بررسی انطباق،

– اعتبارسنجی،

– کنترل کیفیت و

– تولید گزارش در مورد مقایسه داده ها است.

انواع پایش زیست محیطی

سه نوع اصلی پایش زیست محیطی خاک، هوا و آب وجود دارد. برخی دیگر از تکنیک‌های اسکن و پایش زیست محیطی شامل فیلتراسیون، ته نشینی، نمونه ‌های الکترواستاتیک، برخورد، جذب، تراکم، نمونه ‌برداری با چنگال و نمونه ‌برداری مرکب است.

داده‌های جمع‌آوری ‌شده از این روش‌های نظارت زیست محیطی را می‌توان در یک  DBMS یا سیستم های مدیریت داده های زیست محیطی وارد کرد، جایی که می‌توان آن‌ها را دسته‌بندی، تجزیه و تحلیل، تجسم کرد و حتی بینش‌های عملی ایجاد کرد که تصمیم‌گیری آگاهانه را هدایت کند.

پایش هوا

داده‌های محیطی جمع‌آوری‌ شده با استفاده از ابزارهای مشاهده تخصصی، مانند شبکه‌ های حسگر و مدل‌ های سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)، از شبکه‌ ها و مؤسسه ‌های مختلف محیطی در مدل‌ های پراکندگی هوا ادغام می‌شوند، که داده ‌های منتشر شده، هواشناسی و توپوگرافی را برای شناسایی و تشخیص ترکیب می‌کنند. مانند پیش بینی غلظت آلاینده های هوا

پایش خاک

نمونه برداری با چنگال (نمونه های جداگانه) و نمونه برداری ترکیبی (نمونه های متعدد) برای پایش خاک، تعیین خطوط پایه و شناسایی تهدید هایی مانند اسیدی شدن، از دست دادن تنوع زیستی، تراکم، آلودگی، فرسایش، از دست دادن مواد آلی، شور شدن و ناپایداری شیب استفاده می شود.

– پایش شوری:

سنجش از دور،GIS  و القای الکترومغناطیسی برای پایش شوری خاک استفاده می شود که در صورت عدم تعادل می تواند اثرات مخربی بر کیفیت آب، زیرساخت ها و عملکرد گیاه داشته باشد.

– پایش آلودگی:

تکنیک‌های شیمیایی مانند کروماتوگرافی و طیف‌سنجی برای اندازه‌گیری عناصر سمی مانند زباله‌های هسته‌ای، خاکستر زغال‌سنگ، میکروپلاستیک‌ها، پتروشیمی‌ها و باران‌های اسیدی استفاده می‌شود که در صورت مصرف توسط انسان یا مصرف آن می‌تواند منجر به ایجاد بیماری‌های مرتبط با آلودگی شود.

– پایش فرسایش:

پایش و مدل‌سازی فرسایش خاک فرآیند پیچیده‌ای است که در آن پیش‌بینی دقیق برای مناطق وسیع تقریباً غیرممکن است. معادله جهانی از دست دادن خاک (USLE) معمولاً برای پیش‌بینی تلفات خاک به دلیل فرسایش آب استفاده می‌شود. فرسایش ممکن است به دلیل عواملی مانند بارندگی، رواناب سطحی، رودخانه ها، نهرها، سیل، باد، حرکت توده ها، اقلیم، ترکیب و ساختار خاک، توپوگرافی و عدم مدیریت پوشش گیاهی باشد.

پایش آب

تکنیک‌های نمونه‌ برداری محیطی شامل قضاوتی، تصادفی ساده، طبقه‌ای، سیستماتیک و شبکه‌ای، خوشه‌ای تطبیقی، چنگ زدن و غیرفعال است. نظارت بر محیط زیست نیمه مستمر و مستمر؛ سنجش از دور و پایش محیطی؛ و مانیتورینگ زیستی برای اندازه گیری و پایش محدوده پارامترهای بیولوژیکی، شیمیایی، رادیولوژیکی، میکروبیولوژیکی و جمعیت استفاده می شود.

نظارت بر شرایط محیطی برای آب توسط سازمان ‌های فدرال، ایالتی و محلی، دانشگاه ‌ها و داوطلبان مدیریت می‌شود و در توصیف آب‌ها، تعیین اثربخشی برنامه‌ های کنترل آلودگی موجود، شناسایی روندها و مشکلات نوظهور، هدایت مجدد تلاش‌ های کنترل آلودگی و در تلاش های واکنش اضطراری در صورت لزوم بسیار مهم است.

نظارت بر محیط زیست مبتنی بر اینترنت اشیا (IOT)

راه حل های نظارت بر محیط زیست در طول سال ها به سیستم های نظارت بر محیط زیست هوشمند (SEM) تبدیل شده اند که اکنون حسگرهای مدرن، تکنیک های یادگیری ماشین (ML) و اینترنت اشیا (IoT) را در خود جای داده اند. فناوری‌هایی مانند دستگاه‌های اینترنت اشیا و شبکه‌های حسگر بی‌سیم، پایش محیطی پیشرفته را با استفاده از اینترنت اشیا به فرآیندی ساده‌تر و کنترل‌شده با هوش مصنوعی تبدیل کرده‌اند.

داده های گرفته شده توسط حسگرهای نظارت بر محیط زیست اینترنت اشیا از طیف گسترده ای از شرایط محیطی را می توان از طریق شبکه حسگر بی سیم (WSN) در یک سیستم محیطی مبتنی بر ابر ادغام کرد، که در آن دستگاه های اینترنت اشیا تعبیه شده با ML می توانند ضبط، مشخصه، نظارت و تجزیه و تحلیل کنند.

اینترنت اشیا برای نظارت بر محیط زیست، توسعه سیستم‌های نظارت محیطی بی‌سیم و از راه دور را تسهیل می‌کند، که عملیات را قادر می‌سازد تا بخش زیادی از تعامل انسانی در عملکرد سیستم را حذف کند، که کار انسانی را کاهش می‌دهد، دامنه و فرکانس نمونه‌برداری و نظارت را افزایش می‌دهد، و آزمایش پیچیده در محل را تسهیل می‌کند. ، تأخیر کمتری را ارائه می دهد و سیستم های تشخیص را به تیم های پاسخ متصل می کند که در نهایت منجر به نرخ های بالاتر پیشگیری از بلایا و آلودگی می شود.

دلایل پایش محیط زیست

مزایای پایش محیطی در توانایی آن در بهبود کیفیت زندگی برای جامعه با برجسته کردن رابطه بین محیط و سلامت نهفته است. تبدیل داده‌ های پایش زیست‌ محیطی به اطلاعات و انتقال به موقع بینش‌ های عملی به جامعه برای آگاه نگه داشتن شهروندان از وضعیت محیط زیست ‌شان بسیار مهم است.

کاربردهای پایش زیست محیطی عملی شامل حفاظت از منابع آب عمومی، مدیریت پسماندهای خطرناک و رادیواکتیو، شناسایی و تجزیه و تحلیل منابع آلودگی که بر کیفیت هوای شهری و اثرات آن بر سلامت انسان تأثیر می‌ گذارند، حفاظت و مدیریت منابع طبیعی مانند منابع آب و خاک، پیش‌بینی آب ‌و هوا.

تخصیص منابع برای برنامه ریزی زمین و توسعه اقتصادی با تجزیه و تحلیل انرژی و هوش تجاری انرژی، شناسایی الگوهای تراکم جمعیت در رابطه با منابع طبیعی و توسعه اقتصادی، نقشه برداری از منابع طبیعی، حفاظت از گونه های در معرض خطر و تغییرات آب و هوایی جهانی از دیگر مزایای کاربردهای پایش زیست محیطی به شمار می روند.