Алгоритм обеспечивает систему раннего предупреждения для отслеживания загрязнения грунтовых вод

Ученые из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) и Саванна-Риверской национальной лаборатории Министерства энергетики США разработали недорогой метод непрерывного мониторинга загрязнителей в режиме реального времени с использованием широко доступных датчиков. Их исследование «In Situ Monitoring of Groundwater Contamination Using the Kalman Filter» было опубликовано в журнале Environmental Science & Technology.

Новый подход позволяет отслеживать движение шлейфа загрязнения в режиме реального времени, используя косвенные измерения, и может служить системой раннего предупреждения. Это особенно важно для крупных, сложных и долгосрочных очагов загрязнения, а также для выявления внезапных изменений, вызванных, например, штормами, которые можно пропустить при периодическом отборе проб. Метод способствует переходу к более устойчивой и «зеленой» реабилитации, учитывающей общее воздействие на окружающую среду, а не только уровень загрязнения.

Методология основана на использовании датчиков для отслеживания показателей качества воды, которые являются надежными индикаторами концентрации загрязняющих веществ. В исследовании на площадке Savannah River Site отслеживались уровни трития и урана-238, используя данные о кислотности (pH) и удельной электропроводности. Данные с датчиков обрабатываются алгоритмом фильтра Калмана — математическим методом для интеграции разрозненных временных рядов и оценки концентраций. Тестирование на исторических данных за 20 лет показало надежность подхода для оценки стабильности шлейфа загрязнения.

«Существует множество различных типов доступных сейчас датчиков, а создание сетей датчиков и быстрый статистический анализ не представляют сложности», — сказала ведущий исследователь Харуко Уэйнрайт. — «Наша методика — это способ эффективно и дешево контролировать такую устойчивую реабилитацию». Метод применим для поверхностных и подземных вод, а также для отслеживания других металлов, радионуклидов и органических соединений, таких как мышьяк, хром или топливо.