شهریار تبریز/آذر کریم‌زاده: استارت‌آپ‌ها و شرکت‌های مدرن بیش از هر زمان دیگری به ارزش داده‌هایی که در محل جمع‌آوری می‌شوند و به شیوه‌هایی که می‌توانند از طریق آنها تضمین کنند که تجهیزات، سیستم‌ها و فرایندهایشان ایمن، مؤثر و پربازده باقی بمانند، آگاه هستند.
به طور کلی‌تر، «شرایط محیطی» اغلب به گرما، سرما، رطوبت، ارتعاش و سایر متغیرهای محیطی اشاره دارد که می‌توانند به عملکرد منظم و مطمئن تجهیزات آسیب بزنند. به‌عبارت‌دیگر، اگرچه در نگاه اول ممکن است تعریف اکولوژیکی نظارت بر محیط‌زیست به ذهن برسد، اما این اصطلاح همچنین شامل این متغیرها و تأثیر آنها بر عملیات نیز می‌شود.
اگرچه فناوری نظارت بر محیط‌زیست مدتی است که وجود دارد، اما سازمان‌هایی که باید به‌سرعت به تغییر شرایط محیطی واکنش نشان دهند، ممکن است در بهره‌برداری از این داده‌ها دچار مشکل شوند؛ زیرا این داده‌ها اغلب در خارج از محیط‌های سنتی مانند سایت‌های محلی یا فضای ابری تولید می‌شوند. صنایعی مانند تولید، کشاورزی و انرژی از شبکه‌های دستگاه‌های اینترنت اشیاء برای یکپارچه‌سازی نظارت محیطی در فعالیت‌های خود استفاده می‌کنند که این موضوع شیوه تعامل این شرکت‌ها با محیط اطراف و واکنش آنها نسبت به آن را به طور اساسی دگرگون کرده است.
نظارت زیست‌محیطی به چه معناست؟
نظارت بر محیط‌زیست به معنای استفاده از تکنیک‌ها و ابزارهای مشاهده (مانند حسگرها، وسایل ارتباطی بی‌سیم و نرم‌افزارهای مدیریت از راه دور) برای شناسایی، پایش و اندازه‌گیری شرایط محیطی در یک مکان یا سایت مشخص است. بااین‌حال، واقعیت این فرایندها، ابزارهای مورداستفاده، پارامترهای انتخاب‌شده و شیوه پیاده‌سازی فرایندها، بسته به مورداستفاده، می‌تواند تفاوت‌های زیادی داشته باشد.
درگذشته، نظارت بر محیط‌زیست عمدتاً با اهداف اکولوژیکی مورداستفاده قرار می‌گرفت. برای مثال، پژوهشگرانی که قصد داشتند آلودگی هوا یا تأثیر آلودگی صنعتی بر مناطق حفاظت‌شده و زیستگاه‌ها را بررسی کنند، از روش‌هایی آفلاین برای اندازه‌گیری بلندمدت شرایط محیطی استفاده می‌کردند. آنها باید به‌صورت دوره‌ای به محل نصب دستگاه‌های نظارتی که در میدان توزیع کرده بودند مراجعه می‌کردند تا داده‌های موردنظر خود را بازیابی کنند. اما امروزه، باوجود دستگاه‌های اینترنت اشیا، ارتباطات بی‌سیم و پلتفرم‌هایی که دسترسی تقریباً آنی به اطلاعات از هر مکانی را فراهم می‌کنند، اصول نظارت بر محیط‌زیست کاربردهای گسترده‌تری پیدا کرده‌اند که از نظارت بر ایستگاه‌های تصفیه آب و منابع آب زیرزمینی گرفته تا پایش نشت در خطوط انتقال نفت و گاز را رصد می‌کنند.
اهداف نظارت بر محیط‌زیست
هنگامی که یک سازمان تصمیم به پیاده‌سازی نظارت بر محیط‌زیست می‌گیرد، بایستی در قدم اول اهداف اصلی و فرعی آن را بررسی نماید. این کار به آنها کمک می‌کند تا برنامه‌ریزی مناسبی برای استقرار راهبردی دستگاه‌های اینترنت اشیا داشته باشند. در کاربردهای صنعتی، دلایل نظارت بر محیط‌زیست می‌تواند شامل موارد زیر باشد:
۱. بهینه‌سازی عملیات برای ایمنی و بهره‌وری:
نظارت بر محیط‌زیست به شرکت‌ها امکان می‌دهد تا شرایط محیطی را در محل به‌صورت لحظه‌ای رصد کرده و نسبت به تغییرات واکنش نشان دهند. این کار باعث کاهش خطر خرابی تجهیزات، بروز حوادث و خسارات ناشی از آنها می‌شود.
۲. کاهش اثرات منفی سازمان بر محیط‌زیست:
سایت‌های صنعتی می‌توانند با استفاده از روش‌های نظارت زیست‌محیطی، میزان آلودگی یا تولید کربن خود را پایش کرده و راه‌هایی برای کاهش آنها بیابند.
۳. اعتبارسنجی پروتکل‌های ایمنی موجود:
در صنایعی که عملکرد مؤثر آنها به شرایط خاص محیطی وابسته است، شرکت‌ها می‌توانند با کمک گزارش‌های نظارت محیطی، روش‌ها و رویه‌های ایمنی فعلی خود را ارزیابی و بازبینی کنند.
فناوری‌ها و روش‌های تحلیل و نظارت بر محیط‌زیست
در هنگام پایش سامانه‌های محیطی، سازمان‌ها می‌توانند از میان طیف متنوعی از روش‌های تحلیل و نظارت انتخاب های وسیعی داشته باشند. داده‌هایی که در سایت‌های محلی تولید می‌شوند، می‌توانند هزاران نقطه داده ایجاد کنند – اغلب بسیار بیشتر از آنچه بتوان به‌صورت بلادرنگ در فضای ابری پردازش یا ذخیره کرد. ازاین‌رو، بررسی و انتخاب مناسب‌ترین تکنیک‌ها بر اساس صنعت، اولویت‌ها و نیازهای عملیاتی هر سازمان از اهمیت بالایی برخوردار است.
این تکنیک‌ها را می‌توان بر اساس سه دسته کلی از معضلات محیط زیستی تقسیم‌بندی کرد:
· نظارت بر کیفیت هوا
– استفاده از حسگرها برای اندازه‌گیری دما، رطوبت یا میزان انتشار آلاینده‌ها
– مدل‌سازی پراکندگی هوا با بهره‌گیری از شبکه‌های حسگر و مدل‌های سیستم اطلاعات جغرافیایی
· نظارت بر کیفیت آب
– استفاده از حسگرها برای پایش دما، ترکیب شیمیایی و میزان رادیواکتیویته
– نمونه‌برداری محیطی برای اندازه‌گیری شاخص‌های زیستی و شیمیایی
· نظارت بر کیفیت خاک
– نمونه‌برداری تصادفی یا ترکیبی برای سنجش مواد آلی، آلودگی، سطح pH یا تنوع زیستی
– استفاده از حسگرهای از راه دور، الکترومغناطیس و سیستم اطلاعات جغرافیایی برای اندازه‌گیری شوری خاک
– پایش فرسایش و ناپایداری زمین
– آزمون تراکم خاک به‌منظور ارزیابی مناسب‌بودن آن برای ساخت‌وساز، کشاورزی یا دیگر کاربری‌ها
نمونه‌هایی از سیستم‌های نظارت بر محیط‌زیست
دردسترس‌بودن راه‌حل‌های پایش از راه دور و فناوری‌های بی‌سیم نوین، این امکان را برای شرکت‌های فعال در حوزه‌هایی مانند نفت و گاز، تولید صنعتی، کشاورزی و حتی مراقبت‌های بهداشتی فراهم کرده تا از نظارت محیطی بهره‌برداری کنند. با استفاده از سیستم‌های نظارت محیطی مبتنی بر اینترنت اشیا، شرکت‌ها می‌توانند پایش و ارزیابی محیطی را به‌صورت فعال در فرایندهای مدیریتی و عملیاتی در محل خود پیاده‌سازی کنند.
همان‌طور که نمونه‌های زیر از سیستم‌های نظارت بر محیط‌زیست نشان می‌دهند، به‌کارگیری این سیستم‌های نظارتی مبتنی بر اینترنت اشیا می‌تواند به شرکت‌ها کمک کند تا واکنش خود را نسبت به موقعیت‌هایی که نیاز به توجه فوری دارند؛ مانند نشت‌ها یا خرابی تجهیزات، سرعت بخشیده و بهبود دهند. همچنین این سیستم‌ها در مواجهه با مسائل بلندمدتی مانند آلودگی یا تغییر در شرایط تأمین منابع آب نیز نقش مؤثری ایفا می‌کنند.
سیستم‌های نظارت بر آلودگی
نظارت بر آلودگی به ابزاری بسیار ارزشمند در بخش‌هایی مانند تولید صنعتی، برنامه‌ریزی شهری و کشاورزی تبدیل شده است. این سیستم‌ها به سازمان‌ها امکان می‌دهند تا هرگونه آلودگی‌های محیطی را مشاهده، اندازه‌گیری و حتی کاهش دهند؛ عواملی که منابع آب طبیعی و مصنوعی، کیفیت هوا و کیفیت خاک را تحت‌تأثیر قرار می‌دهند. پایش میزان اسیدیته و ترکیب شیمیایی کلی این عناصر محیطی می‌تواند اطلاعات ارزشمندی را در اختیار نهادهای خصوصی و دولتی قرار دهد. بااین‌حال، آنها باید توانایی پردازش سریع این داده‌ها و واکنش به‌موقع به آنها را نیز داشته باشند.
وقتی این قابلیت‌های نظارت بر محیط‌زیست با پلتفرم‌های اینترنت اشیا یکپارچه و مدیریت می‌شوند، شرکت‌ها و نهادهای محلی می‌توانند با سرعت بیشتری به اثرات آلودگی واکنش نشان دهند، اثراتی که می‌توانند بر زمان‌بندی پروژه‌ها، زمان کارکرد تجهیزات، بهداشت عمومی، ایمنی کارگران و تلاش‌های مربوط به پایداری تأثیر بگذارند. برای نمونه، شرکت‌های ساختمانی و عملیات کشاورزی که ملزم به انجام ارزیابی‌های زیست‌محیطی برای شروع و پیشبرد پروژه‌های تحت نظارت قانونی هستند، می‌توانند یک سیستم نظارت محیطی پیوسته راه‌اندازی کنند تا همیشه از وضعیت سایت آگاه بوده و در صورت نیاز، فوراً واکنش نشان دهند.
سیستم‌های تشخیص نشت
اگرچه بسیاری از انواع نظارت‌های محیطی در صنعت نفت و گاز اهمیت دارند، اما سیستم‌های تشخیص نشت از جایگاه ویژه‌ای برخوردارند؛ چرا که برای تضمین ایمنی کارگران، جلوگیری از خسارات زیست‌محیطی و کاهش زیان‌های مالی بالقوه بسیار حیاتی هستند. سیستم‌های نظارت محیطی که شرکت‌های نفت و گاز به آنها وابسته‌اند، باید به‌گونه‌ای بهینه‌سازی شوند که نشت‌ها را، چه در خطوط لوله مدفون در زیر زمین و چه در سطح، به‌صورت سریع و قابل‌اطمینان شناسایی کنند.
سوخت‌های مایع و گازی هر دو به‌شدت قابل اشتعال‌اند، و همین موضوع محیط پر از تجهیزات در میدان‌های گازی، میادین نفتی یا سکوهای نفتی را بسیار خطرناک می‌سازد. علاوه‌برآن، اگر نشت کنترل نشود، به‌صورت پیوسته می‌تواند تهدیدی جدی برای جانوران و گیاهان اطراف ایجاد کند، و اگر نفت یا گاز نشت کرده به منابع آب زیرزمینی نفوذ کند، ممکن است مشکلات جدی برای بهداشت عمومی نیز به وجود آورد. با بهره‌گیری از دستگاه‌های مناسب اینترنت اشیا برای نظارت بر وضعیت زیست‌محیطی، شرکت‌های نفت و گاز می‌توانند سیستم‌هایی برای تشخیص نشت ایجاد کنند که به‌سرعت آنها را از وجود مشکل آگاه کند؛ تا دراسرع‌وقت وارد عمل شوند و خسارات را به حداقل برسانند.
فاضلاب، سیستم‌های نظارت بر ایستگاه‌های پمپاژ و مخازن
اگرچه اغلب مردم بین مدیریت فاضلاب و اهمیت کیفیت محیط‌زیست ارتباط مستقیمی برقرار نمی‌کنند، اما سیستم‌های تصفیه و ذخیره‌سازی فاضلاب از جمله مهم‌ترین موارد کاربردی برای نظارت محیطی به شمار می‌روند. مدیریت فاضلاب تأثیر مستقیمی بر سلامت عمومی، دردسترس‌بودن منابع آب، بازدهی کشاورزی و بسیاری مسائل دیگر دارد. در صورت مدیریت نادرست یا بروز نقص فنی، تجهیزات و تأسیسات ذخیره‌سازی فاضلاب می‌توانند آسیب‌های بلندمدتی به جوامع اطراف وارد کنند.
با استقرار و اتصال شبکه‌ای از دستگاه‌های اینترنت اشیا، شهرداری‌هایی که مسئول بهره‌برداری و نظارت بر ایستگاه‌های پمپاژ و مخازن فاضلاب هستند، می‌توانند سیستم‌های کارآمدی برای پایش محیطی راه‌اندازی کنند که به‌صورت لحظه‌ای ویژگی‌های شیمیایی آب تصفیه‌شده را ثبت و اندازه‌گیری می‌کند. علاوه بر این، چنین سیستم‌هایی را می‌توان با حسگرهای تشخیص نشت ترکیب کرد؛ حسگرهایی که به جلوگیری از آلودگی منابع آب زیرزمینی کمک کرده و میزان تماس کارکنان شهرداری با آلاینده‌های خطرناک، از جمله باکتری‌ها یا ویروس‌های بیماری‌زا، را به حداقل می‌رسانند.
سیستم‌های نظارت بر منابع آب زیرزمینی و سفره‌های آب
یکی دیگر از راه‌های استفاده از نظارت محیطی مبتنی بر اینترنت اشیا برای بهبود سلامت عمومی و افزایش بهره‌وری کشاورزی، تقویت حفاظت از منابع آب زیرزمینی است. در ایالات متحده، منابع آب زیرزمینی ۳۷٪ از آب تأمین‌شده توسط شهرداری‌ها برای مصارف مسکونی و تجاری را تشکیل می‌دهند و بیش از ۹۰٪ از آب آشامیدنی مورداستفاده جمعیت‌های روستایی از این منابع تأمین می‌شود.
پیامدها و ویژگی‌های آلودگی زیست‌محیطی منابع آب زیرزمینی و سفره‌های آب ممکن است تا مدت‌ها آشکار نشوند، اما زمانی که آلودگی رخ دهد، بازگرداندن یا رفع آن می‌تواند بسیار دشوار باشد. فعالیت‌های صنعتی و تجاری معمولاً از رایج‌ترین عوامل ایجاد چنین آلودگی‌هایی هستند که نه‌تنها موجب آسیب‌های زیست‌محیطی و مشکلات بهداشتی برای عموم مردم می‌شوند، بلکه ممکن است به صدور جریمه‌های سنگین از سوی نهادهای نظارتی، مانند آژانس حفاظت از محیط‌زیست ایالات متحده، نیز منجر شوند.
چرا نظارت زیست‌محیطی اهمیت دارد؟
با استفاده از دستگاه‌های اینترنت اشیا که برای مشاهده و اندازه‌گیری شرایط خاص محیطی طراحی شده‌اند، شرکت‌ها و نهادهای دولتی می‌توانند در مکان‌های مختلف، سیستم‌های نظارت محیطی راه‌اندازی کنند. چه هدف، اندازه‌گیری کیفیت آب، خاک یا هوا باشد، این حسگرهای هوشمند می‌توانند دید دقیقی از وضعیت محیطی یک سایت ارائه دهند و اطلاعات داده‌محوری فراهم کنند که به مسئولان کمک می‌کند مشکلات را به‌صورت بیش‌فعال و مؤثرتر مدیریت نمایند.
به‌جای آنکه منتظر دریافت گزارشی منفی از بررسی‌های زیست‌محیطی یا بروز پیامدهای بلندمدت بمانند، شرکت‌های صنعتی و تجاری می‌توانند به‌صورت واکنشی و در لحظه اقداماتی مانند پاک‌سازی آلاینده‌ها، تعمیر تجهیزات معیوب یا اصلاح روندهای عملیاتی را انجام دهند تا خطرات را کاهش داده و از زیان‌های مالی پیشگیری کنند.
با تمرکز روزافزون شرکت‌ها و نهادهای دولتی بر توسعه و اجرای عملیات هوشمند برای پشتیبانی از اهداف پایداری، فناوری نظارت محیطی هرچه بیشتر با این اهداف هم‌راستا و منطبق می‌شود. به‌واسطه‌ی نظارت محیطی مبتنی بر اینترنت اشیا، سازمان‌ها در بخش‌هایی مانند کشاورزی، تولید، مدیریت پسماند، خدمات عمومی و سایر صنایع حیاتی می‌توانند:
– خطر خرابی تجهیزات را با متوقف کردن عملیات در شرایط نامناسب کاهش دهند.
– از تجمع آلاینده‌های زیان‌آور در منابع آب زیرزمینی، خاک، و هوای داخلی و خارجی جلوگیری کنند.
– کاهش خطر بروز حوادث در محل کار از طریق استقرار سیستم‌های تشخیص نشت و پایش آلودگی در محیط‌های پرخطر مانند میادین نفت و گاز طبیعی.
– حفاظت از پوشش گیاهی و جانوری محلی، همچنین حفظ تولیدات کشاورزی و سلامت عمومی از طریق تقویت محافظت از منابع آب زیرزمینی و سفره‌های آب.
اینترنت اشیا امکان پایش کیفیت هوا، خاک و آب را در موارد استفاده و صنایع مختلف فراهم می‌کند. دستگاه‌های متصل و بی‌سیم همچنین می‌توانند فرایندها را تسهیل کرده و نسبت به روش‌های سنتی مانند حفاری و کابل‌کشی، تأثیر محیطی کمتری داشته باشند. نظارت محیطی واکنشی مبتنی بر اینترنت اشیا نه‌تنها از اهداف بسیاری از برنامه‌های پایداری در حال اجرا پشتیبانی می‌کند، بلکه به کسب‌وکارها و صنایع این امکان را می‌دهد که خطر بروز حوادث عملیاتی، خرابی تجهیزات و همچنین تماس اکولوژیکی یا انسانی با آلاینده‌های خطرناک را کاهش دهند.
بنابراین، با دسترسی به نمایی کلی از شرایط زیست‌محیطی در سایت‌ها و املاک عملیاتی پراکنده، شرکت‌ها می‌توانند از راه‌حل‌های پایش از راه دور برای شناسایی زودهنگام منابع آلودگی یا تغییرات محیطی استفاده کنند. در بلندمدت، این رویکرد منجر به کاهش زمان‌های ازکارافتادگی سیستم‌ها، کاهش خطر بروز حوادث و به دنبال آن موجب بهبود سلامت زیست‌محیطی و بهره‌وری می‌شود.
منبع:
https://fr.digi.com/blog/post/what-is-environmental-monitoring
(1)
(1)
(1)
(1)
(1)
(1)
(1)