Δυνατότητα online μετρήσεων σε προγράμματα παρακολούθησης των ποιοτικών χαρακτηριστικών επιφανειακών υδάτινων σωμάτων.

Κωτσαλάς, Βασίλειος; Kotsalas, Vasileios

dc.contributor.author	Κωτσαλάς, Βασίλειος	el
dc.contributor.author	Kotsalas, Vasileios	en
dc.date.accessioned	2018-02-05T11:06:04Z
dc.date.available	2018-02-05T11:06:04Z
dc.date.issued	2018-02-05
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46397
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.7662
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Sensors	el
dc.subject	Water quality	el
dc.subject	Online παρακολούθηση	el
dc.subject	Πρόγραμμα παρακολούθησης	el
dc.subject	Οδηγία Πλαίσιο 2000/60/ΕΚ	el
dc.title	Δυνατότητα online μετρήσεων σε προγράμματα παρακολούθησης των ποιοτικών χαρακτηριστικών επιφανειακών υδάτινων σωμάτων.	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Τεχνολογία υδάτινων πόρων	el
heal.classification	Περιβαλλοντική τεχνολογία	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-10-24
heal.abstract	Η προστασία των υδάτινων πόρων και η διασφάλιση του περιορισμού ή και της εξάλειψης υποβάθμισης αυτών αποτελεί προτεραιότητα όλου του ανθρώπινου πληθυσμού. Οι διαταραχές της ποιότητας των υδάτων, οι οποίες αυξάνονται συνεχώς έχουν κάνει επιτακτική την αποτελεσματική παρακολούθηση της ποιότητας των υδάτων για τα προγράμματα διαχείρισης των υδάτινων πόρων. Σημαντικό ρόλο στην προσπάθεια αυτή αποτελεί η Οδηγία Πλαίσιο για τα Νερά 2000/60/ΕΚ, που αποσκοπεί στην επίτευξη και εξασφάλιση της «καλής ποιότητας» όλων των υδατικών συστημάτων και η οποία υποχρεώνει τα Κράτη Μέλη να καταρτίζουν προγράμματα παρακολούθησης της κατάστασης των υδάτων. Η μέχρι τώρα χρησιμοποιουμένη μέθοδος για τον σκοπό αυτό είναι η δειγματοληψία στο πεδίο και η περαιτέρω ανάλυση και αξιολόγηση στο εργαστήριο, η οποία ωστόσο δεν είναι η μοναδική λύση. Σκοπός λοιπόν της Μεταπτυχιακής αυτής Εργασίας, αποτελεί η δυνατότητα online μετρήσεων των ποιοτικών παραμέτρων στα επιφανειακά υδάτινα σώματα στα πλαίσια των Προγραμμάτων Παρακολούθησης. Υπάρχουν τόσο στο διεθνή όσο και στον ελλαδικό χώρο ολοκληρωμένα συστήματα vαπομακρυσμένης παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο, εφαρμογές online μετρήσεων μέσω τηλεμετρίας αλλά και in situ. Υπάρχουν αναδυόμενες μέθοδοι βιολογικής και χημικής παρακολούθησης, με biomarkers και οι παθητικοί δειγματολήπτες αντίστοιχα (I.J. Allan et al., 2006). Η οικολογική και η χημική κατάσταση, που απαρτίζουν την καλή κατάσταση της ποιότητας των υδάτων, παρουσιάζονται μέσα από τις αρχές και τα παραρτήματα της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ. Τα προγράμματα παρακολούθησης αποτελούν βασική συνιστώσα των ρυθμίσεων εφαρμογής της Οδηγίας και διακρίνονται σε εποπτικά, επιχειρησιακά και διερευνητικά Ένας αναδυόμενος τρόπος μέτρησης των ποιοτικών παραμέτρων στα επιφανειακά ύδατα είναι η πραγματοποίηση τους μέσω κατάλληλων πολυαισθητήρων. Στα πλαίσια αυτού, κατέστη επιτακτική η επικοινωνία τόσο με εταιρίες εντός και εκτός Ελλάδας όσο και με το Εργαστήριο Υγειονομικής Τεχνολογίας του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου, για την υλοποίηση της σύγκρισής της online παρακολούθησης με τη μέθοδο της δειγματοληψίας. Οι παράμετροι που παρατηρούνται και στις δύο μεθόδους είναι η Θερμοκρασία, το Διαλυμένο Οξυγόνο το pΗ, η Αγωγιμότητα, η Θολότητα, η Χλωροφύλλη, το Αμμώνιο, τα Νιτρικά, τα Χλωριούχα, τα Φθοριούχα, η Αλατότητα και το BOD. Οι εργαστηριακές μέθοδοι για τις παραμέτρους αυτές έδωσαν ετήσιο κόστος 96,552.00 € για τους σταθμούς επιχειρησιακής παρακολούθησης στα ποτάμια και 25,758.00 € για τις λίμνες. Οι πολυαισθητήρες κυμαίνονται κοστολογικά από 10,000.00 € έως 15,000.00 €., ενώ μπορεί να φτάσουν και τις 20,000.00 €. Με ένα μέσο κόστος τα 15,000.00 €, το κόστος κεφαλαίου για την online παρακολούθηση για τα ποτάμια θα ανέρχεται στα 2,235,000.00 €, ενώ για τις λίμνες στα 390,000.00 €. Προτείνεται λοιπόν, ένας συνδυασμός των δυο μεθόδων, καθώς είναι πολύ σημαντικό να εξασφαλιστεί η βιωσιμότητα των συστημάτων online παρακολούθησης με την σωστή διαχείριση και οργάνωση από τους φορείς διαχείρισης της ποιότητας του νερού, ώστε να σχεδιασθεί ένα δίκτυο που να μην είναι απλά εφαρμόσιμο, αλλά και βιώσιμο.	el
heal.abstract	Protecting water resources and ensuring that these degradation is reduced or eliminated is a priority for the entire human population. Water quality disruptions, which are constantly increasing, make it imperative to effectively monitor water quality for water management programs. An important role in this effort is the Water Directive 2000/60 / EC, which aims to achieve and ensure the "good quality" of all water bodies, and obliges Member States to draw up monitoring programs for the status of water. The so far used method for this purpose is field sampling and further analysis and evaluation in the laboratory. However, this method has several drawbacks and therefore regulators trying to ensure "good quality", are looking for new, more effective solutions. Remote data acquisition via online monitoring can therefore be the solution. The purpose of this postgraduate thesis is the prospects and possibilities of online measurements of the quality parameters of surface water bodies in terms of the Monitoring Programs. Complete real-time remote systems, online measurement applications via telemetry and in situ have been sought from both Greek and international bibliography. Reference is made to applied case studies and emerging tools and methods of chemical and biological monitoring with advanced continuous online data acquisition systems, such as biomarkers, which are sensitive to early detection of water quality degradation or the use of biological early warning systems (BEWS), but also passive sampling (I.J. Allan et al., 2006). The ecological and chemical status of water quality is presented through the principles and annexes of Directive 2000/60 / EC, as well as River Basin Management Plans, through which the objectives of the Directive will be achieved. Monitoring programs are an essential component of the implementation arrangements of the Directive and aim at gaining a comprehensive overall picture of the quality of water bodies, while being distinguished in supervisory, operational and exploratory terms. The research carried out in this thesis was mainly to find suitable multi sensors around the world to measure the quality parameters in surface waters, especially on the rivers and lakes, after analyzing the existing National Network Monitoring quality and quantity of water to understand the monitoring stations, the type and frequency, the measured parameters and operators that are required to operate. For this purpose, there has been continuous communication via the Internet and telephone with various companies both inside and outside Greece, which manufacture and supply such sensors in the market, in an attempt to find the appropriate instruments for the Greek water bodies, according to the law limits for specific qualitative parameters. Along with this ongoing discussion with the companies, there was a collaboration with the Laboratory of Sanitary Technology of the National Technical University of Athens for information on sampling and analysis methods, but mainly on the use of the pricelist with the cost of each parameter analysis method in the laboratory necessary for comparison with the cost of multiprobes and the extraction of results. Parameters observed in both methods are Temperature, Dissolved Oxygen, pH, Conductivity, Turbidity, Chlorophyll, Ammonium, Nitrates, Chlorides, Fluorides, Salinity and BOD. Laboratory methods for these parameters provide an annual cost of € 96,552.00 for operational monitoring stations in rivers and € 25,758.00 for lakes. The multiprobes range from € 10,000.00 to € 15,000.00, and may reach € 20,000.00. With an average cost of € 15,000.00, the cost of online monitoring will amount to 2,235,000.00 €, while for lakes to 390,000.00 €. A combination of the two methods is proposed, as it is very important to ensure the viability of online monitoring systems with proper management and organization by water quality management operators to design a network that is not just feasible, but also viable. Benchmarking of the two methods required a reduction in the capital cost of the sensors to an annual cost. Using the type Δ=KCRF (N, d) for the depreciation cost, the total annual expenditure for the rivers was estimated at 342,605.26 €, while for the lakes it was 59,783.47 €. On the contrary, for the conventional method of sampling, for the rivers at 111.452,00 €, while for the lakes at 27.404,00 €. It was found, that it is economically advantageous to cover the monitoring stations with instruments for online monitoring at the rate of 30-40% for rivers and 40-50% for lakes. That is, supplying this number of sensors and using them cyclically in all positions. Finally, for the case of the Viotikos Kifissos River Basin, for priority substances and special pollutants the comparative cost is considered inelastic, as there are not yet developed many sensors that measure simultaneously and on a large scale chemicals, while for the physico-chemical parameters it is proposed the installation of an instrument, since the two costs are practically the same.	en
heal.advisorName	Ανδρεαδάκης, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Ανδρεαδάκης, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Γαβαλάκη, Ευγενία	el
heal.committeeMemberName	Μακρόπουλος, Χρήστος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	208 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true