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水質汚染の分析とは？課題と対策・製品を解説
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センサー&計測における水質汚染の分析とは？
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水の中にいる魚を水の上から見て、モリで突こうとして、失敗した経験は
ありませんか？水の上から見た時に見える魚の位置と実際にいる位置が
ずれているために起こります。
つまり、水の中から来る光がどこかで方向を変えて来るからこのようなことが
起きます。これが屈折です。
この反射の問題は、実は光の散乱を使用した計測器にとって大事な問題です。
使用するセル内面、レンズ表面に対して入射する散乱光の角度を注意して
設計しないと、正確な測定ができないことになります。
※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
屈折と反射
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センサー&計測における水質汚染の分析
センサー&計測における水質汚染の分析とは？
光技術とレーザー技術を駆使したセンサー&計測は、河川、湖沼、海洋、さらには工業用水や排水に至るまで、あらゆる水域の水質汚染をリアルタイムかつ高精度に分析するための不可欠な手段となっています。これにより、環境保護、公衆衛生の維持、産業活動の持続可能性確保に貢献します。
課題
微量汚染物質の検出限界
環境基準以下に存在する微量の有害物質や新規汚染物質を、従来のセンサーでは高感度に検出することが困難な場合があります。
リアルタイム性の不足
サンプリングとラボでの分析には時間がかかり、汚染発生時の迅速な対応や原因究明が遅れる可能性があります。
多様な汚染物質への対応
化学物質、生物由来物質、ナノ粒子など、多岐にわたる汚染物質の種類や状態に対応できる汎用的な分析手法が求められています。
現場での運用コストと複雑さ
高精度な分析機器の設置、維持管理、専門知識を持つ人材の確保が、現場での迅速かつ広範なモニタリングの障壁となることがあります。
対策
高感度レーザー分光技術の活用
ラマン分光や蛍光分光などのレーザー技術を用いることで、微量な汚染物質も高感度かつ選択的に検出します。
インライン・リアルタイムモニタリングシステムの導入
水流に直接設置可能なセンサーシステムにより、汚染状況をリアルタイムで把握し、即座の対応を可能にします。
マルチパラメータ分析センサーの開発
複数の汚染物質を同時に、かつ異なる原理で測定できるセンサーを組み合わせ、包括的な水質評価を実現します。
ポータブル・自動化分析装置の普及
現場で容易に持ち運び・操作できる分析装置や、AIを活用した自動分析システムにより、運用コストと専門知識の要求を低減します。
対策に役立つ製品例
レーザー誘起ブレークダウン分光（LIBS）センサー
レーザーを照射して発生するプラズマの発光スペクトルを分析し、水中の金属元素などの汚染物質を迅速に特定します。
蛍光ラマン分光センサー
レーザー励起による物質固有の蛍光やラマン散乱光を測定し、有機物や特定の化学物質の存在を高感度に検出します。
光ファイバー型分光センサー
光ファイバーを通じて水中の光学的特性変化を捉え、濁度、色度、特定の汚染物質の濃度を連続的にモニタリングします。
画像認識・AI解析付き水中ドローン
搭載された光学センサーとAIによる画像解析で、水中の異物、油膜、藻類の異常発生などを自動で検知・報告します。
