Aqu @teach: निगरानी का परिचय
वैज्ञानिक पैरामीटर
एक** वैज्ञानिक पैरामीटर** एक निश्चित या मापनीय विशेषता या एक मान है, जो डेटा के सेट से चुना गया है। एक** चर** कोई कारक, विशेषता, या स्थिति है जो अलग-अलग मात्रा या प्रकारों में मौजूद हो सकती है। प्रयोगात्मक विज्ञान में, आमतौर पर तीन प्रकार के चर होते हैं: 1) स्वतंत्र, 2) निर्भर, और 3) नियंत्रित। ** स्वतंत्र चर** वह है जो प्रयोगकर्ता प्रतिक्रिया या प्रभाव को मापने या देखने के लिए बदलता है। ** निर्भर चर** स्वतंत्र चर में किए गए परिवर्तनों के लिए मापा प्रतिक्रिया है। ** नियंत्रित चर** वे चर हैं जिन्हें एक प्रयोग में निरंतर रखा जाता है।
आइए एक्वापोनिक सिस्टम का उपयोग करके इन चरों को एक काल्पनिक प्रयोग के साथ चित्रित करें। हम रुचि रखते हैं कि मछली का कुल द्रव्यमान हाइड्रोपोनिक इकाई से जुड़े मछली टैंक में अमोनिया उत्पादन को कैसे प्रभावित करता है। अमोनिया एकाग्रता को मछली टैंक में और साथ ही हाइड्रोपोनिक इकाई में जी/एल में मापा जाएगा। फ़ीड की मात्रा और दर स्थिर रहेगी, जबकि मछली का कुल द्रव्यमान मछली के टैंक में मछली के अलावा अलग-अलग होगा। इस काल्पनिक प्रयोग में, मछली का कुल द्रव्यमान स्वतंत्र चर है (यही वह है जिसे हम बदल रहे हैं), और अमोनिया एकाग्रता आश्रित चर है (यही वह है जिसे हम रुचि रखते हैं - यही वह है जिसे हम मछली के द्रव्यमान को बदलने के जवाब के रूप में माप रहे हैं)। चर, जैसे फ़ीड की मात्रा, भोजन दर, मछली के कुल द्रव्यमान को खिलाने और बदलने के बीच समय अंतराल, मछली की टंकी में पानी का तापमान और हाइड्रोपोनिक इकाई में, बायोफिल्टर की सतह क्षेत्र, हाइड्रोपोनिक इकाई में पौधों की संख्या आदि, सभी को स्थिर रखा जाना चाहिए अमोनिया उत्पादन पर मछली के कुल द्रव्यमान को बदलने के प्रभाव को मापें, और इसलिए वे नियंत्रित चर हैं।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि अनुभवजन्य डेटा या मनाए गए परिणामों को सत्यापित करने के लिए वैज्ञानिक प्रयोग (या निगरानी में समान पैरामीटर के माप) गुणकों में किए जाते हैं, आमतौर पर तीन गुना होते हैं। तीन प्रतिकृति आमतौर पर किसी भी संभावित आउटलियर को रद्द करने के लिए पर्याप्त होती हैं (यदि अन्य दो माप सहमत हैं)। परिणाम की सटीकता में सुधार के लिए इस तरह के मापों का औसत (अंकगणितीय माध्य नामक आंकड़ों में) लिया जाता है। डेटा के बीच परिवर्तनशीलता पर रिपोर्ट करने के लिए तीन प्रतिकृति के मानक विचलन (एसडी) की भी गणना की जानी चाहिए। एक कम मानक विचलन बेहतर है। अपने माप में इकाइयों को शामिल करना न भूलें। अंकगणितीय माध्य और मानक विचलन की गणना के लिए समीकरण नीचे दिखाए गए हैं:
कहां: $\ बार {x} $ = अंकगणितीय मतलब
$ _1, _2, _3, _n $ = डेटा सेट में व्यक्तिगत मान = सेट में डेटा बिंदुओं की संख्या (‘x’ मानों की संख्या)
कहां:
= मानक विचलन
= योग प्रतीक
= डेटा सेट में प्रत्येक व्यक्तिगत मान
= अंकगणितीय मतलब
= सेट में डेटा बिंदुओं की संख्या (‘x’ मानों की संख्या)
मॉनिटर क्यों?
एक्वापोनिक्स में निगरानी की आवश्यकता दो बिंदुओं से उत्पन्न होती है: ** जन** और** प्रबंधन**। एक्वापोनिक्स की समग्र प्रकृति का मतलब है कि यह यूरोपीय संघ के स्तर पर नीति के संबंध में कई अलग-अलग विधायी श्रेणियों में आता है। सामान्य मत्स्य पालन नीति (सीएफपी) और सामान्य कृषि नीति (सीएपी), के साथ-साथ खाद्य सुरक्षा, पशु स्वास्थ्य और कल्याण, पौधे स्वास्थ्य, और पर्यावरण कानून पर नीतियां, दूसरों के बीच, सिस्टम की परिचालन विशेषताओं के आधार पर सभी लागू हो सकती हैं। एक्वापोनिक उत्पादन के दौरान जो कानून और विनियमों को देखा जाना चाहिए, उनमें शामिल हैं, लेकिन इन तक सीमित नहीं हैं:
जल फ्रेमवर्क निर्देश (2000/60/ईसी) (डब्ल्यूएफडी) - अन्य बातों के अलावा, डब्ल्यूएफडी पानी के पाठ्यक्रमों में प्रवाह निर्वहन की निगरानी, नमूनाकरण और विश्लेषण के नियमों को बताता है। इसके लिए सदस्य राज्यों को अपने देश के भीतर निगरानी शासन स्थापित करने की भी आवश्यकता होती है, जिसमें अक्सर प्रवाह का विश्लेषण करने के लिए निर्वहन साइटों पर निरीक्षण शामिल होते हैं
नाइट्रेट्स डायरेक्टिव (91/676/ईईसी) उन अपशिष्टों की पैरामीटर सीमा निर्दिष्ट करता है जिन्हें छुट्टी दी जा सकती है
खाद्य सुरक्षा नियम, जो इस पाठ्यपुस्तक के अध्याय 10 में अधिक विस्तार से कवर किया जाएगा
पशु कल्याण और मछली स्वास्थ्य नियम, जैसे निर्देशक 91/496/ईईसी, जो तीसरे देशों से यूरोपीय संघ में प्रवेश करने वाले जानवरों पर पशु चिकित्सा जांच के संगठन को नियंत्रित करने वाले सिद्धांतों को बताता है
अधिकांश देशों में मदद कानून के अनुरूप एक्वापोनिक किसानों को रखने के लिए सरकारी एजेंसियों से उपलब्ध होगी, और इसलिए उन्हें अपनी विशेष स्थिति ([जोली 2018] के संबंध में सक्षम अधिकारियों से व्यापक जानकारी लेनी चाहिए ( http://euaquaponicshub.com/hub/wp-content/uploads/2016/05/Regulations-factsheet.pdf))।
पैरामीटर की नियमित निगरानी एक्वापोनिक सिस्टम के प्रबंधन, संचालन और रखरखाव का एक अनिवार्य हिस्सा है। पानी की गुणवत्ता, और मछली और पौधों के स्वास्थ्य की निगरानी, यह इंगित करेगा कि सिस्टम कितनी अच्छी तरह से प्रदर्शन कर रहा है और इसमें महत्वपूर्ण लागत लाभ हैं। अपने माप के अच्छे रिकॉर्ड रखने से रुझानों को देखने और भविष्य की समस्याओं का निदान करने में बहुत मदद मिल सकती है। यह अपने रीडिंग के सभी रिकॉर्ड करने के लिए महत्वपूर्ण है। अमोनिया, नाइट्राइट, भंग ऑक्सीजन, और पीएच जैसे पैरामीटर यह संकेत दे सकते हैं कि सिस्टम खराब प्रदर्शन कर रहा है या नहीं।
समस्याग्रस्त पैरामीटर की पहचान करना (यानी वांछित सीमा के बाहर) ऑपरेटर को समस्या को जल्दी से ठीक करने और एक्वापोनिक सिस्टम के कामकाज को इष्टतम स्तर तक बहाल करने में मदद करता है, जिसके परिणामस्वरूप मछली और पौधों की उच्चतम उपज होगी।
विभिन्न निगरानी दृष्टिकोण
एक्वापोनिक जल रेंज की गुणवत्ता का परीक्षण करने के लिए निगरानी दृष्टिकोण बहुत सरल और सस्ते से जटिल और महंगे विश्लेषणात्मक उपकरण शामिल हैं। सबसे सरल और सस्ता दृष्टिकोण परीक्षण स्ट्रिप्स का उपयोग करना है, जिसे आप पानी में डुबोते हैं। इनमें एक अभिकर्मक होता है जो पानी के संपर्क में आने पर रंग बदलता है। इस प्रतिक्रिया की तीव्रता को किट के साथ प्रदान किए गए रंग चार्ट से तुलना की जा सकती है, जो तब परीक्षण किए जा रहे अपेक्षाकृत सटीक उपाय देगी। ये किट अक्सर उपयोग करने के लिए सस्ते और सरल होते हैं, हालांकि वे एक उपभोज्य सामग्री हैं, स्टॉक को लगातार भरने की आवश्यकता होगी। हालांकि, ये आमतौर पर केवल सीमित सीमा के लिए उपयोग किए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, पीएच के लिए कुछ परीक्षण स्ट्रिप्स केवल पीएच रेंज के भीतर 5 से 8 तक काम करते हैं। यदि एक्वापोनिक सिस्टम में पीएच इस सीमा के बाहर आता है (5 या 8 से ऊपर), तो परीक्षण स्ट्रिप्स झूठे परिणाम दे सकते हैं।
जटिलता और लागत के मामले में अगले स्तर रासायनिक अभिकर्मकों और एक रंग चार्ट का उपयोग कर परीक्षण कर रहे हैं। यहां नमूना को एक छोटी टेस्ट ट्यूब में रखा गया है और अभिकर्मकों की बूंदों को निर्देशों के अनुसार जोड़ा जाता है। एक प्रतिक्रिया होती है और परीक्षण ट्यूब में समाधान का रंग किट के साथ आने वाले रंग चार्ट से तुलना की जाती है। इन परीक्षणों की कीमत भिन्न होती है। इन परीक्षणों का एक और सटीक और उन्नत संस्करण स्पेक्ट्रोफोटोमीटर के साथ रंग को मापता है।
स्पेक्ट्रोमेट्री मात्रात्मक विश्लेषण का एक तरीका है जो प्रकाश के अवशोषण का उपयोग करता है। आम तौर पर निलंबित ठोस पदार्थों को हटाने के लिए एक पानी का नमूना केन्द्रित किया जाता है और वांछित परीक्षण के लिए विशिष्ट अभिकर्मक जोड़ा जाता है। इसके बाद विश्लेषण के लिए एक स्पेक्ट्रोफोटोमीटर के अंदर रखा जाता है। स्पेक्ट्रोफोटोमीटर द्वारा दिए गए पढ़ने को एकाग्रता देने के लिए उस विशेष रासायनिक पैरामीटर के लिए ज्ञात मानक घटता से संबंधित किया जा सकता है। कुछ निर्माता अंशांकन घटता का उपयोग करने की आवश्यकता के बिना, त्वरित विश्लेषण के लिए परीक्षण किट भी प्रदान करते हैं, और ये पानी की गुणवत्ता मानकों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपलब्ध हैं।
निगरानी के लिए सबसे उन्नत और महंगा दृष्टिकोण जांच और इलेक्ट्रॉनिक मीटर का उपयोग करना शामिल है। ये एकल पैरामीटर कॉन्फ़िगरेशन में मौजूद हैं, या मल्टीप्रोब एकल मीटर कॉन्फ़िगरेशन में हैं। जांच एक डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक मीटर से जुड़ी हुई है और पानी में डूबे हुए हैं। पानी के संपर्क में लगातार जांच के साथ, मछली टैंक के अंदर निरंतर ऑनलाइन मॉनीटर भी स्थापित किए जा सकते हैं। वे पहले वर्णित परीक्षणों की तुलना में अधिक खर्च करते हैं, हालांकि, वे निगरानी के लिए सबसे सटीक उपकरण हैं, और सबसे बड़ी माप सीमा (क्लिंगर-बोवेन * एट अल। * 2011)।
चुना निगरानी दृष्टिकोण आमतौर पर एक्वापोनिक प्रणाली के आकार और उत्पादकता के स्तर से जुड़ा होता है। व्यावसायिक वाणिज्यिक प्रणाली आमतौर पर भंग ऑक्सीजन (डीओ), जल स्तर और बिजली की आपूर्ति के लिए निरंतर ऑनलाइन मॉनिटर को रोजगार देती है। दूसरी ओर, शौक पिछवाड़े प्रणाली अक्सर इस तरह के परीक्षण स्ट्रिप्स के रूप में सबसे सरल और सस्ता दृष्टिकोण, पर भरोसा करते हैं, या यहां तक कि सिर्फ पानी की गड़बड़ी के दृश्य निरीक्षण, biofilter, संयंत्र और मछली के स्वास्थ्य में ऑक्सीजन।
निगरानी मानकों का वर्गीकरण
पैरामीटर कि एक एक्वापोनिक प्रणाली में नजर रखने की जरूरत है - पानी की गुणवत्ता, मछली के स्वास्थ्य, और पौधों के स्वास्थ्य, और निम्न प्रकार में वर्गीकृत किया जा सकता है: 1) रासायनिक, 2) शारीरिक, और 3) जैविक। रासायनिक मापदंडों को पानी की गुणवत्ता के साथ करना पड़ता है और इसमें पीएच, डीओ, अमोनिया, नाइट्राइट, नाइट्रेट, फास्फोरस सामग्री और पानी की कठोरता शामिल होती है। शारीरिक मापदंडों में पानी और हवा का तापमान, सापेक्षिक आर्द्रता और यूवी प्रकाश तीव्रता शामिल है। जैविक पैरामीटर प्रणाली के प्रदर्शन के लिए सीधी अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं, और मछली और पौधों के द्रव्यमान और स्वास्थ्य, पौधों में पोषक तत्वों की कमी, शैवाल संदूषण और अन्य सूक्ष्मजीवविज्ञानी मापदंडों से सब कुछ शामिल करते हैं। एक एक्वापोनिक्स इकाई में प्रत्येक जीव - बायोफिल्टर में मछली, पौधे और बैक्टीरिया - प्रत्येक भौतिक-रासायनिक पैरामीटर (तालिका 1) के लिए एक विशिष्ट सहिष्णुता सीमा होती है। सहिष्णुता पर्वतमाला अपेक्षाकृत सभी तीन जीवों के लिए समान हैं, लेकिन समझौता के लिए एक की जरूरत है और इसलिए कुछ जीव उनके इष्टतम स्तर पर काम नहीं किया जा सकता है (Somerville * et al.* 2014a)।
तालिका 1: मछली (गर्म और ठंडे पानी), पौधों और नाइट्राइफाइंग बैक्टीरिया के लिए भौतिक-रासायनिक मानकों की इष्टतम श्रेणियां
| जीव प्रकार | तापमान (ओसी) | पीएच | अमोनिया (मिलीग्राम/एल) | नाइट्राइट (मिलीग्राम/एल) | नाइट्रेट (मिलीग्राम/एल) | डीओ(मिलीग्राम/एल) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| गर्म पानी की मछली | 22-32 | 6-8.5 | <3 | <1 | <300 | 4-6 |
| ठंडे पानी की मछली | 10-18 | 6-8.5 | <1 | <0.2 | <300 | 6-8 |
| पौधे | 16-30 | 5.5-6.5 | <30 | <1 | - | > 3 |
| बैक्टीरिया | 14-34 | 6-8.5 | <3 | <1 | - | 4-8 |
लक्ष्य भौतिक-रासायनिक के साथ-साथ अन्य मापदंडों के साथ एक स्वस्थ पारिस्थितिकी तंत्र को बनाए रखना है जो एक साथ मछली, सब्जियां और बैक्टीरिया की बढ़ती आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। ऐसे अवसर होते हैं जब इन मानदंडों को पूरा करने और सिस्टम को ठीक से काम करने के लिए पानी की गुणवत्ता को सक्रिय रूप से छेड़छाड़ करने की आवश्यकता होगी।
निगरानी की आवृत्ति
निगरानी की आवृत्ति निगरानी की जा रही पैरामीटर के आधार पर भिन्न होती है। एक सामान्य नियम के रूप में, स्टार्ट-अप सिस्टम (पौधों और जानवरों के प्रारंभिक मोजा पर) को दैनिक परीक्षण किया जाना चाहिए ताकि आवश्यक होने पर समायोजन जल्दी से किया जा सके। उदाहरण के लिए, भोजन के स्तर को कम किया जा सकता है, वायुमंडल बढ़ाया जा सकता है, या उच्च अमोनिया के स्तर के जवाब में पानी को पतला किया जा सकता है। एक बार पोषक चक्र संतुलित होते हैं (पैरामीटर में महत्वपूर्ण उतार-चढ़ाव के बिना कम से कम 4 सप्ताह के बाद), साप्ताहिक निगरानी आमतौर पर अच्छी पानी की गुणवत्ता बनाए रखने के लिए पर्याप्त होती है। हालांकि, अगर किसी समस्या पर संदेह होता है (मछली की उपस्थिति या व्यवहार में परिवर्तन, पौधों में कमी संकेतक), तो पानी की गुणवत्ता की अधिक लगातार निगरानी फिर से शुरू की जानी चाहिए। इसलिए, संभावित समस्याओं को जल्दी खोजने के लिए मछली और पौधों के स्वास्थ्य की दैनिक निगरानी आवश्यक है। निगरानी मानकों का अच्छा रिकॉर्ड रखना भी बहुत महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए मछली की उपस्थिति और व्यवहार (सामान्य से सामान्य/बाहर), पौधों की उपस्थिति (सामान्य/अस्वास्थ्यकर रूप), और जल रसायन शास्त्र पैरामीटर (पीएच, डीओ, अमोनिया, नाइट्राइट्स, नाइट्रेट)। इस तरह, संभावित समस्या का कारण अधिक आसानी से पहचाना जा सकता है और, यदि समस्या फिर से उत्पन्न होती है, तो पहले से अच्छी तरह से काम करने वाले संशोधन को तुरंत कार्यान्वित किया जा सकता है (सलेनेवे 2016; सोमरविले* एट अल। * 2014 ए)। डेटा लॉग बुक का एक उदाहरण चित्रा 1 में दिखाया गया है।
चित्रा 1: डेटा लॉग तालिका की निगरानी का एक उदाहरण। तालिका में एसएस ‘नमूना साइट’ के लिए खड़ा है
*कॉपीराइट © Aqu @teach परियोजना के भागीदार Aqu @teach एप्लाइड साइंसेज के ज्यूरिख विश्वविद्यालय (स्विट्जरलैंड), मैड्रिड के तकनीकी विश्वविद्यालय (स्पेन), जुब्लजाना विश्वविद्यालय और बायोटेक्निकल सेंटर नाक्लो (स्लोवेनिया) के सहयोग से ग्रीनविच विश्वविद्यालय के नेतृत्व में उच्च शिक्षा (2017-2020) में एक इरासम+सामरिक भागीदारी है। । *