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자료유형
학술저널
저자정보
Kim, Dong-Wook (Dept. of Biosystems and Biomaterials Engineering, College of Agriculture and Life Sciences, Seoul National University) Jung, Dae-Hyun (Dept. of Biosystems and Biomaterials Engineering, College of Agriculture and Life Sciences, Seoul National University) Cho, Woo-Jae (Dept. of Biosystems and Biomaterials Engineering, College of Agriculture and Life Sciences, Seoul National University) Sim, Kwang-Cheol (Scientec Lab Center co., LTD.) Kim, Hak-Jin (Dept. of Biosystems and Biomaterials Engineering, College of Agriculture and Life Sciences, Seoul National University)
저널정보
한국농업기계학회 바이오시스템공학(구 한국농업기계학회지) 바이오시스템공학 제42권 제4호
발행연도
2017.1
수록면
350 - 357 (8page)

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Purpose: In-situ monitoring of water quality is fundamental to most environmental applications. The high cost and long delays of conventional laboratory methods used to determine water quality, including on-site sampling and chemical analysis, have limited their use in efficiently managing water sources while preventing environmental pollution. The objective of this study was to develop an on-site water monitoring system consisting mainly of an Arduino board and a sensor array of multiple ion selective electrodes (ISEs) to measure the concentration of $NO_3$ ions. Methods: The developed system includes a combination of three ISEs, double-junction reference electrode, solution container, sampling system consisting of three pumps and solenoid valves, signal processing circuit, and an Arduino board for data acquisition and system control. Prior to each sample measurement, a two-point normalization method was applied for a sensitivity adjustment followed by an offset adjustment to minimize the potential drift that could occur during continuous measurement and standardize the response of multiple electrodes. To investigate its utility in on-site nitrate monitoring, the prototype was tested in a facility where drinking water was collected from a water supply source. Results: Differences in the electric potentials of the $NO_3$ ISEs between 10 and $100mg{\cdot}L^{-1}$ $NO_3$ concentration levels were nearly constant with negative sensitivities of 58 to 62 mV during the period of sample measurement, which is representative of a stable electrode response. The $NO_3$ concentrations determined by the ISEs were almost comparable to those obtained with standard instruments within 15% relative errors. Conclusions: The use of the developed on-site nitrate monitoring system based on automatic sampling and two-point normalization was feasible for detecting abrupt changes in nitrate concentration at various water supply sites, showing a maximum difference of $4.2mg{\cdot}L^{-1}$ from an actual concentration of $14mg{\cdot}L^{-1}$.
#Arduino #Ion-selective electrode #Nitrate #Two-point normalization #Water quality monitoring

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