Text: Lena Tasse Bild: Privat
Dricksvatten används inte bara till konsumtion utan också i industriella processer, hälsovård och livsmedelsproduktion. För samhällets säkerhet är det därför mycket viktigt att tidigt kunna upptäcka eventuella farliga ämnen eller mikroorganismer i vattnet. Dricksvattnet kan bli förorenat på grund av mindre läckage, trafikolyckor, naturkatastrofer eller till och med terrorattacker. I sitt examensarbete beskriver Olov Westerberg hur han har arbetat tillsammans med Tekniska Verken för att utveckla algoritmer som gör att en elektronisk tunga i real-tid kan upptäcka om dricksvattnet blivit kontaminerat med avloppsvatten.
Provtagning och analys varnar för sent
I de flesta städer mäts dricksvattnets kvalitet kontinuerligt, men provtagning och analys tar tid vilket gör att resultatet kommer först efter ett par dagar. Om proverna då visar att vattnet var kontaminerat har det då redan hunnits distribueras och drickas av en stor del av befolkningen. Olov Westerberg, student vid Linköpings universitet, har gjort ett examensarbete i samarbete med Tekniska Verken för att ta fram en metod för att undersöka vattnets kvalitet i real-tid. Metoden innebär att en särskild sensor, en elektronisk tunga, placeras på strategiska ställen i distributionsnätet.
Inspirerat av det mänskliga lukt- och smaksinnet
Den elektroniska tungan är ett mätinstrument som kombinerar olika sensorsignaler på ett sätt som är inspirerat av det mänskliga lukt- och smaksinnet. I denna studie användes flera elektroniska tungor som är utplacerade i Linköpings vattenledningsnät samt i en teststation på avloppsreningsverket. Data från teststationen kunde sedan jämföras med data från vattenledningsnätet.
– För testerna användes både syntetiskt och verkligt avloppsvatten, samt en del andra testämnen. Fördelen med syntetiskt avloppsvatten är att det inte innehåller några farliga mikroorganismer, och det kan alltså användas på ett säkrare sätt, säger Olov Westerberg. De olika testämnena pumpades in till den elektroniska tungan i teststationen. Sedan kunde jag testa olika algoritmer för att analysera informationen från sensorn.
Potential att snabbt känna av en allvarligare händelse
Resultatet från examensarbetet visar att den elektroniska tungan, kombinerad med de testade algoritmerna, kan vara ett komplement till de manuella provtagningar som sker idag. Två olika algoritmer testades. Den första kunde känna av när mängden avloppsvatten överskred 0,27 %. Den andra algoritmen kunde känna av lägre nivåer, 0.07 %, men var tyvärr inte tillräckligt selektiv och riskerade att ge falsklarm. Systemet är därför inte tillräckligt känsligt för att detektera låga nivåer av föroreningar.
– Det är troligt att man kan modifiera algoritmerna en aning för att få både låg detektionsgräns och selektivitet, säger Mats Eriksson, biträdande professor i tillämpad fysik vid Linköpings universitet och Olovs handledare. Det skulle innebära att sensorn mycket snabbt skulle kunna känna av en allvarligare händelse och att skyddet för vårt dricksvatten hade ökat.
Fler exjobb på gång
Arbetet med att förbättra behandlingen av data från den elektroniska tungan fortsätter, och ett nytt examensarbete är planerat för vårterminen 2023. Även denna gång kommer exjobbet att genomföras i samarbete med Tekniska verken och det strategiska forskningsområdet Security Link. Security Link erbjuder också andra exjobb inom ramen för samhällssäkerhet, t.ex. cybersäkerhet, telekommunikation.