Защепкіна, НаталіяМельниченко, Дмитро2026-03-122026-03-122025Защепкіна, Н. Визначення концентрації нітратів у воді методом багатоспектрального УФ-аналізу / Наталія Защепкіна, Дмитро Мельниченко // Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць. – 2025. – Вип. 69(1). – С. 23-29. – Бібліогр.: 13 назв.https://ela.kpi.ua/handle/123456789/79431У роботі представлено результати дослідження з розробки, калібрування та випробування експериментального прототипу портативної системи для визначення концентрації нітратів у воді на основі багатоспектрального ультрафіолетового аналізу в поєднанні з алгоритмами машинного навчання. Актуальність проблеми пов’язана з масштабним поширенням нітратного забруднення природних і питних вод, що виникає через надмірне використання азотних добрив, стоки та природне ґрунтове вимивання. Високі концентрації нітратів у воді викликають серйозні загрози здоров’ю, особливо у дітей, зумовлюючи розвиток метгемоглобінемії та сприяючи виникненню хронічних захворювань. З огляду на це, критично необхідним є створення автономних рішень, здатних забезпечити швидкий і точний аналіз води без використання складних лабораторних процедур та хімічних реагентів. Запропонована система базується на використанні чотирьох світлодіодів з довжинами хвиль 265, 308, 365 і 395 нм. Кожен з каналів виконує окрему функцію: 308 нм — виявлення нітратів, 265 нм — контроль органічних домішок, 365 нм — моніторинг мутності, 395 нм — стабілізація вимірювань. Оптична система побудована на фотодіоді у фотопровідному режимі з трансимпедансним підсилювачем. Було реалізовано алгоритм автоматичного затримання вимірювання у випадку виявлення нестабільного середовища за допомогою каналу 395 нм. Диференційна обробка спектральних даних (A308−A265, A308/A265) у поєднанні з алгоритмом Random Forest забезпечила точне визначення концентрації нітратів у діапазоні до 300 мг/л. Отримано високу кореляцію між прогнозованими та реальними значеннями (R² = 0.9806) при середній абсолютній похибці 0.77 мг/л. Запропонований підхід дозволяє розв’язати проблему впливу спектрального фону та відхилень від закону Бугера–Ламберта–Бера за рахунок використання адаптивної математичної моделі. Система має перспективи впровадження у мобільних польових приладах моніторингу водних ресурсів, станцій спостереження за довкіллям, аграрному секторі та побутовому водокористуванні. Подальші дослідження передбачають розширення кількості каналів, інтеграцію сенсорів pH та електропровідності, а також застосування в складніших багатокомпонентних системах.ukоптиканітратиультрафіолетова спектроскопіяRandom Forestбагатоканальний аналіздиференціальний методконтроль якості водиавтоматичний моніторингфотометріягумінові речовиниоптичні вимірюваннянеруйнівний контрольnitrateswaterultraviolet spectroscopyRandom Forestmultichannel analysisdifferential methodwater quality controlautomatic monitoringphotometryhumic substancesoptical measurementsnon-destructive testingArticleС. 23-29https://doi.org/10.20535/1970.69(1).2025.331822543.4210000-0001-9397-66320009-0008-7056-123X