Drone Lesson 08

無人機 x 環境科學

(Drone x Environmental Science)

5.1 Drones & Environmental Studies
5.2 Field Experiment: Water Sampling with a Drone

(Collection of Water Samples at Lam Tsuen River)
5.3 Analysis of the Water Samples

無人機 跨學科創意學習 08 Dec 2018
實驗計劃
Carmel Holy Word Secondary School
(CHW Drone Project 2018)
1
Lesson 8

Lesson 08 [無人機 x 環境科學 (Drone x Environmental Science)]

9:30 – 9:50 林村河的地理環境及基本現況 RY
9:50 – 10:40 河溪水質及檢驗 朱子泳博士

10:50 – 11:00 無人機水樣採集任務的考核要求 RY
11:00 – 12:30 無人機水樣採集系統優化及乾地測試 RY,AH,CY,布生

1:45 – 2:15 系統組合及控制員(機、臂)選拔 RY,LO,AH,CY,布生
2:15 – 2:30 水池採樣測試 RY,LO,AH,CY,布生
2:30 – 2:45 出發前最後準備 AH,CY
2:45 – 3:00 前往林村河採樣地點
3:00 – 3:30 水樣採集實驗 (30mins) AH,LO,CY
3:30 – 3:45 回校

3:55 – 4:30 水質分析及總結 RY

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實驗計劃
Carmel Holy Word Secondary School
(CHW Drone Project 2018)
2
Lesson 8

無人機採集水樣任務

(Drone Water Sampling Mission)

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(CHW Drone Project 2018)

Lesson 7 3

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實驗計劃

(CHW Drone Project 2018)

Lesson 8 4

無人機 跨學科創意學習 林村河
實驗計劃
水質樣本採集
(CHW Drone Project 2018)
Lesson 8
5

Lesson 8 吐露港

6

林村河的水質如何?

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(CHW Drone Project 2018)

Lesson 8 7

香港河溪水質監測：

 30 條河溪, 82 個水質監測站

(林村河9個，大埔河1個)

 每月定期到各站進行 實地量度水質
和 收集水樣本作實驗室測試

 每月定期到各站進行實地量度水質和
收集水樣本作實驗室測試

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Lesson 8 8

溶解氧 兩項可反映河溪水質的重要參數

(Dissolved Oxygen) (香港環境保護署)

大腸桿菌

(E. coli)

溶解氧代表溶解於河溪內氧氣的含量。
絕大部份的水生生物均需呼吸氧氣以維持生命。

大腸桿菌含量越高表示受糞便污染的程度越大

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實驗計劃

(CHW Drone Project 2018)

Lesson 8 9

林村河 vs 大埔河 (大腸桿菌) 大埔河

(香港環境保護署) 10

林村河

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(CHW Drone Project 2018)

Lesson 8

林村河水質數據 (大腸桿菌, 2016-2017)

389倍 TR12I: 3,500,000
?! (Oct 2017)

TR12 : 9,000

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(CHW Drone Project 2018)

Lesson 8 11

2017 年林村河及大埔河水質監測數據總結

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(CHW Drone Project 2018)

Lesson 8 12

2018-11-08 大埔區居民經常就林村河及
大埔河下游的衛生問題，向有
無人機 跨學科創意學習
實驗計劃 關政府部門或區議員作出投訴。
據食物環境衞生署於十一月向
(CHW Drone Project 2018)
大埔區議會提交的文件指出，十

月期間食環署於林村河/大埔
河所清理的垃圾數量總計逾
一噸，較同年垃圾收集量最低

的月份多出近十倍。

Lesson 8 13

無人機 跨學科創意學習 環境科學顧問
實驗計劃
(Environmental Scientist )
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Lesson 8 14

無人機水上降落系統 Mark IX + 單摩打採樣機械臂

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Lesson 8 15

System Mark X

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Lesson 8 16

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Lesson 8 17

System Mark XI

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Lesson 8 18

出發往林村河之前，必須通過以下各項考核：

1. 水降系統 浮水能力測試

2. 水降系統 飛行穩定性測試

3. 機械臂系統 採樣操作測試

4. 水降採樣系統(載水樣本) 飛行穩定性測試

5. 無人機 操作及準點降落測試

6. 室內水池採樣能力測試

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Lesson 8 19

無人機

採集水樣任務

(Drone Water Sampling Mission)

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Lesson 8 20

部份常用的水質指標：
1. DO [Dissolved Oxygen] (溶解氧)
2. E. coli (大腸桿菌)
3. TDS [Total Dissolved Solid] (總溶解性物質)
4. Turbidity (濁度)

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Lesson 8 21

水質 TDS 檢測筆

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Lesson 8 22

TDS = Total Dissolved Solid
(水中總溶解性物質的濃度)

 純水是絕緣體。

 河水中含無機鹽(例：鎂鹽、鈣鹽)，
所以河水具輕微導電性。

 當河水中的無機鹽越多，水的
電導率就越高。

 但 TDS 並不能直接反映水質的好壞。

無人機 跨學科創意學習  TDS數值並不反映水中細菌和病毒等
實驗計劃 有害物質含量。

(CHW Drone Project 2018)

Lesson 8 23

濁度 (Turbidity)

 指水樣中因為大量肉眼可見懸浮物質而造成的
混濁情形。

 酸性環境的水質為澄清狀態，中性或鹼性環境
水質經常出現混濁現象。

 飲用水的濁度越高，飲用者出現消化道疾病的
風險就越高。

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實驗計劃

(CHW Drone Project 2018)

Lesson 8 24

用 Micro:bit
量度/比較水樣本的濁度 (Turbidity)？

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Lesson 8 25

Micro:bit 濁度測量儀 (Turbidity Meter)

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Lesson 8 26

Micro:bit 濁度測量儀 (Turbidity Meter)

[迦密聖道版本]

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Lesson 8 27