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新型有機污染熒光溯源預警儀

1 成果簡介我國水污染事故頻發(fā)，以有機污染為主。現(xiàn)有技術(shù)不能迅速確定污染類型，因此事故發(fā)生后無法迅速采取恰當?shù)膽獙Γ?是產(chǎn)生重大經(jīng)濟和環(huán)境損失以及負面國際影響的主要原因。為維護水環(huán)境安全，保障人民生活和生產(chǎn)，需要一種能迅速確定污染類型的、環(huán)境友好的水體有機污染預警技術(shù)。熒光技術(shù)是近 20 年來興起的新型分析方法，靈敏度高、適用范圍廣。污水和水體的熒光光譜是多物質(zhì)產(chǎn)生的復合光譜，它們與水樣唯一對應，被稱為“ 水質(zhì)熒光指紋”，簡稱“ 水紋” 。該法在污染性質(zhì)快速判斷方面具有獨特優(yōu)勢。熒光指紋是水樣內(nèi)蘊特征的反映，還攜帶了有機物總量信息，可作為新型水質(zhì)表示法。課題組從 2003 年開始從事水紋研究，在清華大學基礎研究基金、教育部科技重點項目、教育部清華大學自主研究項目、國家十一五重大水專項等項目資助下，掌握了上百種水紋，創(chuàng)新性開發(fā)出基于水紋比對的新型污染識別原理，并研發(fā)出有機污染溯源儀，填補了迅速確定污染類型的儀器的空白。該儀器由水紋采集儀、水紋比對軟件和豐富的水紋數(shù)據(jù)庫組成，可以識別數(shù)十種有機污染類型。儀器的特點如下：自動取樣，自動測量，自動比對；數(shù)據(jù)庫設計人性化，可以自動添加新指紋；數(shù)據(jù)自動保存；水紋采集儀性能穩(wěn)定，使用、維護簡便，當儀器光源老化時，自動提示更換等。上述優(yōu)點表明該儀器既適合在線實時監(jiān)測，也可以作為監(jiān)測車和實驗室的專用儀器。查新表明，國內(nèi)外目前尚未發(fā)現(xiàn)有相似原理的儀器。性能參數(shù)：靈敏度高，信噪比達到 250；完成一次溯源任務不足 15 分鐘，測量時間短，重現(xiàn)性好；工作溫度/濕度 15-350C， 45-80%（不可有冷凝現(xiàn)象， 350C 以上時濕度為 70%以下）；不加任何試劑，取樣量少，不產(chǎn)生二次污染；連續(xù) 24 小時使用耗電僅數(shù)度，成本低。圖 1 示范運行中的有機污染熒光溯源預警儀2 應用說明2011 年 7 月至 2012 年 3 月，水質(zhì)有機污染溯源預警儀在京杭運河江蘇蘇州段進行了為期 3 個月的實地連續(xù)測試運行，儀器檢測出數(shù)次水質(zhì)異常，并及時進行了報警，現(xiàn)場測試表明，該儀器能夠靈敏、及時地監(jiān)測到污染的發(fā)生和變化，預警迅速，并能給污染類型的信息，對于快速確定有針對性的采取污染應對措施大有益處。儀器經(jīng)過了權(quán)威第三方的檢測。3 效益分析由于目前國內(nèi)外尚無同類產(chǎn)品，而污染預警和溯源的需求比較迫切，因此本儀器具有較大的推廣空間。本儀器價格每臺約 60 萬元。而本儀器運行穩(wěn)定、靈敏。總體上，儀器成本低，維護省，快速，無二次污染， 24 小時連續(xù)使用，運行費每月在 3000 元左右，具有明顯的經(jīng)濟和技術(shù)優(yōu)勢。4 合作方式轉(zhuǎn)讓或者聯(lián)合推廣。5 所屬行業(yè)領域能源環(huán)境。

清華大學 2021-04-13

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