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1 成果簡介水質有機污染預警儀（ FF-WY-01 型） 是在課題組自主開發的水質有機污染熒光指紋技術的基礎上針對突發性水污染的實時預警研制出的第一代成果。預警儀由主機和其控制軟件（ FWY solution 1.0）組成，可用于水體監控斷面、企業排污口、游泳池以及浴場等污染敏感位置的有機污染在線實時監測及預警。2 應用說明儀器實現了自動取樣與過濾，恒溫測量，溫控精度達到±0.3％，可以消除環境溫度變化對測量結果的負面影響。儀器依靠硬件設置和軟件設計實現了對光源的實時監控，消除了光源的瞬時抖動及光源衰減對測量的影響，使測量結果更穩定、精確。軟件設計人性化，能以實時波形圖方式動態顯示測量結果；超過污染閾值時，自動報警；所有監測數據自動保存，數據保存格式為 excel 表格，以便于后續處理；當儀器光源老化時，自動提示更換等。儀器操作簡便靈活，用戶能根據實際情況設定報警閾值或使用推薦的閾值。該儀器完成一次測量僅需 30 秒，不加任何試劑，連續 24 小時使用耗電不足 3 度，維護簡便。儀器主機體積小，僅 450×400×160 mm，便于攜帶和安放，如圖 1 所示。目前二代機也已經問世。  圖 1 水質有機污染預警儀(FF-WY-01 型) 可用于水體監控斷面、企業排污口、游泳池以及浴場等污染敏感位置的有機污染在線實時監測及預警。4 效益分析成本儀器大于 1.5 萬元/臺，運行費 250 元/年。5 合作方式技術轉讓。

水源圖像檢測和分類在監測和識別河流冰災、洪水、垃圾污染和死水等方面有很多應用。然而，海水、河水、湖水和池塘這些稱之為干凈水源的圖像，可能和一些污染水源的圖像重疊，加之冰雪天氣下水體結冰等因素的存在，使得水源圖像分類的問題更加復雜。在這些情況下，精確的水資源圖像檢測和分類就顯得至關重要。本項目基于RGB圖像對水源進行分類，達到水污染檢測的目的。本項目的創新點在于提出一種新的圖像頻率域分塊方法，將圖像之間的細微變化放大，有效地提取圖像的紋理特征，區分污染水源圖像和干凈水源圖像，并且對水體

超濾技術主要用于含分子量100～1000,000的物質的分離，是目前應用最廣的膜分離過程之一。超濾是通過膜的篩分作用，將溶液中粒徑大于膜孔徑的大分子溶質截留，使小分子組分透過超濾膜，達到分離目的的膜過程。超濾作為一種新型高效的膜分離技術，具有無相變、操作條件溫和、無第三組分引入、工藝流程簡單等優點，可代替傳統的分離技術，如精餾、蒸發、萃取、結晶等過程，但是超濾過程中的膜污染嚴重限制了超濾在分離領域的更廣泛應用。國際純粹和應用化學協會 IUPAC 將膜污染定義為由于懸浮物或可溶性物質通過物理化學作用或者機械作用，在膜的表面及膜孔內部吸附或沉積，導致膜孔堵塞或變小、膜通量降低的過程。目前，解決高分子超濾膜污染的根本途徑是開發低污染超濾膜，包括開發新型高分子材料及對現有超濾膜進行表面改性。前者制膜成本較高，并在大規模應用上存在困難。而對現有膜進行表面改性則成為解決高分子超濾膜膜污染的有效途徑。

b0,+AT-rBAT是人體內的一種氨基酸轉運蛋白復合物，屬于異源多聚體氨基酸轉運蛋白（HAT）家族。異源多聚體氨基酸轉運蛋白，由輕鏈蛋白和重鏈蛋白構成。b0,+AT是其中的輕鏈蛋白，負責轉運底物。而rBAT是其中的重鏈蛋白，具有負責輕鏈蛋白細胞膜定位（即將輕鏈蛋白“護送”到細胞膜上）和維持輕鏈蛋白的穩定性的作用。b0,+AT主要分布于小腸和腎臟中。b0,+AT或者rBAT的突變，會誘發胱氨酸尿癥，一種先天性遺傳疾病。患者尿路中常有胱氨酸結石形成，造成腎絞痛，可引起尿路感染和腎功能衰竭。該病作為一種隱性遺傳疾病在人群中的發病率約為1/7000，屬于罕見病的一種。研究b0,+AT-rBAT的最新研究成果，揭開了胱氨酸尿癥發病的分子機理。復合物的結構和功能，將能幫助我們認識胱氨酸尿癥，為可能的治療方案提供線索。本項研究工作在全世界首次解析了b0,+AT-rBAT的高分辨率電鏡結構。結構顯示，b0,+AT蛋白與rBAT蛋白首先形成異源二聚體分子，然后兩個異源二聚體分子通過rBAT蛋白的相互作用再進一步形成一個二聚體。體外轉運實驗表明rBAT蛋白對b0,+AT蛋白的轉運活性是必需的；也就是說，b0,+AT要正常發揮轉運功能，需要有rBAT蛋白的存在。這與周強實驗室2019年解析的LAT1-4F2hc復合物相似。LAT1-4F2hc復合物同屬HAT家族，其中的4F2hc蛋白是LAT1蛋白發揮轉運活性所必需的。同時，該研究也首次解析了b0,+AT-rBAT和它的天然底物精氨酸的復合物的冷凍電鏡結構，解釋了它的底物識別機制。如果把b0,+AT-rBAT復合物比做生物膜上的一艘船，那么被轉運的精氨酸，可以被理解為“貨物”。研究人員通過解析b0,+AT-rBAT與底物的復合物的結構，可以了解該“貨物”如何加載到船上的——這個過程，即為“識別機制”。在底物結合點附近，科研團隊還鑒定出了底物結合位點附近的一個轉運調控區域。通過點突變和同位素轉運實驗，他們證明了該轉運調控區域對于b0,+AT-rBAT的轉運功能至關重要。西湖大學黃晶實驗室采用了分子模擬的方式，亦驗證了該區域的重要性。對于b0,+AT-rBAT復合物突變而導致的胱氨酸尿癥，基于上述研究，研究團隊進一步揭開了該疾病發生的機理。通過分析已解析出的b0,+AT-rBAT的高分辨率結構，研究人員對突變的位點進行了準確定位，并對這些位點進行了體外生化實驗的驗證。結果顯示，b0,+AT-rBAT的關鍵位點的突變影響了氨基酸轉運的活性，造成了胱氨酸尿癥。

以多云緩和異構為基礎架構的混合云管理平臺，對接IT資源或云資源池，為學校系統提供all-in-one的IT服務管理能力。

我校協同育人企業天津騰領電子科技有限公司基于自研國產化工業控制系統開發了設施農業管控系統，利用邊云協同控制架構，集成以大模型驅動的作物生長監測、環境精準調控、水肥綜合管理等技術裝備。項目已在多地開展應用，開發了“認領一塊地”等商業模式。2025年4月7日，天津電視臺新聞頻道《都市報道60分》以《物聯網遇上菜籃子 解鎖開心農場》為題進行了報道。

技術團隊圍繞污染場地環境土壤評估與修復通過環境修復新材料及修復 新技術的創新融合，實現技術研發、技術服務、技術應用的協同創新。通過 研發環境修復新技術與新產品，通過項目技術應用及推廣已形成一整套污染 場地治理修復技術，項目可培育出完整的產業鏈，并最終有望形成國內具有競 爭優勢的技術產業集群。

熒光技術是近 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產生的復合光譜，它們與水樣唯一對應，被稱為“水質熒光指紋”，簡稱“水紋”。該法在污染性質快速判斷方面具有獨特優勢。熒光指紋是水樣內蘊特征的反映，還攜帶了有機物總量信息，可作為新型的水質表征方法。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、清華大學自主研究項目、國家重大水專項等項目資助下，掌握了數百種水紋，創新性開發出基于水紋比對的新型預警和污染識別原理，并研發出污染預警溯源儀。獲得 2 項發明專利，第 16 屆中國國際工業博覽會高校展區二等獎。

1 成果簡介我國水污染事故頻發， 以有機污染為主。現有技術不能迅速確定污染類型，因此事故發生后無法迅速采取恰當的應對， 是產生重大經濟和環境損失以及負面國際影響的主要原因。為維護水環境安全，保障人民生活和生產， 需要一種能迅速確定污染類型的、環境友好的水體有機污染預警技術。 水質指紋與水樣唯一對應， 簡稱水紋。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，創新性開發出基于水紋比對的新型污染識別原理，并研發出有機污染溯源儀，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據庫組成，可以識別數十種有機污染類型。儀器的特點如下：自動取樣，自動測量，自動比對；數據庫設計人性化，可以自動添加新指紋；數據自動保存；水紋采集儀性能穩定，使用、維護簡便，當儀器光源老化時，自動提示更換等。上述優點表明該儀器既適合在線實時監測，也可以作為監測車和實驗室的專用儀器。查新表明，國內外目前尚未發現有相似原理的儀器。 性能參數：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，重現性好；工作溫度/濕度 15-350℃， 45-80%（不可有冷凝現象，350℃以上時濕度為 70%以下)；不加任何試劑，取樣量少，不產生二次污染；連續 24 小時使用耗電僅數度，成本低。 圖1 有機污染預警溯源儀2 應用說明2011 年 7 月至 2012 年 3 月，水質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 個月的實地連續測試運行， 儀器檢測出數次水質異常，并及時進行了報警， 現場測試表明，該儀器能夠靈敏、及時地監測到污染的發生和變化， 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。 目前正在太湖水源地進行示范運行。 儀器經過了權威第三方的檢測。3 效益分析由于目前國內外尚無同類產品，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 小時連續使用，運行費每月在 3000 元左右，具有明顯的經濟和技術優勢。

化學化工與材料、生命科學類等研究與實踐應用中，在對樣品進行凍干處理時必須用到冰凍干燥儀，傳統冰凍干燥儀由真空泵（油泵）、制冷壓縮機（-55℃——-60℃）、保護瓶及樣品室等主要部件組成。該設備的凍干原理是：通過油泵創造一個真空環境，加速冰凍生物樣品（≤-20℃）中的水分子的升華；通過制冷壓縮機將升華的水分子再次冷凝于-55℃——-60℃的冷阱中，以免與油泵中起密封作用的機油混合。近年來，該設備的改進主要僅是將樣品冷凍單元并入，實現冷凍、干燥、參數控制一體化的原位制冷但成本高，不便小規模市場應用。 傳統冰凍干燥儀的不足之處主要體現在以下5個方面：①能耗高，油泵運轉、制冷機運轉都高耗能；②使用繁瑣，不便捷。機油需要定期更換；③污染嚴重，這種污染主要是油泵啟動初期，大量油煙從排氣口噴出，造成嚴重的污染；④不便移動，為了將油煙排到戶外，通常要連接并固定一根長管到戶外，導致移動不便；⑤噪音大、耗能高，自連續運轉的油泵和短時停運的制冷機需耗能并產生大量噪音。 與傳統冰凍干燥儀器相比，本實用新型具有低能耗、低噪音、無污染、便于移動、使用與維護簡單、工作量低等優點，在處理不易受溫度制約樣品的小型干燥儀方面有一定的創新性、優越性與市場推廣應用價值，有持續性的市場應用前景。目前在本單位內部實驗室的實際應用中取得了良好效果。 圖1.本項目自制的一體式凍干機