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陳溫福院士團隊孟軍教授課題組在生物炭-微生物協(xié)同治理抗生素污染方面取得新進展

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(fā)的水質有機污染熒光指紋技術的基礎上針對突發(fā)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(jiān)控斷面、企業(yè)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(jiān)測及預警。2 應用說明儀器實現(xiàn)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(huán)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(xiàn)了對光源的實時監(jiān)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(wěn)定、精確。軟件設計人性化，能以實時波形圖方式動態(tài)顯示測量結果；超過污染閾值時，自動報警；所有監(jiān)測數(shù)據(jù)自動保存，數(shù)據(jù)保存格式為 excel 表格，以便于后續(xù)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(jù)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(xù) 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(jīng)問世。  圖 1 水質有機污染預警儀(FF-WY-01 型) 可用于水體監(jiān)控斷面、企業(yè)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(jiān)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。

研究團隊擁有可進行污染物分析的氣質聯(lián)用儀和塵螨分析儀，可對室內 VOC采樣柱、灰塵取樣等進行 SVOC、VOCs、苯系物、塵螨等過敏原進行分析。

水源圖像檢測和分類在監(jiān)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(chuàng)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(qū)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(yōu)點，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離技術，如精餾、蒸發(fā)、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(xié)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(fā)低污染超濾膜，包括開發(fā)新型高分子材料及對現(xiàn)有超濾膜進行表面改性。前者制膜成本較高，并在大規(guī)模應用上存在困難。而對現(xiàn)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。

本實用新型公開了一種土壤研究器材技術領域的田外采集水稻田土壤樣品裝置，包括伸縮橫桿、套環(huán)、固定螺母和鉆頭；所述伸縮橫桿上活動設置有套環(huán)，所述套環(huán)的上端設置有固定螺母，所述固定螺母的底部與鉆頭螺紋連接；本實用新型通過采用不同規(guī)格的鉆頭，能夠方便快捷的采集不同深度、不同位置的土壤樣品，有利于土壤樣品的獲取，從而減小了直接下田取樣對試驗稻苗的破壞以及人工采集困難的問題。

近年來，我國突發(fā)性重大環(huán)境污染事件頻繁發(fā)生，對國民健康、生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了嚴重影響。從我國當前重大環(huán)境污染事件發(fā)生的實際狀況出發(fā)，研究開發(fā)重大環(huán)境污染事件特征污染物現(xiàn)場快速檢測技術系統(tǒng)，是提升我國環(huán)境保護技術水平，推進環(huán)境友好型社會建設的迫切要求。特征污染物現(xiàn)場快速檢測作為應對突發(fā)性環(huán)境污染事件的前提，首先要求判斷污染物的種類，利用快速檢測手段給出定性、半定量和定量的檢測結果，確認污染事件的危害程度和污染范圍等。開發(fā)一套功能完善、便攜、快速的特征污染物現(xiàn)場檢測技術系統(tǒng)，對于現(xiàn)場決策、減少污染危害程度等具有極其重要的意義。本課題采用納米生物技術、電化學或光化學傳感技術和信息技術，并將其有機組合，建立環(huán)境污染事件的現(xiàn)場快速檢測技術系統(tǒng)，最終形成具有自主知識產(chǎn)權的環(huán)境污染物現(xiàn)場快速檢測技術和儀器裝備，為國家環(huán)境安全和人民健康提供保障。

技術團隊圍繞污染場地環(huán)境土壤評估與修復通過環(huán)境修復新材料及修復 新技術的創(chuàng)新融合，實現(xiàn)技術研發(fā)、技術服務、技術應用的協(xié)同創(chuàng)新。通過 研發(fā)環(huán)境修復新技術與新產(chǎn)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(chǎn)業(yè)鏈，并最終有望形成國內具有競 爭優(yōu)勢的技術產(chǎn)業(yè)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(chǎn)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(yōu)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(shù)百種水紋，創(chuàng)新性開發(fā)出基于水紋比對的新型預警和污染識別原理，并研發(fā)出污染預警溯源儀。獲得 2 項發(fā)明專利，第 16 屆中國國際工業(yè)博覽會高校展區(qū)二等獎。

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。 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(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 15-350℃， 45-80%（不可有冷凝現(xiàn)象，350℃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 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(xù)測試運行， 儀器檢測出數(shù)次水質異常，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。 目前正在太湖水源地進行示范運行。 儀器經(jīng)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(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)濟和技術優(yōu)勢。