記者2日從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉,該院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)質(zhì)標(biāo)所)農(nóng)業(yè)環(huán)境污染物研究室在農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測(cè)領(lǐng)域取得突破。團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出全球首套面源污染智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng),并制定《農(nóng)業(yè)面源污染智能監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》,首次實(shí)現(xiàn)對(duì)流動(dòng)水體中高風(fēng)險(xiǎn)抗生素、農(nóng)藥殘留等新發(fā)污染物的實(shí)時(shí)、在線、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。相關(guān)系列成果發(fā)表于《聚集體》《分析化學(xué)》《美國(guó)化學(xué)會(huì)材料快報(bào)》等國(guó)際期刊,并獲2項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)。該系統(tǒng)已應(yīng)用于海河、太湖等流域示范工程。
據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、研究員程劼介紹,該項(xiàng)目在面源污染智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)材料、技術(shù)和裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)三重突破:創(chuàng)制多功能傳感材料,開(kāi)發(fā)出具有分子識(shí)別與信號(hào)增強(qiáng)功能的納米復(fù)合材料,可同時(shí)捕獲多類(lèi)污染物,材料穩(wěn)定性較傳統(tǒng)吸附劑提升5倍以上;研發(fā)多靶標(biāo)動(dòng)態(tài)識(shí)別技術(shù),結(jié)合人工智能算法,實(shí)現(xiàn)3類(lèi)9種農(nóng)藥和3類(lèi)10種抗生素的同步檢測(cè),檢測(cè)靈敏度達(dá)ng/mL級(jí)(相當(dāng)于一滴水溶解十億分之一的污染物),響應(yīng)時(shí)間縮短至1分鐘以?xún)?nèi);集成全自動(dòng)分析裝備,采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng),集成自動(dòng)采樣、預(yù)處理、分析等模塊,實(shí)現(xiàn)連續(xù)180天無(wú)人值守運(yùn)行,運(yùn)維成本降低70%。
“新型智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)針對(duì)流動(dòng)水體干擾物多、對(duì)痕量污染物捕獲識(shí)別難的瓶頸難題,發(fā)明了系列多功能傳感材料,實(shí)現(xiàn)污染物高效捕獲、動(dòng)態(tài)富集與高靈敏識(shí)別。”程劼表示,該系統(tǒng)還可在河流、溝渠、養(yǎng)殖塘等復(fù)雜水文環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行,耐受-20℃至50℃極端溫度,防腐蝕設(shè)計(jì)使其適用于高鹽度水域。通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至云端平臺(tái),結(jié)合GIS技術(shù)生成污染熱力圖,該系統(tǒng)的預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá)90%以上。
目前,該系統(tǒng)已應(yīng)用于太湖、海河等流域新發(fā)污染物預(yù)警監(jiān)測(cè),大幅減少了人力成本,顯著提高了監(jiān)測(cè)效率。程劼表示,下一步該系統(tǒng)將新增全氟化合物、內(nèi)分泌干擾物、微塑料等新污染物檢測(cè)功能,未來(lái)有望應(yīng)用在日常水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等更多領(lǐng)域。
(質(zhì)標(biāo)所供圖)