,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所(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)測領(lǐng)域取得重大突破
,成功研發(fā)出全球首套面源污染智能監(jiān)測系統(tǒng),并制定了《農(nóng)業(yè)面源污染智能監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》
。這一成果填補(bǔ)了全球在流動(dòng)水體中高風(fēng)險(xiǎn)抗生素
、農(nóng)藥殘留等新發(fā)面源污染物實(shí)時(shí)
、在線
、動(dòng)態(tài)監(jiān)測的空白,標(biāo)志著我國在農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測技術(shù)上達(dá)到國際領(lǐng)先水平。相關(guān)系列研究成果已在《聚集體》《分析化學(xué)》《美國化學(xué)會(huì)材料快報(bào)》等國際權(quán)威期刊發(fā)表
,并獲得2項(xiàng)發(fā)明專利授權(quán)
。目前,該系統(tǒng)已在海河
、太湖等流域的示范工程中投入應(yīng)用
,成效顯著。
農(nóng)業(yè)面源污染作為水體污染的重要來源之一
,其監(jiān)測工作長期面臨諸多挑戰(zhàn)
。傳統(tǒng)監(jiān)測手段往往存在效率低、精度差
、無法實(shí)時(shí)在線監(jiān)測等問題
,難以滿足對日益復(fù)雜的新發(fā)污染物的監(jiān)測需求。此次研發(fā)的智能監(jiān)測系統(tǒng)圍繞“無人值守
、長效穩(wěn)定”的技術(shù)要求
,在多功能材料創(chuàng)制、多靶標(biāo)動(dòng)態(tài)識別技術(shù)研發(fā)以及全自動(dòng)分析裝備研制三方面開展創(chuàng)新性研究
,取得了一系列原創(chuàng)性
、突破性成果。
在材料領(lǐng)域,科研團(tuán)隊(duì)成功創(chuàng)制出多功能傳感材料
。這種具有分子識別與信號增強(qiáng)功能的納米復(fù)合材料,能夠同時(shí)捕獲多類污染物
,極大地提升了監(jiān)測的全面性和準(zhǔn)確性
。與傳統(tǒng)吸附劑相比,其穩(wěn)定性提高了5倍以上
,有效保障了監(jiān)測設(shè)備在復(fù)雜環(huán)境下的長期穩(wěn)定運(yùn)行
。
技術(shù)層面,多靶標(biāo)動(dòng)態(tài)識別技術(shù)的研發(fā)是一大亮點(diǎn)
。該技術(shù)結(jié)合先進(jìn)的人工智能算法
,實(shí)現(xiàn)了對3類9種農(nóng)藥和3類10種抗生素的同步檢測。檢測靈敏度達(dá)到ng/mL級
,意味著能檢測出極微量的污染物
,如同在一滴水中檢測出十億分之一的污染物。同時(shí)
,響應(yīng)時(shí)間縮短至1分鐘以內(nèi)
,大大提高了監(jiān)測效率,能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)水體中的污染變化
。
裝備方面
,系統(tǒng)集成了全自動(dòng)分析裝備,借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建起完整的智能監(jiān)測體系。該體系集成了自動(dòng)采樣
、預(yù)處理
、分析等多個(gè)功能模塊,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)180天無人值守運(yùn)行
,不僅大幅減少了人力投入
,運(yùn)維成本也降低了70%,顯著提升了監(jiān)測工作的便捷性和經(jīng)濟(jì)性
。
該智能監(jiān)測系統(tǒng)的成功研發(fā)
,實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)監(jiān)測到智能化 “慧” 監(jiān)測的跨越,為我國面源污染物監(jiān)測提供了全新的技術(shù)路徑和有力支撐
。目前
,該系統(tǒng)已在海河、太湖等流域的示范工程中發(fā)揮重要作用
,有效助力當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境治理和保護(hù)工作
。未來,隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟和完善
,該系統(tǒng)有望在日常水質(zhì)監(jiān)測
、水產(chǎn)養(yǎng)殖等更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,為我國乃至全球的水環(huán)境監(jiān)測和保護(hù)事業(yè)做出更大貢獻(xiàn)
。
值得一提的是,這一重大科研成果離不開國家“十四五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年科學(xué)家項(xiàng)目和農(nóng)科英才“優(yōu)秀青年英才”項(xiàng)目的大力支持。在政策和資金的雙重保障下
,科研團(tuán)隊(duì)得以集中力量開展攻關(guān)研究
,最終取得了這一具有里程碑意義的成果。
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