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2025
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[科技日报]我国首创面源污染智能监测系统 实现水体污染物动态追踪
来源:科技日报(2025-04-02)

记者2日从中国农业科学院获悉,该院农业质量标准与检测技术研究所(以下简称质标所)农业环境污染物研究室在农业面源污染监测领域取得突破。团队成功研发出全球首套面源污染智能监测系统,并制定《农业面源污染智能监测技术规范》,首次实现对流动水体中高风险抗生素、农药残留等新发污染物的实时、在线、动态监测。相关系列成果发表于《聚集体》《分析化学》《美国化学会材料快报》等国际期刊,并获2项发明专利授权。该系统已应用于海河、太湖等流域示范工程。

据项目负责人、研究员程劼介绍,该项目在面源污染智能监测系统材料、技术和装备领域实现三重突破:创制多功能传感材料,开发出具有分子识别与信号增强功能的纳米复合材料,可同时捕获多类污染物,材料稳定性较传统吸附剂提升5倍以上;研发多靶标动态识别技术,结合人工智能算法,实现3类9种农药和3类10种抗生素的同步检测,检测灵敏度达ng/mL级(相当于一滴水溶解十亿分之一的污染物),响应时间缩短至1分钟以内;集成全自动分析装备,采用物联网技术构建智能监测系统,集成自动采样、预处理、分析等模块,实现连续180天无人值守运行,运维成本降低70%。

“新型智能监测系统针对流动水体干扰物多、对痕量污染物捕获识别难的瓶颈难题,发明了系列多功能传感材料,实现污染物高效捕获、动态富集与高灵敏识别。”程劼表示,该系统还可在河流、沟渠、养殖塘等复杂水文环境中稳定运行,耐受-20℃至50℃极端温度,防腐蚀设计使其适用于高盐度水域。通过监测数据实时上传至云端平台,结合GIS技术生成污染热力图,该系统的预警准确率达90%以上。

目前,该系统已应用于太湖、海河等流域新发污染物预警监测,大幅减少了人力成本,显著提高了监测效率。程劼表示,下一步该系统将新增全氟化合物、内分泌干扰物、微塑料等新污染物检测功能,未来有望应用在日常水质监测、水产养殖等更多领域。

(质标所供图)