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中國創新光譜技術應用助力生態精准治理

郑州
2019-08-21 09:33

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新華社鄭州8月21日電(記者牛少傑 楊金鑫)"如果用傳統的化學法至少要幾個小時,而現在檢測總磷、總氮、化學需氧量等11項指標只需短短數秒。"張立福展示了團隊研發的水質檢測儀,它看上去就像是一把黑色"手槍"。

張立福是中國科學院空天資訊研究院研究員,在他看來,這把重約200克的黑色"手槍",有可能成為幫助中國河長、湖長打贏"碧水保衛戰"的利器。

為深度治理河湖污染,中國政府提出要打好碧水保衛戰,逐步建立省、市、縣、鄉四級河長體系,各級河長由黨委或政府主要負責人擔任,負責組織領導相應河湖的管理和保護,包括水資源保護、水域岸線管理、水污染防治、水環境治理等。

"傳統檢測操作複雜,週期長且成本高,而中國河湖水系密佈的現實決定了不可能以傳統方法即時監測河湖水質,河長、湖長巡查多靠目測,尤其是巡查小河小湖。"張立福說,檢測儀操作簡單,為河長、湖長檢測水質添了一雙"慧眼",也能形成時間序列檢測資料供治理決策參考。

張立福介紹,這台設備具備光譜採集功能,只需將"槍管"樣的感測器插入水樣並按動按鈕,採集到的光譜資料經雲端分析後,能很快在手機端顯示各項測量值。

光譜分析並非一項新技術,是通過觀測物質的光譜來鑒別物質及確定它的化學組成和相對含量,其歷史可追溯至18世紀,也曾用於天文觀測等。除了檢測水質,一些企業還嘗試將其應用於土壤元素含量測量。

第九屆環境健康遙感診斷國際學術研討會近日在河南鄭州舉辦。會議期間,河南中科恒能環保科技有限公司總經理劉曉向部分參會代表展示了土壤元素含量快速檢測設備。

"檢測儀重約1.5公斤,只需不到一分鐘,就可同時檢測出土壤鈦、鉻、銅等34種元素,一次檢測成本不超過5元。"劉曉說,檢測儀主要應用X螢光光譜原理,可用於線上評估土壤品質和污染後的應急快檢。

中國有近14億人口,耕地約20億畝,以占世界9%的耕地、6.4%的淡水資源,養育了世界近1/5的人口,糧食安全始終被放在極為重要的位置,而土壤安全是糧食安全的基本保障。

同澤集團董事局主席卓澤凡表示,過量使用單一營養化肥、濫用農藥是造成土壤污染的常見原因,快捷、低成本的土壤檢測有利於及時掌握土壤主要元素指標,有針對性地施肥給藥,推動土壤修復和品質改良。

光譜技術也大量應用於遙感領域。在此次大會上,中國科學院空天資訊研究院研究員陳良富展示了遙感技術在大氣主要污染物監測領域的新應用,嘗試通過建立專案實體,發射專用衛星完成科研成果的轉化應用。

"遙感監測大氣品質有視角宏觀、成本低廉和方便快捷等特點,能大範圍監控多種污染物變化趨勢,為大氣治理宏觀決策和公共健康研究提供重要支撐。"陳良富說。

近年來,中國持續加大生態環境治理力度,大氣、水、土壤生態持續改善。據中國生態環境部統計,2018年全國338個地級及以上城市平均優良天數比例達79.3%,同比上升1.3個百分點;36個重點城市1062個黑臭水體消除了95%,31個省份和新疆生產建設兵團完成農用地土壤污染狀況詳查。

中國科學院空天資訊研究院研究員曹春香表示,中國生態治理已取得階段性成果,為進一步推動生態環境的精准治理,降低生態治理成本,越來越多的科學家和企業探索光譜技術在生態治理中的拓展應用,但研究成果轉化還需要產、學、研、商等多方面有機結合及資本和政策支持。
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