緊扣監(jiān)測需求 惡臭監(jiān)測重大儀器專項啟動
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2013年1月13日，國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項“惡臭自動在線監(jiān)測預(yù)警儀器開發(fā)及應(yīng)用示范”啟動會在天津大學(xué)成功召開。科技部、環(huán)保部、天津科委相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及項目承擔單位、專家委員會、用戶委員會、監(jiān)理組的代表共約70人參加了此次會議。
啟動會現(xiàn)場
“惡臭自動在線監(jiān)測預(yù)警儀器開發(fā)及應(yīng)用示范”項目的總體目標是研制惡臭濃縮/稀釋預(yù)處理設(shè)備、超高靈敏度的激光光譜傳感器、模塊化嗅辨陣列傳感器，建立惡臭分子的光譜數(shù)據(jù)庫、惡臭數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，通過系統(tǒng)集成，研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的惡臭自動在線監(jiān)測預(yù)警儀器，可同時實現(xiàn)惡臭氣體的感官測定和成分分析。通過在典型污染源和環(huán)境敏感區(qū)連續(xù)自動監(jiān)測和遠程監(jiān)控領(lǐng)域中的應(yīng)用，建立惡臭預(yù)警系統(tǒng)和質(zhì)控體系。項目驗收后3年內(nèi)，建成生產(chǎn)基地，實現(xiàn)年產(chǎn)100臺的生產(chǎn)能力，支撐服務(wù)我國環(huán)境保護事業(yè)。該項目是天津市本年度惟一獲得國家批復(fù)的重大儀器專項項目，項目總經(jīng)費4040萬元，其中國撥經(jīng)費2000萬元。
該項目由環(huán)境保護部組織，天津同陽科技發(fā)展有限公司為牽頭單位，天津市環(huán)境保護科學(xué)研究院（國家環(huán)境保護惡臭污染控制重點實驗室）為第一技術(shù)支撐單位，天津大學(xué)、河北工業(yè)大學(xué)、天津市聯(lián)合環(huán)保工程設(shè)計有限公司、天津微納制造技術(shù)有限公司、天津市中環(huán)自動化技術(shù)控制設(shè)備有限公司、深圳安鑫寶科技發(fā)展有限公司、天津市濱海新區(qū)大港環(huán)境監(jiān)測站為項目主要承擔單位。
天津市環(huán)境保護局總工程師、國家環(huán)境保護惡臭控制重點實驗室主任 包景嶺
國內(nèi)惡臭權(quán)威研究機構(gòu)鼎力支持
會上，天津市環(huán)境保護局總工程師、國家環(huán)境保護惡臭控制重點實驗室主任包景嶺教授介紹了作為項目的第一技術(shù)支撐單位的國家環(huán)境保護惡臭控制重點實驗室：“惡臭控制重點實驗室自2002年成立以來是目前國內(nèi)唯一一個掛靠在地方環(huán)科院的國家環(huán)保重點實驗室，是國家標準《惡臭污染物排放標準》的制定單位。這些年中，我們?yōu)楦鞯丨h(huán)境監(jiān)測站及檢測機構(gòu)培養(yǎng)嗅辨員、判定師，并研究一些必要的采樣和實驗研究設(shè)備。”
緊扣惡臭監(jiān)測“三大需求”
包景嶺認為該項目的立項對國內(nèi)惡臭監(jiān)測具有重要意義：“在長期的工作中我們發(fā)現(xiàn)，由于惡臭污染具有突發(fā)性和瞬時性等特點，且受多重污染源交互影響，污染事故一旦發(fā)生，環(huán)境監(jiān)管部門很難及時到達現(xiàn)場，采集到有代表性的樣品，從而導(dǎo)致無法準確辨別惡臭污染物的來源，無法采取有效的控制措施。”
“目前的惡臭辨別方法主要還是離線采樣和嗅辨員辨別、檢測速度慢、無法實現(xiàn)實時在線測量。所以，我們這次研究的惡臭自動在線監(jiān)測預(yù)警儀器要幫我們拿到‘證據(jù)’，它要具有以下功能：首先，必須讓惡臭污染留有‘痕跡’，并且是連續(xù)的‘痕跡’，每天都有記錄；第二，能測量惡臭污染強度；第三，能對惡臭污染溯源，即找到臭氣的排放源。溯源是環(huán)境預(yù)警中最重要的問題，這次我們要預(yù)先測定好一些工業(yè)惡臭污染源排放惡臭的成分譜，尋找其中的特征組分。一旦我們監(jiān)測到這個組分，我們就能確定是哪個污染源排放的。”
“針對這些需求，惡臭控制重點實驗室已經(jīng)在過去的環(huán)保公益項目中進行了較深入的研究，成功開發(fā)了惡臭源解析技術(shù)和惡臭應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)，近年來陸續(xù)研發(fā)出智能嗅覺儀、惡臭遠程分級采樣器、應(yīng)急監(jiān)測儀等儀器裝置。但由于資金有限，一些工作沒有做得非常深入，也沒有針對性的開發(fā)傳感器，比如針對石化行業(yè)的傳感器。這次在惡臭自動在線監(jiān)測預(yù)警儀器開發(fā)及應(yīng)用示范這個項目中，我們要做出這樣的傳感器。”
“惡臭污染防治已引起我國政府的高度重視，《我國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展‘十二五’規(guī)劃綱要》明確提出要‘加強惡臭污染物治理’。國家環(huán)境保護部在《‘十二五’時期全國污染防治工作要點》中提出‘加強惡臭、餐飲油煙治理，解決突出的擾民問題’。該項目將為相關(guān)項目提供技術(shù)保障。”
該項目項目負責人、天津同陽的創(chuàng)辦人、天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院徐可欣教授在接受儀器信息網(wǎng)編輯采訪時表示：“此次惡臭在線監(jiān)測這個項目能夠獲批，我們感到有一些‘意外’。因為目前惡臭的受關(guān)注程度遠遠低于PM2.5、VOCs等熱點環(huán)境問題，而且牽頭單位天津同陽也只是一家2008年成立的創(chuàng)業(yè)型企業(yè)。該項目能夠獲批，充分體現(xiàn)了國家對于惡臭污染治理的重視。”
天津大學(xué)教授 徐可欣
激光光譜傳感器解決惡臭監(jiān)測溯源問題
目前市面上的惡臭監(jiān)測儀器通常都是用氣體傳感器陣列來檢測惡臭，而此次擬研制的惡臭自動在線監(jiān)測預(yù)警儀器不僅有類似的“模塊化嗅辨陣列傳感器”，還引入了“超高靈敏度的激光光譜傳感器”。
徐可欣表示：“模塊化嗅辨陣列傳感器是用于惡臭強度的檢測，而超高靈敏度的激光光譜傳感器是用于惡臭氣體具體組分濃度的檢測。激光光譜傳感器是采用激光器作為光源，某種惡臭氣體在特定波長的吸收光譜是特定的。因為激光是單一頻率的光源，且光源的頻率可以和惡臭氣體分子的吸收頻率一致，所以該類傳感器選擇性好，靈敏度高。通過檢測惡臭氣體中的特定組分，比如氨氣、氟化氫，比照預(yù)先測定的污染源排放惡臭的成分譜，就能確定是惡臭排放源，解決之前監(jiān)測儀器不能很好解決的源解析問題。”
極力解決三大項目難點
“從技術(shù)角度來說，激光光譜傳感器、模塊化嗅辨陣列傳感器、樣品前處理裝置是我們要重點攻克的難點。”徐可欣認為。
“激光光譜傳感器是我本人目前最有把握能夠研制成功的技術(shù)。天津大學(xué)精密測試技術(shù)及儀器國家重點實驗室建立起了完整的光譜分析實驗條件，高水平光譜分析儀器覆蓋了光譜分析的全譜段（185nm－20μm），為開發(fā)復(fù)合惡臭氣體成分檢測的高靈敏激光傳感器奠定了基礎(chǔ)。且激光光譜傳感器相關(guān)技術(shù)比較成熟，我們課題組也已經(jīng)研制出了基于該傳感器的氨氣在線監(jiān)測儀的樣機。只要我們找到主要惡臭氣體所對應(yīng)激光器的波長，我們就能做出來。”
“嗅辨陣列傳感器應(yīng)該也是沒有問題的，因為這個在國際上也已經(jīng)有成熟的產(chǎn)品。我們項目的最低標準是采購國外的傳感器，我們把它用好，準確測量臭氣強度。樣品前處理裝置涉及兩個方面，即稀釋和濃縮。現(xiàn)有的稀釋和濃縮技術(shù)是否適合惡臭，惡臭氣體是否會吸附在管道中，是否會發(fā)生反應(yīng)等等，這些都需要我們細致研究的，保證測量條件。這是后續(xù)準確測量的基礎(chǔ)。”
“雖然我們期望核心元器件都是我們自己來做，但是一步肯定做不到。這很多技術(shù)不是一個儀器專項能否解決的，比如激光器的光源、光譜檢測器估計都要買國外的。我想我們首先要將集成技術(shù)做好，這是很不簡單的。現(xiàn)在經(jīng)濟全球化了，也沒有必要每個關(guān)鍵元器件都自己研發(fā)。關(guān)鍵是我們拿到這些東西后，能不能解決問題，除了關(guān)鍵元器件外，還有集成、軟件、算法等關(guān)鍵技術(shù)，這才是我們在這個項目中首先要解決的。關(guān)鍵元器件的研制則是下一步工作的重點。”
多方合作，幫助創(chuàng)業(yè)型公司為完成產(chǎn)業(yè)化
在該項目中，承擔惡臭連續(xù)自動在線監(jiān)測預(yù)警儀器集成及產(chǎn)業(yè)化的是成立不到5年的天津同陽，該公司將如何確保該項目的產(chǎn)業(yè)化呢？
徐可欣表示：“天津同陽是2008年成立的，很年輕的公司，公司成立初期主要做一些環(huán)境監(jiān)測相關(guān)軟件，2009年研制了污染源排放監(jiān)測、2010年研制生產(chǎn)了氨氮等在線儀器，2011年和2012年公司共有4款環(huán)境在線監(jiān)測儀器取得了環(huán)保部產(chǎn)品認證。2012年開始正式銷售。去年的年銷售額約1000萬元，預(yù)計2013年的銷售額能達到3000萬。公司具有核心技術(shù)，成長性好，發(fā)展?jié)摿Υ蟆０凑展镜恼０l(fā)展，我們應(yīng)該能保證項目配套資金的落實。項目其他參與單位也會有資金投入。此外，天津市政府及科委對同陽非常支持。”
