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中国创新光谱技术应用助力生态精准治理

郑州
2019-08-21 09:33

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新华社郑州8月21日电(记者牛少杰 杨金鑫)"如果用传统的化学法至少要几个小时,而现在检测总磷、总氮、化学需氧量等11项指标只需短短数秒。"张立福展示了团队研发的水质检测仪,它看上去就像是一把黑色"手枪"。

张立福是中国科学院空天信息研究院研究员,在他看来,这把重约200克的黑色"手枪",有可能成为帮助中国河长、湖长打赢"碧水保卫战"的利器。

为深度治理河湖污染,中国政府提出要打好碧水保卫战,逐步建立省、市、县、乡四级河长体系,各级河长由党委或政府主要负责人担任,负责组织领导相应河湖的管理和保护,包括水资源保护、水域岸线管理、水污染防治、水环境治理等。

"传统检测操作复杂,周期长且成本高,而中国河湖水系密布的现实决定了不可能以传统方法实时监测河湖水质,河长、湖长巡查多靠目测,尤其是巡查小河小湖。"张立福说,检测仪操作简单,为河长、湖长检测水质添了一双"慧眼",也能形成时间序列检测数据供治理决策参考。

张立福介绍,这台设备具备光谱采集功能,只需将"枪管"样的传感器插入水样并按动按钮,采集到的光谱数据经云端分析后,能很快在手机端显示各项测量值。

光谱分析并非一项新技术,是通过观测物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量,其历史可追溯至18世纪,也曾用于天文观测等。除了检测水质,一些企业还尝试将其应用于土壤元素含量测量。

第九届环境健康遥感诊断国际学术研讨会近日在河南郑州举办。会议期间,河南中科恒能环保科技有限公司总经理刘晓向部分参会代表展示了土壤元素含量快速检测设备。

"检测仪重约1.5公斤,只需不到一分钟,就可同时检测出土壤钛、铬、铜等34种元素,一次检测成本不超过5元。"刘晓说,检测仪主要应用X荧光光谱原理,可用于在线评估土壤质量和污染后的应急快检。

中国有近14亿人口,耕地约20亿亩,以占世界9%的耕地、6.4%的淡水资源,养育了世界近1/5的人口,粮食安全始终被放在极为重要的位置,而土壤安全是粮食安全的基本保障。

同泽集团董事局主席卓泽凡表示,过量使用单一营养化肥、滥用农药是造成土壤污染的常见原因,快捷、低成本的土壤检测有利于及时掌握土壤主要元素指标,有针对性地施肥给药,推动土壤修复和品质改良。

光谱技术也大量应用于遥感领域。在此次大会上,中国科学院空天信息研究院研究员陈良富展示了遥感技术在大气主要污染物监测领域的新应用,尝试通过建立项目实体,发射专用卫星完成科研成果的转化应用。

"遥感监测大气质量有视角宏观、成本低廉和方便快捷等特点,能大范围监控多种污染物变化趋势,为大气治理宏观决策和公共健康研究提供重要支撑。"陈良富说。

近年来,中国持续加大生态环境治理力度,大气、水、土壤生态持续改善。据中国生态环境部统计,2018年全国338个地级及以上城市平均优良天数比例达79.3%,同比上升1.3个百分点;36个重点城市1062个黑臭水体消除了95%,31个省份和新疆生产建设兵团完成农用地土壤污染状况详查。

中国科学院空天信息研究院研究员曹春香表示,中国生态治理已取得阶段性成果,为进一步推动生态环境的精准治理,降低生态治理成本,越来越多的科学家和企业探索光谱技术在生态治理中的拓展应用,但研究成果转化还需要产、学、研、商等多方面有机结合及资本和政策支持。
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