点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:十亿分之一克水体污染物,1分钟“揪出”!
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

十亿分之一克水体污染物,1分钟“揪出”!

来源:科技日报2025-04-29 09:50

  近日,中国农业科学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成功研发出全球首套面源污染智能监测系统,并同步制定《农业面源污染智能监测技术规范》。

  这一创新成果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。相关研究成果已发表于《聚集体》《分析化学》《美国化学会材料快报》等国际权威期刊,并获得2项国家发明专利授权。

  破解多项技术难题

  面源污染作为非点源污染的主要形式,具有分散性、隐蔽性和复杂性等特点,其监测治理长期面临技术挑战。

  质标所研究员、博士生导师程劼带领团队,针对流动水体中污染物种类多、含量低、干扰物多等难点,在材料、技术和装备领域实现三重突破。

  “我们开发出具有分子识别与信号增强功能的纳米复合材料,能够同时捕获多类污染物。相比传统吸附剂,新材料稳定性提升5倍以上,显著提高了对污染物的传感性能。这种材料可实现对水体中的抗生素、农药残留等痕量污染物的高效富集与‘分子指纹’信号增强,可作为后续进行高灵敏传感分析的基础功能材料。”程劼说。

  在多靶标动态识别技术方面,团队结合人工智能算法,系统实现了对3类9种农药(包括有机磷类、烟碱类、苯并咪唑类)和3类10种抗生素(涵盖喹诺酮类、四环素类、磺胺类)的特异性识别与同步检测。检测灵敏度达到纳克/毫升级(ng/mL),相当于在1毫升水中检测出十亿分之一克的污染物,且响应时间缩短至1分钟以内。这一技术突破解决了多类多种污染物同时动态识别的难题,为实现实时预警监测提供了有力的技术支撑。

  “通过采用物联网技术,集成自动采样、预处理、传感分析等模块,监测系统实现连续180天无人值守稳定运行。系统运维成本降低70%,显著提升了监测效率。全自动设计使得系统可在河流、沟渠、养殖塘等复杂水文环境中稳定运行,耐受零下20摄氏度至50摄氏度的极端温度,防腐蚀设计更使其适用于高盐度水域。”程劼说。

  示范应用成效显著

  “传统监测方式依赖人工采样和实验室分析,耗时费力。新系统可实现无人值守运行,大幅减少了人力投入,有效提高了监测效率。在海河流域的示范工程中,人力成本降低约60%,监测频次却提高了3倍。”程劼说。

  目前,该系统已在太湖、海河等流域投入示范应用,成效显著。

  通过将监测数据实时上传至云端平台,并结合GIS技术生成污染热力图,系统预警准确率超过90%。在太湖流域的试点中,系统成功捕捉到水体中抗生素和农药残留的异常波动,为管理部门提供了精准的污染溯源依据。

  该系统的研发不仅解决了技术难题,更在环境监测领域带来了科学范式的转变。

  “传统监测侧重于单一污染物的静态分析,而新系统通过多靶标动态识别和大数据分析,实现了污染物的关联性分析。”程劼说。

  结合污染热力图,管理部门可精准定位污染高发区域,制定靶向治理措施。例如,该系统可助力农药残留超标源头的精准溯源,使相关部门可快速对周边农田进行重点监管,有效减少了污染物入河量。

  在面源污染智能监测系统不断应用于众多流域监测的基础上,团队制定了《农业面源污染智能监测技术规范》。该规范不仅为行业提供了标准化框架,填补了抗生素、农药残留等新发面源污染智能监测领域的空白,而且推动了监测体系的规范化建设。

  程劼表示,下一步该系统将新增全氟化合物、内分泌干扰物、微塑料等新污染物的检测功能,进一步拓宽监测范围。同时,系统有望应用于更多领域,在城市供水、饮用水源地等场景部署,保障居民饮水安全。

  “该系统还可在规模化养殖场推广,监测养殖尾水中的污染物,助力绿色养殖。广东某对虾养殖基地已计划引入该系统,以控制抗生素残留,提升产品竞争力。在河流、湖泊生态修复工程中,该系统可动态评估修复效果,为生态管理提供数据支持。”程劼说。(马爱平)

[ 责编:谢芸 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 我国西北首家市内免税店在西安正式开业

  • 香港各方紧张救援大埔火灾

独家策划

推荐阅读
近日,在广西南宁举行的全国科普创作大会上,中国科普作家协会发布了2025年度十大科普热词——全国科普月、科学家精神、大模型、低空经济、人形机器人、智能体、创新文化、工业遗产、场景创新、科幻产业。
2025-11-27 05:40
近期,在一些电商平台,有买家利用AI技术制作假图,伪造商品质量问题,向商家骗取“仅退款”,引发大家关注。利用AI造假骗取退款,既反映出这些人的诚信缺失,更触碰了法律红线。
2025-11-27 09:07
在城市公共服务领域,“祥云”载人飞艇可用于大型活动期间的空中安保巡逻、交通流量监测或承担城市形象的空中展示平台。
2025-11-27 09:06
稀土纳米晶是发光材料中的“绝缘宝石”,虽具有巨大的发光潜力,却因自身局限无法被电流直接“点亮”,成为其实现光电技术产业化应用的根本瓶颈。
2025-11-27 05:40
从中国载人航天工程办公室获悉,因任务规划调整,2026年我国将组织实施天舟十号、神舟二十三号、神舟二十四号、梦舟一号4次飞行任务。
2025-11-27 05:40
广西梧州苍梧县沙头镇龙科村,稻田、房屋、道路、小河勾画出美丽丰收画卷。 春采茶、夏摘花、秋收果、冬育苗,如今在都镇湾镇,一朵朵洁白芬芳的栀子花,成了带动群众增收致富的“幸福花”。
2025-11-27 07:38
近日,自然资源部发布了矿产资源节约与综合利用先进适用技术目录(2025年版),共有376项技术入选,其中新增入选186项,与2022年版相比有了大幅更新。
2025-11-26 10:26
全国科学技术名词审定委员会近日举办2025年度工作会议暨学术年会。
2025-11-26 10:24
不久前,国务院办公厅印发《关于加快场景培育和开放推动新场景大规模应用的实施意见》,首次在国家层面对场景培育开放进行系统部署。看似细微的“场景”二字,实则内蕴驱动产业变革、催生颠覆性技术的巨大能量,是撬动全局创新的重要支点。
2025-11-26 10:22
光明日报北京11月25日电 记者温源从中交集团获悉,我国自主设计建造的新一代超大型耙吸挖泥船“通浚”轮25日在中国黄海海域成功完成全部海上试验项目,顺利返航停靠江苏启东振华船厂码头。“通浚”轮是我国首艘自主设计建造的35000立方米舱容等级超大型耙吸挖泥船,最大舱容达38168立方米,位列亚洲第一、世界第二。
2025-11-26 10:15
日前,记者来到广西南宁东部新城的宁福新能源科技有限公司生产车间,这里的机械臂精准协作,生产线正全速运转,每天超10万颗电池下线发往全球。依托面向东盟的比较优势,南宁将新能源电池产业列为核心牵引性产业,以全产业链思维开展精准招商。
2025-11-26 10:13
传统无机颜料虽然色彩稳定,却因重金属添加而存在健康风险隐患。“新型稀土环保颜料的呈色策略突破了传统颜料的局限,其出现及量产不仅解决了传统颜料有毒性、环境污染等问题,还在稳定性和生产成本上展现出显著优势。
2025-11-26 10:06
《办法》明确,卫星导航定位基准站的建设和运行维护实行统一规划、统一标准、统一监管,以“合理布局、依法备案、资源共享、保障安全”为原则,必须符合国家有关法律法规、技术规范和标准。
2025-11-25 09:43
稳步提升乡村建设水平,包括优化乡村规划布局、推进基础设施提档升级、推动公共服务普惠均等、探索创新乡村建设推进方式等。
2025-11-25 09:40
机器人完成一个后空翻动作,关节转动误差需控制在0.5度以内;医疗植入人体的陶瓷关节,表面粗糙度若超过0.1微米
2025-11-25 03:05
党的二十届四中全会指出,“加快人工智能等数智技术创新,突破基础理论和核心技术,强化算力、算法、数据等高效供给”。
2025-11-25 03:05
11月24日,中国科学院国家空间科学中心召开空间科学先导专项最新亮点成果发布会,集中发布了空间科学卫星任务在宇宙暂现天体、宇宙线传播、太阳爆发等领域取得的系列重大科学突破。
2025-11-25 03:05
随着人工智能技术的飞速发展,各个领域都在发生深刻变革,教育系统也刮起了AI风。
2025-11-25 03:05
燕矶长江大桥是亚洲首个专业货运枢纽机场——鄂州花湖国际机场的重要配套工程,是鄂黄第二过江通道的重要组成部分。
2025-11-24 09:02
11月23日,由中国半导体行业协会、中国电子信息产业发展研究院主办的第二十二届中国国际半导体博览会在北京开幕。
2025-11-24 03:15
加载更多