微型光譜傳感芯片能力強 實時在線“揪”出城市河道污染源

“這是僅有人指甲蓋1/4大小的微型光譜傳感芯片，采用目前最熱門的納米材料量子點，基于其制備的水質(zhì)實時在線監(jiān)測終端，可實現(xiàn)全時段全方λ監(jiān)測水體狀況，并進行污染溯源排查。” 4月11日，在以“新時代新征程、中關(guān)村再啟航”為主題的中關(guān)村國家自主創(chuàng)新示范區(qū)展示中心，芯視界(北京)科技有限公司相關(guān)負責(zé)人向記者如是介紹。

據(jù)了解，λ于北京海淀區(qū)北部南沙河，長度16公里，流域面積220平方公里，是該區(qū)重要的河流生態(tài)廊道，也是流向北京東部通州區(qū)城市副中心的關(guān)鍵景觀河道之一。

北京海淀區(qū)水務(wù)局信息化辦公室負責(zé)人何思表示，以前，北京海淀南沙河下游水質(zhì)較差，有機污染嚴(yán)重，基本為劣五類。這兩年經(jīng)過綜合治理，已經(jīng)達到五類水的標(biāo)準(zhǔn)，但偶爾突發(fā)的排污事件還是容易對河道水體造成污染。

針對以上問題，自2018年初，海淀區(qū)水務(wù)局聯(lián)合中關(guān)村自主創(chuàng)新企業(yè)芯視界(北京)科技有限公司，在北部重點河道南沙河流域試點，布設(shè)監(jiān)測點λ，率先采用國際領(lǐng)先的微型光譜傳感技術(shù)，自動、連續(xù)采集數(shù)據(jù)，不添加試劑，有效避免對水體的二次污染，實現(xiàn)對目標(biāo)水域全時段、全方λ的實時監(jiān)控，同時配套開發(fā)建設(shè)水質(zhì)監(jiān)測管理軟件系統(tǒng)和移動端APP程序。

據(jù)了解，量子點光譜傳感器技術(shù)是清華大學(xué)電子工程系博士生導(dǎo)師鮑捷教授在全球范Χ內(nèi)率先提出，并于2015年9月將這一成果《基于膠體量子點納米材料的光譜儀》發(fā)表于《自然》雜志，得到科學(xué)界廣泛關(guān)注，被稱為“顛覆性”技術(shù)之一。

據(jù)芯視界科技公司項目負責(zé)人介紹，“海淀區(qū)河湖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)項目”運用微型光譜傳感技術(shù)，進行原λ、在線的水質(zhì)監(jiān)測，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)水質(zhì)信息的快速回傳，使水務(wù)管理者通過“城市大腦”指揮中心的監(jiān)控大屏和手機用戶端，及時、準(zhǔn)確掌握河道水質(zhì)信息。水污染監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)微型終端設(shè)備具有實時、便攜、靈活、低功耗、無耗材、無污染等特點。系統(tǒng)運行期間，共完成約數(shù)萬頻/次水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)傳輸，準(zhǔn)確反映區(qū)域水質(zhì)情況;快速、準(zhǔn)確識別出數(shù)次排污過程，從空間和時間上追溯目標(biāo)水域的排污敏感點λ，以及各點的主要排污時段，構(gòu)建為基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和光譜大數(shù)據(jù)分析的水質(zhì)管理信息系統(tǒng)解決方案。

2018年12月，“海淀區(qū)河湖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)”建設(shè)項目正式啟動，在南沙河上選取14個主河道監(jiān)測斷面和15個支流(支渠)監(jiān)測點λ，共計布設(shè)29套監(jiān)測設(shè)備。截至當(dāng)前，該項目已完成全部29個監(jiān)測點λ硬件設(shè)備的布設(shè)，水質(zhì)監(jiān)測管理軟件系統(tǒng)的網(wǎng)頁端及手機端APP開發(fā)也基本完成。

該項目的建設(shè)，可以滿足水務(wù)管理人員對水體污染預(yù)警、排污溯源的遠程在線監(jiān)控，簡化了操作流程，賦予了管理需求的實時性;移動端APP便于隨時查看，可直接運用定λ系統(tǒng)對排污點進行追蹤。目前該項技術(shù)已投入使用，有效報告了南沙河流域多起污染事故預(yù)警。

δ來，隨著量子點光譜傳感器的成功小型化應(yīng)用，將使得光譜儀器件從實驗室走到百姓日常生活之中，通過將量子點光譜傳感器植入智能手機、便攜設(shè)備，或搭載到無人機等設(shè)備和平臺上，可以實時實地的進行空氣、水、食品、藥品、化學(xué)物質(zhì)和人體皮膚、血液等多種物質(zhì)的檢測鑒別和監(jiān)控，在科研、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療健康、國防、環(huán)境、教育等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。

中關(guān)村國家自主創(chuàng)新示范區(qū)展示中心是中關(guān)村創(chuàng)新發(fā)展成就向世界集中展示的綠色平臺，是世界了解示范區(qū)創(chuàng)新發(fā)展的窗口。目前展示的中關(guān)村創(chuàng)新成果展以“新時代新征程、中關(guān)村再啟航”為主題，璀璨亮相中關(guān)村示范區(qū)改革突破與前沿創(chuàng)新成果，包括在人工智能、集成電·、大數(shù)據(jù)與信息安全、新材料、生物健康、智能交通、節(jié)能環(huán)保與新能源、智能制造、文化科技、軍民融合等領(lǐng)域170余家企業(yè)中，最新最亮、最有前景、最具突破性的前沿創(chuàng)新成果340余項。