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紧扣监测需求 恶臭监测重大仪器专项启动

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仪器信息网讯

2013年1月13日,国家重大科学仪器设备开发专项“恶臭自动在线监测预警仪器开发及应用示范”启动会在天津大学成功召开。科技部、环保部、天津科委相关领导及项目承担单位、专家委员会、用户委员会、监理组的代表共约70人参加了此次会议。


启动会现场

“恶臭自动在线监测预警仪器开发及应用示范”项目的总体目标是研制恶臭浓缩/稀释预处理设备、超高灵敏度的激光光谱传感器、模块化嗅辨阵列传感器,建立恶臭分子的光谱数据库、恶臭数据库管理系统,通过系统集成,研制出具有自主知识产权的恶臭自动在线监测预警仪器,可同时实现恶臭气体的感官测定和成分分析。通过在典型污染源和环境敏感区连续自动监测和远程监控领域中的应用,建立恶臭预警系统和质控体系。项目验收后3年内,建成生产基地,实现年产100台的生产能力,支撑服务我国环境保护事业。该项目是天津市本年度惟一获得国家批复的重大仪器专项项目,项目总经费4040万元,其中国拨经费2000万元。

该项目由环境保护部组织,98彩票为牵头单位,天津市环境保护科学研究院(国家环境保护恶臭污染控制重点实验室)为第一技术支撑单位,天津大学、河北工业大学、天津市联合环保工程设计有限公司、天津微纳制造技术有限公司、天津市中环自动化技术控制设备有限公司、深圳安鑫宝科技发展有限公司、天津市滨海新区大港环境监测站为项目主要承担单位。



天津市环境保护局总工程师、国家环境保护恶臭控制重点实验室主任 包景岭

国内恶臭权威研究机构鼎力支持
会上,天津市环境保护局总工程师、国家环境保护恶臭控制重点实验室主任包景岭教授介绍了作为项目的第一技术支撑单位的国家环境保护恶臭控制重点实验室:“恶臭控制重点实验室自2002年成立以来是目前国内唯一一个挂靠在地方环科院的国家环保重点实验室,是国家标准《恶臭污染物排放标准》的制定单位。这些年中,我们为各地环境监测站及检测机构培养嗅辨员、判定师,并研究一些必要的采样和实验研究设备。”
紧扣恶臭监测“三大需求”
包景岭认为该项目的立项对国内恶臭监测具有重要意义:“在长期的工作中我们发现,由于恶臭污染具有突发性和瞬时性等特点,且受多重污染源交互影响,污染事故一旦发生,环境监管部门很难及时到达现场,采集到有代表性的样品,从而导致无法准确辨别恶臭污染物的来源,无法采取有效的控制措施。”
“目前的恶臭辨别方法主要还是离线采样和嗅辨员辨别、检测速度慢、无法实现实时在线测量。所以,我们这次研究的恶臭自动在线监测预警仪器要帮我们拿到‘证据’,它要具有以下功能:首先,必须让恶臭污染留有‘痕迹’,并且是连续的‘痕迹’,每天都有记录;第二,能测量恶臭污染强度;第三,能对恶臭污染溯源,即找到臭气的排放源。溯源是环境预警中最重要的问题,这次我们要预先测定好一些工业恶臭污染源排放恶臭的成分谱,寻找其中的特征组分。一旦我们监测到这个组分,我们就能确定是哪个污染源排放的。”
“针对这些需求,恶臭控制重点实验室已经在过去的环保公益项目中进行了较深入的研究,成功开发了恶臭源解析技术和恶臭应急预警系统,近年来陆续研发出智能嗅觉仪、恶臭远程分级采样器、应急监测仪等仪器装置。但由于资金有限,一些工作没有做得非常深入,也没有针对性的开发传感器,比如针对石化行业的传感器。这次在恶臭自动在线监测预警仪器开发及应用示范这个项目中,我们要做出这样的传感器。”
“恶臭污染防治已引起我国政府的高度重视,《我国国民经济和社会发展‘十二五’规划纲要》明确提出要‘加强恶臭污染物治理’。国家环境保护部在《‘十二五’时期全国污染防治工作要点》中提出‘加强恶臭、餐饮油烟治理,解决突出的扰民问题’。该项目将为相关项目提供技术保障。”

该项目项目负责人、天津同阳的创办人、天津大学精密仪器与光电子工程学院徐可欣教授在接受仪器信息网编辑采访时表示:“此次恶臭在线监测这个项目能够获批,我们感到有一些‘意外’。因为目前恶臭的受关注程度远远低于PM2.5、VOCs等热点环境问题,而且牵头单位天津同阳也只是一家2008年成立的创业型企业。该项目能够获批,充分体现了国家对于恶臭污染治理的重视。”




天津大学教授 徐可欣

激光光谱传感器解决恶臭监测溯源问题
目前市面上的恶臭监测仪器通常都是用气体传感器阵列来检测恶臭,而此次拟研制的恶臭自动在线监测预警仪器不仅有类似的“模块化嗅辨阵列传感器”,还引入了“超高灵敏度的激光光谱传感器”。
徐可欣表示:“模块化嗅辨阵列传感器是用于恶臭强度的检测,而超高灵敏度的激光光谱传感器是用于恶臭气体具体组分浓度的检测。激光光谱传感器是采用激光器作为光源,某种恶臭气体在特定波长的吸收光谱是特定的。因为激光是单一频率的光源,且光源的频率可以和恶臭气体分子的吸收频率一致,所以该类传感器选择性好,灵敏度高。通过检测恶臭气体中的特定组分,比如氨气、氟化氢,比照预先测定的污染源排放恶臭的成分谱,就能确定是恶臭排放源,解决之前监测仪器不能很好解决的源解析问题。”
极力解决三大项目难点
“从技术角度来说,激光光谱传感器、模块化嗅辨阵列传感器、样品前处理装置是我们要重点攻克的难点。”徐可欣认为。
“激光光谱传感器是我本人目前最有把握能够研制成功的技术。天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室建立起了完整的光谱分析实验条件,高水平光谱分析仪器覆盖了光谱分析的全谱段(185nm-20μm),为开发复合恶臭气体成分检测的高灵敏激光传感器奠定了基础。且激光光谱传感器相关技术比较成熟,我们课题组也已经研制出了基于该传感器的氨气在线监测仪的样机。只要我们找到主要恶臭气体所对应激光器的波长,我们就能做出来。”
“嗅辨阵列传感器应该也是没有问题的,因为这个在国际上也已经有成熟的产品。我们项目的最低标准是采购国外的传感器,我们把它用好,准确测量臭气强度。样品前处理装置涉及两个方面,即稀释和浓缩。现有的稀释和浓缩技术是否适合恶臭,恶臭气体是否会吸附在管道中,是否会发生反应等等,这些都需要我们细致研究的,保证测量条件。这是后续准确测量的基础。”
“虽然我们期望核心元器件都是我们自己来做,但是一步肯定做不到。这很多技术不是一个仪器专项能否解决的,比如激光器的光源、光谱检测器估计都要买国外的。我想我们首先要将集成技术做好,这是很不简单的。现在经济全球化了,也没有必要每个关键元器件都自己研发。关键是我们拿到这些东西后,能不能解决问题,除了关键元器件外,还有集成、软件、算法等关键技术,这才是我们在这个项目中首先要解决的。关键元器件的研制则是下一步工作的重点。”
多方合作,帮助创业型公司为完成产业化
在该项目中,承担恶臭连续自动在线监测预警仪器集成及产业化的是成立不到5年的天津同阳,该公司将如何确保该项目的产业化呢?
徐可欣表示:“天津同阳是2008年成立的,很年轻的公司,公司成立初期主要做一些环境监测相关软件,2009年研制了污染源排放监测、2010年研制生产了氨氮等在线仪器,2011年和2012年公司共有4款环境在线监测仪器取得了环保部产品认证。2012年开始正式销售。去年的年销售额约1000万元,预计2013年的销售额能达到3000万。公司具有核心技术,成长性好,发展潜力大。按照公司的正常发展,我们应该能保证项目配套资金的落实。项目其他参与单位也会有资金投入。此外,天津市政府及科委对同阳非常支持。”