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科技支撑计划:村镇环境监测适宜关键技术研究项目
时间:2016-08-29

  一、项目概况 

  随着农村城镇化的加速进行和农村工业企业的增强,农村的生活环境正处在不断恶化中。突出表现为生活环境恶化、大气环境质量下降、水污染和富营养化、土壤污染以及化学生物污染等。与此同时,村镇地区还面临环境设备匮乏、专业技术人员缺乏、现有环境监测系统低效滞后的现状。为保证村镇地区生态环境的健康、可持续发展,迫切需要研发适宜村镇地区使用的一体化环境快速监测技术,为研发相应监测设备提供技术支持,进而推进社会主义新农村的建设。 

  课题以建立适宜村镇地区使用的一体化环境快速监测技术为目标,以村镇环境的水体、土壤和大气为研究对象,侧重于技术的便携性、经济性和稳定性,开展了一系列适用于村镇环境快速检测、遥感监测、无线传感网监测、生物监测等适宜关键技术,在提升村镇环境监测的技术水平和能力方面取得了重要进展,提高了村镇环境监测技术的科学性与适宜性。 

  二、项目成果 

  20166月,项目顺利通过了科技部组织项目验收。课题完成了村镇环境土壤、水体和空气污染等污染检测技术10余项、农村环境无线监测传感系统1套,构建了多套典型村镇水环境安全数据库,并在示范村镇及其余村镇进行了示范应用;发明专利申请18项(其中授权2项),发表学术论文56篇,以及多项软件著作权、专著和村镇环境监测技术标准(建议稿),培养了一批村镇环境监测领域的年轻科研骨干力量。 

  在水质快速检测方面,课题革新了传统分光光度计检测的方法,基于CIE LCH色空间,构建色谱分色算法,设计了便携式水质检测仪;同时对检测用试剂进行了胶囊的封装,以适用于村镇环境便携和快速使用。研发了多种具有自主知识产权的设备和药剂等。该技术在理论、方法和工艺等方面均取得了重要创新成果。获得了“第十六届中国国际工业博览会优秀展品奖一等奖”,具有非常好的市场化前景。

 

  在气体检测方面,课题研发了便携式气体检测仪,可以实现SO2CO2NO2H2S等气体的现场检测,且检测成本降至国际上GASTEC费用的25%。仪器本身成本低廉,仪器体积小,便于携带。不仅适合现场试用,还在潜艇等狭小空间内进行了应用。

 

  在环境污染信息的快速采集方面,课题开发了基于智能终端的信息采集系统(基于Android系统的APP)。系统不仅可以实时获取检测现场的各项环境污染指标,而且还可以获取现场的声音、图像、地理位置、方位和时间等信息。软件系统以APP模块化应用可以安装在公众使用的各种移动式智能终端(掌上电脑和智能手机等)中,满足普通公众对信息采集的需求。 

  此外,针对村镇自然环境和人文社会特点,课题还对村镇环境污染的生物毒性检测技术进行了研究,使得该领域技术与国际水平并行;研发了应用于无线传感网络的低功耗、高可靠无线传输协议和无线传感器节点高效能量采集与电源管理模块等技术,构建了应用于村镇环境的无线传感器网络系统;研发了超分辨率遥感制图技术和基于时间序列遥感数据的分类和制图技术,提高了国产遥感数据在村镇环境领域的应用水平。课题对全国8省市共计53个村镇开展实地调查,系统诊断村镇水环境水系统结构、水污染特征以及水环境发展趋势,形成一套我国典型村镇水环境系统甄别方法。 

  课题研发的多项技术和设备,在项目的示范区和非示范区都进行了大量的应用,证明具有良好的市场化应用前景。如便携式水质快速检测仪获得了“第十六届中国国际工业博览会优秀展品奖一等奖”,该技术也应用于南极地区低污染背景下环境的检测。便携式空气检测仪应用于潜艇封闭狭小环境内空气的检测。基于智能终端的信息采集软件系统为公众参与环境污染的监督提供了很好的技术等。 

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