[01052284]基于无线传感网络的紫外LED水体原位有机污染物在线监测仪

水质安全问题不仅是重要的经济问题，也是重要的社会问题和民生问题。为切实加大水污染防治力度，保障国家水安全，国务院于2015年4月16日印发《水污染防治行动计划》，计划要求，所有排污单位必须依法实现全面达标排放，自2016年起，定期公布环保"黄牌"、"红牌"企业名单，定期抽查排污单位达标排放情况，结果向社会公布。《计划》强调，完善水环境监测网络，提升饮用水水源水质全指标监测、地下水环境监测、化学物质监测及环境风险防控技术支撑能力。这就给水质安全检测提出了新的要求，为了使水污染防治取得成效，对水质进行动态、连续、精确的在线监测就成了重要的前提和保障。有机物污染物是水体污染的最主要的指标，主要采用COD来表示。但是，现有的测量COD方法仍以化学方法为主，存在二次污染、响应实时性差、人工维护量大、运行成本高等问题。为此，国家环保部门已在呼吁用紫外吸收水中有机物快速测定(UVA，以下同)法进行替代。在线式UVA水中COD测定仪市场主要被欧美产品占领，其光源普遍采用气体放电灯。这些灯体积大、热量高、寿命短、稳定性差，而且需要高压与大电流，对使用的安全性影响很大。同时，仪器要求的功率也大，无法在没有交流市电的地方工作，这样就直接影响到它的应用领域。另一方面，已有仪器都无法摆脱数据传输电缆的束缚，造成了仪器的安装和维护困难，而且数据的传输也仅能做到现场读数，限制了对水质污染状况的实时监测。该项目提出的水体原位有机污染物在线监测仪可以解决上述问题，完全适合野外无人、无电情况下工作，从而真正实现了对水体有机污染物的在线、实时和网络化监测。依托该项目研发团队长期在光学、电子、软件等领域的技术积累，成功开发出了水体原位有机污染物在线监测仪，形成发明专利２项，实用新型专利2项，发表论文４篇。主要创新点如下：1)发明了浸没式、小型化、一体化、多参数综合采样分析的探头结构，探头直径仅50 mm，可在2英寸的管道内工作，解决了现有同类装置因采样和分析功能分离，而导致的体积较大、不适合在线应用的问题(发明专利：ZL201310177791.0，实用新型专利：ZL201220215782.7)；2)创新的微型紫外光源及省电的窄脉冲点灯技术(科技查新报告；上海市科委验收证书)，避免了现有产品寿命短和功耗高的缺陷；3)探头监测结果与岸上基站的无线连接以及基于GPRS无线网络的数据传递与遥控(发明专利：ZL201310177791.0，ZL201110158797.4，实用新型专利：ZL201220215782.7)，解决了仪器的安装、维护困难和测量结果仅能现场读数的缺陷。经上海市计量测试技术研究院检测(证书编号：2012H10-00-700010/008)，该成果完全符合中国环境保护行业标准(HJ/T 191-2005)的技术要求，而且相对同类产品性能有大幅提升。凭借该项目成果的优异性能，国内水环境相关典型企业已使用，评价良好。教育部科技查新工作站已对该产品的主要技术进行了查新，查新报告结论为所采用的LED光源和无线传输技术属国内首创。产业化短短3年来，项目已带动上游水质污染物监测产业1000万销售额。