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汪紫山 2025-05-14 【女人】 8822 人已围观

●马爱平⑪、近日❶，中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究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❷，并同步制定《农业面源污染智能监测技术规范》⑥。

这一创新成果首次实现对流动水体中高风险抗生素⑥、农药残留等新发污染物的实时⑮、在线❸、动态监测⑨。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❶，并获得2项国家发明专利授权⑨。

破解多项技术难题④、面源污染作为非点源污染的主要形式⑬，具有分散性⑥、隐蔽性和复杂性等特点⑤，其监测治理长期面临技术挑战❶。

质标所研究员⑧、博士生导师程劼带领团队⑧，针对流动水体中污染物种类多❶、含量低⑭、干扰物多等难点❸，在材料⑳、技术和装备领域实现三重突破④。“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⑨，能够同时捕获多类污染物▓。相比传统吸附剂③，新材料稳定性提升5倍以上⑯，显着提高了对污染物的传感性能②。这种材料可实现对水体中的抗生素⑥、农药残留等痕量污染物的高效富集与‘分子指纹’信号增强①，可作为后续进行高灵敏传感分析的基础功能材料❷。”程劼说⑩。

在多靶标动态识别技术方面⑲，团队结合人工智能算法⑲，系统实现了对3类9种农药和3类10种抗生素的特异性识别与同步检测❷。检测灵敏度达到纳克/毫升级⑨，相当于在1毫升水中检测出十亿分之一克的污染物⑯，且响应时间缩短至1分钟以内③。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⑯，为实现实时预警监测提供了有力的技术支撑⑬。“通过采用物联网技术①，集成自动采样⑳、预处理⑬、传感分析等模块③，监测系统实现连续180天无人值守稳定运行②。系统运维成本降低70%❷，显着提升了监测效率⑲。全自动设计使得系统可在河流③、沟渠❸、养殖塘等复杂水文环境中稳定运行①，耐受零下20摄氏度至50摄氏度的极端温度⑱，防腐蚀设计更使其适用于高盐度水域④。”程劼说▓。

示范应用成效显着“传统监测方式依赖人工采样和实验室分析⑬，耗时费力③。新系统可实现无人值守运行⑲，大幅减少了人力投入❸，有效提高了监测效率⑬。在海河流域的示范工程中❸，人力成本降低约60%⑨，监测频次却提高了3倍❶。”程劼说⑤。

目前⑮，该系统已在太湖⑫、海河等流域投入示范应用⑨，成效显着⑤。

通过将监测数据实时上传至云端平台①，并结合GIS技术生成污染热力图⑲，系统预警准确率超过90%❸。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⑰，为管理部门提供了精准的污染溯源依据❷。

该系统的研发不仅解决了技术难题⑥，更在环境监测领域带来了科学范式的转变⑩。“传统监测侧重于单一污染物的静态分析⑭，而新系统通过多靶标动态识别和大数据分析②，实现了污染物的关联性分析⑥。”程劼说⑳。

结合污染热力图⑪，管理部门可精准定位污染高发区域⑯，制定靶向治理措施⑱。例如⑰，该系统可助力农药残留超标源头的精准溯源⑮，使相关部门可快速对周边农田进行重点监管❶，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⑤，团队制定了《农业面源污染智能监测技术规范》⑦。该规范不仅为行业提供了标准化框架⑯，填补了抗生素⑫、农药残留等新发面源污染智能监测领域的空白⑬，而且推动了监测体系的规范化建设①。

程劼表示⑨，下一步该系统将新增全氟化合物⑱、内分泌干扰物⑫、微塑料等新污染物的检测功能②，进一步拓宽监测范围⑩。同时⑨，系统有望应用于更多领域⑬，在城市供水▓、饮用水源地等场景部署⑮，保障居民饮水安全⑮。“该系统还可在规模化养殖场推广⑦，监测养殖尾水中的污染物①，助力绿色养殖⑧。广东某对虾养殖基地已计划引入该系统④，以控制抗生素残留⑦，提升产品竞争力⑤。在河流❶、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❷。”程劼说②。据《科技日报》