愛一個人,那么:請他去做質(zhì)譜。多么美好的前景!恨一個人,那么:請他去做質(zhì)譜。那么難,累死他!有人一直問周振,你自己怎么想?周振說,認(rèn)命吧,誰叫我選擇了質(zhì)譜!
3月27日,由暨南大學(xué)周振教授主持研制的《PM2.5在線源解析質(zhì)譜監(jiān)測系統(tǒng)》獲2018年度廣東科技進(jìn)步一等獎。該項目具有完全自主知識產(chǎn)權(quán),通過構(gòu)建全國多城市本地化的污染源譜庫,全球首次實現(xiàn)PM2.5在線源解析,整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
現(xiàn)狀
國產(chǎn)高端質(zhì)譜儀與國外差別巨大
質(zhì)譜儀作為高端科學(xué)儀器皇冠上的明珠,考驗著一個國家材料、高端機(jī)加工、電子學(xué)、流體學(xué)等多個學(xué)科的水平。長期以來,我國在自主研制質(zhì)譜儀器特別是高端質(zhì)譜儀器方面與國外存在巨大的差距。
周振一直癡迷質(zhì)譜儀器研究。從大學(xué)時期開始,他一直想做中國人自己的質(zhì)譜儀。2004年夏天,他瞄準(zhǔn)了PM2.5在線源解析質(zhì)譜系統(tǒng)。
周振介紹,大氣PM2.5污染問題仍然是廣東省乃至全國關(guān)注的熱點(diǎn)問題。實現(xiàn)大氣PM2.5的來源解析、特別是快速源解析,是政府相關(guān)部門實施污染控制措施,制定相關(guān)的基礎(chǔ)和前提。
常規(guī)的基于濾膜采集技術(shù)的PM2.5源解析方法存在耗時久、需要設(shè)備多、花費(fèi)高等缺點(diǎn),無法實時動態(tài)地反映污染源的變化情況,更難以滿足重污染應(yīng)急、重大活動空氣保障等需要快速決策的應(yīng)用需求。
創(chuàng)新
全球唯一能做到實時在線源解析的工具
團(tuán)隊自主研制 在線單顆粒氣溶膠質(zhì)譜儀器 (SPAMS)以及所開發(fā)的在線PM2.5源解析方法,通過構(gòu)建全國多城市本地化的污染源譜庫,全球首次實現(xiàn)PM2.5在線源解析。
據(jù)介紹,這是截至到目前全球唯一能夠做到實時在線源解析的工具,通俗的說即解決了 快速弄清PM2.5污染物的來源 的難題。與常規(guī)的源解析手段相比,團(tuán)隊研制的系統(tǒng)快速源解析時間分辨率可以達(dá)到1小時。 它不僅能測出空氣污染有多嚴(yán)重,還可以在一個小時內(nèi)獲得某監(jiān)測點(diǎn)PM2.5中汽車尾氣占比是多少,揚(yáng)塵是多少,工業(yè)源是多少等等數(shù)據(jù) 。周振解釋。
要實現(xiàn)這一系統(tǒng)并非易事。從2002年開始前期調(diào)研,2006年開始制造,到2013年推出市場,一款PM2 .5在線源解析質(zhì)譜監(jiān)測產(chǎn)品,用了十年。
周振介紹,質(zhì)譜儀的原理難,要檢測最小物質(zhì)結(jié)構(gòu) 原子、分子、離子。工程化難,涉及 光、機(jī)、電、算、物、化、新材料、真空 多學(xué)科系統(tǒng);整個儀器系統(tǒng)非常復(fù)雜,涉及800多個完全不同的零部件。同時要實現(xiàn)儀器真空度跨越9個數(shù)量級;對離子實現(xiàn)納秒級(10-9s)的分離和檢測;實現(xiàn)最小電信號 單位電荷(1.6 10-19庫侖)的檢測;上百個零件加工精度同時達(dá)到微米量級(10-6m);同時幾十個電源的穩(wěn)定度同時達(dá)到1/10000水平。他感慨, 產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新至少需要10年時間,比新藥開發(fā)還難。
應(yīng)用
已在全國200多個城市得到應(yīng)用
與傳統(tǒng)源解析方法速度相比提高了1000倍,費(fèi)用降低100倍。 周振介紹,項目成果自2011年面市以來,累計銷售額已達(dá)到3.722億元,是單款國產(chǎn)質(zhì)譜儀器累計銷售額最多的產(chǎn)品,預(yù)計市場價值將達(dá)到20億 元,還有巨大的社會效益。
2012年,PM2.5在線源解析儀器裝備在了首個國家大氣超級站里,到2014年,已經(jīng)在44個城市投入使用,參與了重大污染事故溯源排查。在東方紅II號黃渤??瓶?、廣州亞運(yùn)會、南京亞青會、青奧會、抗戰(zhàn)勝利70周年大閱兵、APEC會議等大型活動進(jìn)行空氣質(zhì)量監(jiān)測及保障工作,并支撐PM2.5特別防治小組的多個重大工程。
不僅如此,PM2.5在線源解析質(zhì)譜監(jiān)測系統(tǒng)作為我國批量生產(chǎn)的價值最高的科學(xué)儀器(均價400萬元/臺),連續(xù)入選國家 十一五 、 十二五 重大科技成就展、國家鼓勵發(fā)展的重大環(huán)保技術(shù)裝備、國家重點(diǎn)新產(chǎn)品。該產(chǎn)品還首次實現(xiàn)我國高端質(zhì)譜儀器出口西方發(fā)達(dá)國家。2017年作為 雪龍?zhí)?上唯一一臺大型國產(chǎn)高端科學(xué)儀器參與北極、南極科考。
周振說,質(zhì)譜儀為政府及時了解污染現(xiàn)狀及來源提供技術(shù)支撐,已在重污染天氣的應(yīng)急、污染投訴排查、重大賽事/活動的保障、治理成效評估、突發(fā)事件應(yīng)急監(jiān)測中發(fā)揮作用。同時,具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高端質(zhì)譜儀器的研發(fā),對于國產(chǎn)高端科學(xué)儀器行業(yè)的發(fā)展還起到了十分積極的促進(jìn)作用。 本項目還打通了 基礎(chǔ)研究 技術(shù)研究 成果轉(zhuǎn)化 產(chǎn)業(yè)化 的全鏈條,建成全國最尖端質(zhì)譜儀器生產(chǎn)線,已實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化與商業(yè)化生產(chǎn)。
點(diǎn)擊項目
由暨南大學(xué)主持研制的 PM2.5在線源解析質(zhì)譜監(jiān)測系統(tǒng) 具有完全自主知識產(chǎn)權(quán),系統(tǒng)基于先進(jìn)的在線單顆粒氣溶膠質(zhì)譜技術(shù),結(jié)合自主開發(fā)的實時在線源解析模型,并通過構(gòu)建全國多城市本地化的污染源 譜庫,全球首次實現(xiàn)PM2.5在線源解析,整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。與常規(guī)的源解析手段相比,該項目研制的系統(tǒng)快速源解析時間分辨率可以達(dá)到1小時,為政府及時了解污染現(xiàn)狀及來源提供技術(shù)支撐,已在重污染天氣的應(yīng)急、污染投訴排查、重大賽事/活動的保障、治理成效評估、突發(fā)事件應(yīng)急監(jiān)測中發(fā)揮作用。
PM2.5在線源解析質(zhì)譜監(jiān)測系統(tǒng)作為我國批量生產(chǎn)的價值最高的科學(xué)儀器(均價400萬元/臺),連續(xù)入選國家 十一五 、 十二五 重大科技成就展、國家鼓勵發(fā)展的重大環(huán)保技術(shù)裝備、國家重點(diǎn)新產(chǎn) 品,至今已在全國200多個城市得到廣泛應(yīng)用,累計銷售額已達(dá)到3.722億元,是累計銷售額最多的國產(chǎn)質(zhì)譜儀器產(chǎn)品,并首次實現(xiàn)我國高端質(zhì)譜儀器出口西方發(fā)達(dá)國家。2017年作為 雪龍?zhí)?上唯一一臺大型國產(chǎn)高端科學(xué)儀器參與北極、南極科考。
該項目中具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高端質(zhì)譜儀器的成功研發(fā)對于國產(chǎn)高端科學(xué)儀器行業(yè)的發(fā)展起到了積極地促進(jìn)作用。此外,項目成果在服務(wù)我國大氣污染防治這一重大民生問題中作出了貢獻(xiàn),為各級地方政府提供了大量決策數(shù)據(jù),受到行業(yè)和媒體的廣泛關(guān)注,取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。