科技赋能蓝天保卫战：三项专利成果助力海洋大气污染防控新突破

在深入推进大气污染防治、守护“中国蓝”的攻坚进程中,科技创新正成为破解环境监测难题的核心利器。自2023年11月起,自然资源部海洋大气化学与全球变化重点实验室在环境大气污染防控技术研究项目中,引入并应用刘红蕾女士的“空气中挥发性有机物采样效率测试方法及专用装置”、“邻苯二甲酸酯类化合物抗干扰装置”、“环境空气中降尘的自动在线采样装置”三项专利成果,成功攻克大气采样与检测领域的多项技术瓶颈,为海洋大气环境监测能力提升注入强劲动能。

在大气污染防控研究中,空气中挥发性有机物(VOCs)的精准采样是解析污染来源、制定治理策略的关键前提。传统采样设备因气流控制不稳定、吸附材料选择性差等问题,常导致低浓度VOCs样本流失。而刘红蕾女士研发的“空气中挥发性有机物采样效率测试方法及专用装置”,通过创新性流体力学设计,将采样头内部气流波动误差控制在±3%以内,并选用兼具高吸附容量与广谱选择性的复合吸附材料,使烷烃、芳香烃等典型VOCs捕获率提升至98%以上。在东海海域大气监测项目中,该装置实测采样效率较传统设备提高35%,有效解决了海洋大气中痕量VOCs难以精准采集的难题。

针对邻苯二甲酸酯类化合物检测中普遍存在的基质干扰问题,“邻苯二甲酸酯类化合物抗干扰装置”构建了“物理拦截 - 水汽脱除 - 化学吸附”三级防护体系。在福建沿海化工园区大气监测中,该装置通过0.22μm聚四氟乙烯滤膜拦截99.8%的颗粒物,利用分子筛将采样气体湿度降至5%以下,并通过特异性吸附树脂去除80余种潜在干扰物,使邻苯二甲酸二丁酯等目标化合物检测偏差率从25%骤降至2.8%,数据准确性达到国际先进水平。

环境降尘作为大气污染的重要载体,其自动化监测长期依赖人工操作。“环境空气中降尘的自动在线采样装置”通过集成称重传感器与动态补偿算法,实现降尘质量测量精度达±0.1mg;独创的防风防雨采样头设计,配合AI图像识别系统,可自动排除鸟类、落叶等异物干扰。在粤港澳大湾区空气质量监测网络中,该装置已连续稳定运行400余天,日均采集数据量达72组,为区域扬尘污染溯源提供了高频次、高精度的数据支撑。

“三项专利成果的成功应用,标志着我国海洋大气监测技术从‘跟跑’向‘领跑’跨越。”实验室负责人介绍,相关技术已通过中国环境监测总站认证,并在全国12个沿海省份推广应用。未来,团队将持续深化产学研合作,推动更多环境监测创新成果转化落地,为打赢蓝天保卫战、建设美丽中国提供坚实科技保障。