項(xiàng)目針對大氣細(xì)顆粒物及飲用水源水質(zhì)在線監(jiān)測需求,開發(fā)基于光散射技術(shù)的揚(yáng)塵監(jiān)測儀、大氣積分濁度儀,以及基于熒光光譜技術(shù)的水體有機(jī)污染物在線監(jiān)測儀、水體藻類在線監(jiān)測儀;制定相關(guān)儀器標(biāo)準(zhǔn),開發(fā)批量生產(chǎn)工藝和設(shè)備,并實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化銷售與推廣。
創(chuàng)新性
獨(dú)占性
盈利性
持續(xù)性
先進(jìn)性
成熟度
項(xiàng)目開發(fā)了4項(xiàng)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的環(huán)境在線監(jiān)測儀器設(shè)備,并進(jìn)行了示范運(yùn)行,完成了相關(guān)技術(shù)指標(biāo)檢測。項(xiàng)目實(shí)施期間申請發(fā)明專利4項(xiàng),授權(quán)發(fā)明專利2項(xiàng),申請實(shí)用新型專利2項(xiàng),獲得軟件測試證書2項(xiàng),軟件著作權(quán)登記3項(xiàng);形成用戶使用報告5份,第三方測試報告3份,制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng),獲得計(jì)量器具型式批準(zhǔn)1項(xiàng);簽訂銷售合同和橫向開發(fā)合同13份,共計(jì)銷售額1810.40萬元,產(chǎn)生利稅522萬元。
通過本項(xiàng)目的實(shí)施,使得我國環(huán)境在線監(jiān)測技術(shù)的創(chuàng)新能力和設(shè)備國產(chǎn)化率得到了大幅提高,提升了我國高端環(huán)境裝備研制的整體技術(shù)水平;所開發(fā)技術(shù)和產(chǎn)品的價格及性能在國內(nèi)外同類產(chǎn)品中都具有較強(qiáng)的優(yōu)勢和競爭力,并在應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)化方面都具有巨大的發(fā)展前景,因此本項(xiàng)目的實(shí)施對推動我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步具有十分重要的意義。
目前,全國約70個大中城市陸續(xù)開展城市主干道和建筑工地?fù)P塵監(jiān)測,平均每個大中城市一般要部署80-100套揚(yáng)塵監(jiān)測設(shè)備;全國地級市283個,縣級市374個,平均每個行政區(qū)域一般需要布置5個監(jiān)測點(diǎn),揚(yáng)塵檢測儀與大氣積分濁度按每套儀器20萬元計(jì)算,共存在約20億元人民幣的潛在市場。
本項(xiàng)目研制揚(yáng)塵監(jiān)測儀、大氣積分濁度儀、水體有機(jī)污染物在線監(jiān)測儀及水體藻類在線監(jiān)測儀具有樣品無需復(fù)雜預(yù)處理、無需消耗有毒化學(xué)試劑、無二次污染、測量速度快等優(yōu)點(diǎn),解決了實(shí)驗(yàn)室分析儀設(shè)備價格昂貴、采購時間長、維護(hù)費(fèi)用高、分析過程復(fù)雜等問題,節(jié)省了大量人力與物力,目前已經(jīng)在六安、福建、馬鞍山、河南、江蘇、天津等地大氣灰霾、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測,以及水源地及其外匯水區(qū)水質(zhì)監(jiān)測發(fā)揮重要作用,將來會有更大應(yīng)用需求,帶來更多社會經(jīng)濟(jì)效益;通過本項(xiàng)目光譜法水質(zhì)在線監(jiān)測技術(shù)與設(shè)備的創(chuàng)新性研究與開發(fā),加快了我國環(huán)境監(jiān)測采用先進(jìn)技術(shù)的步伐,縮小了與國際環(huán)境監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的差距,極大地提高了我國環(huán)境在線監(jiān)測技術(shù)的研究水平和國際影響力;
1.揚(yáng)塵監(jiān)測儀、大氣積分濁度儀:關(guān)于揚(yáng)塵監(jiān)測儀,其主流測量方法是基于光散射法,具有實(shí)時、靈敏、操作簡便、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。國外在該領(lǐng)域研究較早,技術(shù)較為成熟,具有代表性的產(chǎn)品有英國 Simslin 的 OSIRIS 粉塵濃度傳感器及其檢測系統(tǒng),美國的 RAM系列在線粉塵顆粒物濃度檢測儀器以及美國MetOne公司的揚(yáng)塵在線監(jiān)測儀。但都具有價格昂貴、維護(hù)成本高、服務(wù)不及時等缺點(diǎn),無法實(shí)現(xiàn)大面積網(wǎng)格化監(jiān)測的要求。此外,目前我國在揚(yáng)塵監(jiān)測設(shè)備研發(fā)方面還沒有掌握核心技術(shù),測量精度低,未形成完善的技術(shù)規(guī)范,國產(chǎn)的揚(yáng)塵監(jiān)測儀與國外的還有較大差距。本項(xiàng)目研發(fā)的揚(yáng)塵監(jiān)測儀可實(shí)現(xiàn)0-1000μg/m3的揚(yáng)塵監(jiān)測,時間分辨率為1s,靈敏度為2μg/m3,儀器各項(xiàng)性能指標(biāo)通過第三方測試,且總體性能超越了目前市場上使用的產(chǎn)品。關(guān)于大氣積分濁度儀,目前用于測量大氣氣溶膠濁度的方法可劃分為取樣法和非取樣法。其中,非取樣法主要是光學(xué)測量法,目前主要包括透射法和散射法。與取樣法相比,非取樣法測量過程無需采樣過程,測量精度高,可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時連續(xù)觀測。早在20世紀(jì)40年代,R.G.Beuttell和A.W.Brewer就設(shè)計(jì)出了積分濁度計(jì)的幾何結(jié)構(gòu)并搭建了第一臺樣機(jī)。目前國外具有代表性的產(chǎn)品有美國TSI的3563、澳大利亞Aurora 3000。但價格昂貴、維護(hù)成本較高,無法滿足我國實(shí)際大氣環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)和大氣環(huán)境科學(xué)研究的需求。國內(nèi)起步較晚,其中合肥霍金光電科技有限公司使用基于LED積分球式余弦光源,研制了單波長(525nm)大氣積分濁度儀。本項(xiàng)目研發(fā)的大氣積分濁度儀可實(shí)現(xiàn)光散射系數(shù)測量范圍為0-20000Mm-1,靈敏度和最低檢測限都低于1Mm-1且時間分辨率為1min的大氣積分濁度監(jiān)測。該設(shè)備在中國科學(xué)院大學(xué)進(jìn)行了長期的運(yùn)行,性能穩(wěn)定,顆粒物散射系數(shù)測量準(zhǔn)確性較高,可以滿足國內(nèi)環(huán)境監(jiān)測的實(shí)際需求。
2.水體有機(jī)污染物在線監(jiān)測儀:目前三維熒光光譜是有機(jī)污染物在線監(jiān)測主流技術(shù),歐洲LDI公司生產(chǎn)的SFS-Scanner TM型三維熒光光譜儀,是世界上第一臺現(xiàn)場式的水質(zhì)分析儀,采用新一代多光譜分析技術(shù),無需化學(xué)樣品,儀器內(nèi)部配備自動識別物質(zhì)種類的數(shù)據(jù)庫,能夠快速實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的定性定量分析,最低檢測限可以達(dá)到1mg/L,但該儀器采用光柵掃描方式,對于外界振動比較敏感,現(xiàn)場測量中容易受到干擾。國內(nèi)的研究工作主要集中在算法和軟件方面,儀器研制水平落后。國內(nèi)自主研制的三維熒光光譜儀主要有LH-SDYG三維熒光分析儀,該儀器光路和電路分離,激發(fā)波長和發(fā)射波長覆蓋范圍比較寬,準(zhǔn)確度比較高,CCD作為光電探測器,靈敏度最低可達(dá)0.1mg/L,可以滿足一定的現(xiàn)場檢測需求。本項(xiàng)目研制的水體多組分有機(jī)污染物熒光在線監(jiān)測儀具有體積小,功耗低,掃描周期短,高靈敏,大動態(tài)范圍檢測,抗干擾能力強(qiáng),環(huán)境適應(yīng)性高等特點(diǎn),線性范圍:汽油為2.0-10mg/L,苯酚為0.2-1mg/L,蒽為2-20mg/L,芘為2-20mg/L,檢測限:汽油為0.12mg/L,苯酚為0.02mg/L,蒽為0.28μg/L,芘為0.10μg/L,精密度:汽油≤1%,苯酚≤2%,蒽為≤3%,芘為≤4%,技術(shù)指標(biāo)均到達(dá)國際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。
3.水體藻類在線監(jiān)測儀:當(dāng)前藻類濃度的檢測方法包括顯微計(jì)數(shù)法、分光光度法和高效液相色譜法及熒光檢測法。其中顯微計(jì)數(shù)法、分光光度法是目前實(shí)驗(yàn)室分析測量藻類濃度最常用的方法,也是我國環(huán)境監(jiān)測部門測量藻類濃度的標(biāo)準(zhǔn)方法,但測量過程步驟繁瑣耗時且儀器造價昂貴,無法在野外對藻類濃度進(jìn)行原位測量,更無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時在線監(jiān)測。熒光檢測法利用藻類活體熒光對藻類進(jìn)行分類測量,具有樣品無需預(yù)處理分類、測量快速、無二次污染、無破壞性,是目前環(huán)境領(lǐng)域的一個熱點(diǎn)技術(shù)。近十年來,藻類熒光技術(shù)在藻類群落組成監(jiān)測方面得到很大的發(fā)展,美國YSI公司、HACH公司,以及德國BBE公司等都開發(fā)了針對藻類葉綠素濃度監(jiān)測的在線分析分析儀,由于采用單點(diǎn)熒光或激發(fā)熒光光譜技術(shù),所能獲取的藻類熒光光譜信息有限,目前國外商業(yè)化的藻類熒光分析儀對藻類的識別力有限,目前仍無法實(shí)現(xiàn)硅藻和甲藻的分類測量,測量準(zhǔn)確度不足,此外該儀器主要針對歐洲主要湖泊浮游藻類群建立的技術(shù),難以滿足我國湖泊及海洋優(yōu)勢藻類監(jiān)測的需求。本項(xiàng)目研發(fā)的基于離散三維熒光光譜的藻類識別測定技術(shù),能夠在門類水平上實(shí)現(xiàn)浮游藻類的分類測量,研制的水體藻類快速監(jiān)測儀能夠?qū)崿F(xiàn)藍(lán)藻、綠藻、硅藻、甲藻、隱藻等我國海洋湖庫常見優(yōu)勢藻類的實(shí)時快速分類測量,檢測限達(dá)0.1μg/L、測量范圍0-200μg/L、測量精密度低于5%、分類精度達(dá)10%、檢測時間為2min,儀器各項(xiàng)性能指標(biāo)通過第三方測試,且總體性能超越了目前市場上使用的藻類熒光分析儀產(chǎn)品,如德國bbe公司的FluoroProbe、Walz公司W(wǎng)aterPAM等。
09、系統(tǒng)級:產(chǎn)品實(shí)際通過任務(wù)運(yùn)行的成功考驗(yàn)
根據(jù)中國環(huán)境監(jiān)測儀器行業(yè)調(diào)研報告,未來幾年我國環(huán)境監(jiān)測儀器市場規(guī)模將達(dá)到200億元以上。目前,全國約70個大中城市陸續(xù)開展城市主干道和建筑工地?fù)P塵監(jiān)測,平均每個大中城市一般要部署80-100套揚(yáng)塵監(jiān)測設(shè)備;全國地級市283個,縣級市374個,平均每個行政區(qū)域一般需要布置5個監(jiān)測點(diǎn),揚(yáng)塵檢測儀與大氣積分濁度按每套儀器20萬元計(jì)算,共存在約20億元人民幣的潛在市場。
1.與安徽藍(lán)盾光電子股份有限公司合作,實(shí)現(xiàn)大氣積分濁度儀、揚(yáng)塵監(jiān)測儀、水體多組分有機(jī)污染物熒光在線監(jiān)測儀、水體藻類熒光在線監(jiān)測儀的成果轉(zhuǎn)化,并協(xié)助企業(yè)完成儀器的工程化;
2.制定相應(yīng)的儀器標(biāo)準(zhǔn),并通過有關(guān)部門認(rèn)證,開發(fā)批量生產(chǎn)工藝和設(shè)備,具備年產(chǎn)200 套以上產(chǎn)能,形成環(huán)境污染光學(xué)自動監(jiān)測技術(shù)設(shè)備生產(chǎn)基地。
針對本項(xiàng)目儀器特點(diǎn),公司積極推動“現(xiàn)有設(shè)備有償轉(zhuǎn)讓、專業(yè)隊(duì)伍運(yùn)營維護(hù)、環(huán)保部門質(zhì)檢考核、政府部門購買數(shù)據(jù)”的商業(yè)模式。針對項(xiàng)目銷售外部市場環(huán)境、政策環(huán)境進(jìn)行了充分調(diào)研、評估與預(yù)測,調(diào)整推廣方向。對市場競爭對手的產(chǎn)品優(yōu)劣勢進(jìn)行詳細(xì)分析,針對性做出技術(shù)方案和營銷策略;對競爭對手儀器和系統(tǒng)的報價調(diào)研,積極開展降本增效活動,制定有競爭力的價格策略。
建立了一支覆蓋全國主要省區(qū)市的銷售工程師服務(wù)工程師隊(duì)伍,在全國中心城市建立營銷服務(wù)中心。確保對客戶的需求和市場信息及時響應(yīng)和跟蹤。目前,項(xiàng)目所涉及的揚(yáng)塵在線監(jiān)測儀器已經(jīng)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推廣,在六安、等地進(jìn)行了大規(guī)模用于濟(jì)南、棗莊、天津、六安、福建等地開展了大規(guī)模的應(yīng)用。在項(xiàng)目執(zhí)行期內(nèi),實(shí)現(xiàn)銷售收入1700余萬元,其中揚(yáng)塵銷售1335萬元,水質(zhì)儀器405萬元。利稅共計(jì)510萬元。