項目針對大氣細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)儀器標準，開發(fā)批量生產(chǎn)工藝和設(shè)備，并實現(xiàn)儀器設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化銷售與推廣。
創(chuàng)新性
獨占性
盈利性
持續(xù)性
先進性
成熟度
項目開發(fā)了4項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的環(huán)境在線監(jiān)測儀器設(shè)備，并進行了示范運行，完成了相關(guān)技術(shù)指標檢測。項目實施期間申請發(fā)明專利4項，授權(quán)發(fā)明專利2項，申請實用新型專利2項，獲得軟件測試證書2項，軟件著作權(quán)登記3項；形成用戶使用報告5份，第三方測試報告3份，制定企業(yè)標準4項，獲得計量器具型式批準1項；簽訂銷售合同和橫向開發(fā)合同13份，共計銷售額1810.40萬元，產(chǎn)生利稅522萬元。
通過本項目的實施，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，因此本項目的實施對推動我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進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揚塵監(jiān)測，平均每個大中城市一般要部署80-100套揚塵監(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，揚塵檢測儀與大氣積分濁度按每套儀器20萬元計算，共存在約20億元人民幣的潛在市場。
本項目研制揚塵監(jiān)測儀、大氣積分濁度儀、水體有機污染物在線監(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、無需消耗有毒化學試劑、無二次污染、測量速度快等優(yōu)點，解決了實驗室分析儀設(shè)備價格昂貴、采購時間長、維護費用高、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)濟效益；通過本項目光譜法水質(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.揚塵監(jiān)測儀、大氣積分濁度儀：關(guān)于揚塵監(jiān)測儀，其主流測量方法是基于光散射法，具有實時、靈敏、操作簡便、安全可靠等優(yōu)點。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公司的揚塵在線監(jiān)測儀。但都具有價格昂貴、維護成本高、服務(wù)不及時等缺點，無法實現(xiàn)大面積網(wǎng)格化監(jiān)測的要求。此外，目前我國在揚塵監(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)的揚塵監(jiān)測儀與國外的還有較大差距。本項目研發(fā)的揚塵監(jiān)測儀可實現(xiàn)0-1000μg/m3的揚塵監(jiān)測，時間分辨率為1s，靈敏度為2μg/m3，儀器各項性能指標通過第三方測試，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，可以實現(xiàn)實時連續(xù)觀測。早在20世紀40年代，R.G.Beuttell和A.W.Brewer就設(shè)計出了積分濁度計的幾何結(jié)構(gòu)并搭建了第一臺樣機。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、維護成本較高，無法滿足我國實際大氣環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)和大氣環(huán)境科學研究的需求。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。本項目研發(fā)的大氣積分濁度儀可實現(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)備在中國科學院大學進行了長期的運行，性能穩(wěn)定，顆粒物散射系數(shù)測量準確性較高，可以滿足國內(nèi)環(huán)境監(jiān)測的實際需求。
2.水體有機污染物在線監(jiān)測儀：目前三維熒光光譜是有機污染物在線監(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，能夠快速實現(xiàn)物質(zhì)的定性定量分析，最低檢測限可以達到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，準確度比較高，CCD作為光電探測器，靈敏度最低可達0.1mg/L，可以滿足一定的現(xiàn)場檢測需求。本項目研制的水體多組分有機污染物熒光在線監(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，環(huán)境適應(yīng)性高等特點，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)指標均到達國際同類產(chǎn)品的先進水平。
3.水體藻類在線監(jiān)測儀：當前藻類濃度的檢測方法包括顯微計數(shù)法、分光光度法和高效液相色譜法及熒光檢測法。其中顯微計數(shù)法、分光光度法是目前實驗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準方法，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行原位測量，更無法實現(xiàn)實時在線監(jiān)測。熒光檢測法利用藻類活體熒光對藻類進行分類測量，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，目前仍無法實現(xiàn)硅藻和甲藻的分類測量，測量準確度不足，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)勢藻類的實時快速分類測量，檢測限達0.1μg/L、測量范圍0-200μg/L、測量精密度低于5%、分類精度達10%、檢測時間為2min，儀器各項性能指標通過第三方測試，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)品實際通過任務(wù)運行的成功考驗
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揚塵監(jiān)測，平均每個大中城市一般要部署80-100套揚塵監(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，揚塵檢測儀與大氣積分濁度按每套儀器20萬元計算，共存在約20億元人民幣的潛在市場。
1.與安徽藍盾光電子股份有限公司合作，實現(xiàn)大氣積分濁度儀、揚塵監(jiān)測儀、水體多組分有機污染物熒光在線監(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)的儀器標準，并通過有關(guān)部門認證，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)境污染光學自動監(jiān)測技術(shù)設(shè)備生產(chǎn)基地。
針對本項目儀器特點，公司積極推動“現(xiàn)有設(shè)備有償轉(zhuǎn)讓、專業(yè)隊伍運營維護、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。針對項目銷售外部市場環(huán)境、政策環(huán)境進行了充分調(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)劣勢進行詳細分析，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，項目所涉及的揚塵在線監(jiān)測儀器已經(jīng)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推廣，在六安、等地進行了大規(guī)模用于濟南、棗莊、天津、六安、福建等地開展了大規(guī)模的應(yīng)用。在項目執(zhí)行期內(nèi)，實現(xiàn)銷售收入1700余萬元，其中揚塵銷售1335萬元，水質(zhì)儀器405萬元。利稅共計510萬元。
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