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熒光技術是近 20 年來興起的新型分析方法，靈敏度高、適用范圍廣。污水和水體的熒光光譜是多物質產生的復合光譜，它們與水樣唯一對應，被稱為“水質熒光指紋”，簡稱“水紋”。該法在污染性質快速判斷方面具有獨特優勢。熒光指紋是水樣內蘊特征的反映，還攜帶了有機物總量信息，可作為新型的水質表征方法。課題組從 2003年開始從事水紋研究，在清華大學基礎研究基金、教育部科技重點項目、清華大學自主研究項目、國家重大水專項等項目資助下，掌握了數百種水紋，創新性開發出基于水紋比對的新型預警和污染識別原理，并研發出污染預警溯源儀。獲得 2 項發明專利，第 16 屆中國國際工業博覽會高校展區二等獎。

1 成果簡介我國水污染事故頻發， 以有機污染為主。現有技術不能迅速確定污染類型，因此事故發生后無法迅速采取恰當的應對， 是產生重大經濟和環境損失以及負面國際影響的主要原因。為維護水環境安全，保障人民生活和生產， 需要一種能迅速確定污染類型的、環境友好的水體有機污染預警技術。 水質指紋與水樣唯一對應， 簡稱水紋。課題組從 2003 年開始從事水紋研究，在清華大學基礎研究基金、教育部科技重點項目、教育部清華大學自主研究項目、國家十一五重大水專項等項目資助下， 掌握了上百種水紋，創新性開發出基于水紋比對的新型污染識別原理，并研發出有機污染溯源儀，填補了迅速確定污染類型的儀器的空白。該儀器由水紋采集儀、水紋比對軟件和豐富的水紋數據庫組成，可以識別數十種有機污染類型。儀器的特點如下：自動取樣，自動測量，自動比對；數據庫設計人性化，可以自動添加新指紋；數據自動保存；水紋采集儀性能穩定，使用、維護簡便，當儀器光源老化時，自動提示更換等。上述優點表明該儀器既適合在線實時監測，也可以作為監測車和實驗室的專用儀器。查新表明，國內外目前尚未發現有相似原理的儀器。 性能參數：靈敏度高，信噪比達到 250；完成一次溯源任務不足 15 分鐘，測量時間短，重現性好；工作溫度/濕度 15-350℃， 45-80%（不可有冷凝現象，350℃以上時濕度為 70%以下)；不加任何試劑，取樣量少，不產生二次污染；連續 24 小時使用耗電僅數度，成本低。 圖1 有機污染預警溯源儀2 應用說明2011 年 7 月至 2012 年 3 月，水質有機污染溯源預警儀在京杭運河江蘇蘇州段進行了為期 3 個月的實地連續測試運行， 儀器檢測出數次水質異常，并及時進行了報警， 現場測試表明，該儀器能夠靈敏、及時地監測到污染的發生和變化， 預警迅速，并能給污染類型的信息，對于快速確定有針對性的采取污染應對措施大有益處。 目前正在太湖水源地進行示范運行。 儀器經過了權威第三方的檢測。3 效益分析由于目前國內外尚無同類產品，而污染預警和溯源的需求比較迫切，因此本儀器具有較大的推廣空間。本儀器價格每臺約 60 萬元。而本儀器運行穩定、靈敏。總體上，儀器成本低，維護省，快速，無二次污染， 24 小時連續使用，運行費每月在 3000 元左右，具有明顯的經濟和技術優勢。

化學化工與材料、生命科學類等研究與實踐應用中，在對樣品進行凍干處理時必須用到冰凍干燥儀，傳統冰凍干燥儀由真空泵（油泵）、制冷壓縮機（-55℃——-60℃）、保護瓶及樣品室等主要部件組成。該設備的凍干原理是：通過油泵創造一個真空環境，加速冰凍生物樣品（≤-20℃）中的水分子的升華；通過制冷壓縮機將升華的水分子再次冷凝于-55℃——-60℃的冷阱中，以免與油泵中起密封作用的機油混合。近年來，該設備的改進主要僅是將樣品冷凍單元并入，實現冷凍、干燥、參數控制一體化的原位制冷但成本高，不便小規模市場應用。 傳統冰凍干燥儀的不足之處主要體現在以下5個方面：①能耗高，油泵運轉、制冷機運轉都高耗能；②使用繁瑣，不便捷。機油需要定期更換；③污染嚴重，這種污染主要是油泵啟動初期，大量油煙從排氣口噴出，造成嚴重的污染；④不便移動，為了將油煙排到戶外，通常要連接并固定一根長管到戶外，導致移動不便；⑤噪音大、耗能高，自連續運轉的油泵和短時停運的制冷機需耗能并產生大量噪音。 與傳統冰凍干燥儀器相比，本實用新型具有低能耗、低噪音、無污染、便于移動、使用與維護簡單、工作量低等優點，在處理不易受溫度制約樣品的小型干燥儀方面有一定的創新性、優越性與市場推廣應用價值，有持續性的市場應用前景。目前在本單位內部實驗室的實際應用中取得了良好效果。 圖1.本項目自制的一體式凍干機

一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 近年來隨著我國生態文明建設發展和長江黃河大保護等政策的頒布實施，高污染行業逐步關停，產生大量工業污染場地。化工行業退役場地由于其生產工藝復雜、污染程度較高，亟待合理修復，降低風險，以滿足土地再利用的要求。然而，這些場地通常具有芳烴、石油烴、鹵代物、重金屬等復合污染特征，難以通過單一技術一步完成修復。因此，針對工業遺留場地有機-重金屬復合重度污染土壤需要快速修復的需求。

城市黑臭水體給群眾帶來極差的感官體驗，嚴重影響城市形象。城市黑臭河道的治理工作已得到政府部門高度重視（國務院“水十條”、住建部《城市黑臭水體整治工作指南》）。 城市黑臭水體一般位于老居民區、早期拆遷安居房等區域，雨污分流、 污水收集等擴建改造工程難度和政府財政資金壓力較大。 項目所開發的微生物治理技術，3-5 天即可消除河道黑臭現象，逐步凈 化水體，恢復河道健康狀態。使用時，只需向黑臭水體直接潑灑微生態制劑即可，無需曝氣、無需種植水生植物或者放養螺螄、魚類等水生動物。該技術已在多地進行實地應用，水質數據符合住建部要求，治理效果令人滿意。治理成本下降至 30 元/m3水體?年以下。 

本項工作通過在線工藝參數、力能參數及軋制溫度的綜合測試和試驗，找出了軋件扣頭生成的主要原因。摸清了形成扣頭的條件和下扣變形的規律，首次提出了軋件扣頭與上下輥之間力矩不無均勻分配、軋制線高度、輥徑差之間的定量關系。上述成果填補了軋制理論中的空白，對完善軋機設計和控制理論具有重要意義。為控制軋件扣頭的措施的提出和實施提供了科學依據。 基于上述理論提出了控制軋件扣頭問題的技術措施方法。該方法在不改變鋼坯加熱條件的前提下，通過適當調配軋制制線高度，并匹配軋機的壓下量和輥徑差等參數即可控制軋件扣頭問題。 這一方法不需增加設備投入，即可基本消除軋件扣頭現象，并將上下輥力矩不均控制在10%以內。該成果曾通過湖北省技術鑒定，被評定為國際領先水平，并獲得武漢市成果二等獎。自1996年4月起此項成果已成功應用于生產。

中國礦業大學長期進行煤礦沖擊礦壓災害監測與治理研究。針對目前煤礦堅硬頂板區域沖擊危險性預測及治理、煤柱區沖擊危險的預測與治理等關鍵技術問題，以巖層運動與圍巖應力場為基礎，研究煤巖體強度弱化減沖理論，巷道圍巖的強弱強結構效應，形成以綜合指數法、礦震法、電磁輻射法和鉆屑法為一體的沖擊礦壓礦震預測預報技術，以松散煤巖體為主的治理技術，以柔性蓄能為主的防沖支架與支護技術，從而建立煤礦沖擊礦壓防治理論與技術體系。研究成果位居世界先進水平。 （1）深入研究了煤層型沖擊礦壓發生的機理，提出了煤巖體彈塑脆性模型，建立了煤巖破壞的流變沖擊模型和較為統一的沖擊危險前兆信息識別模型。 （2）解釋了煤巖體沖擊破壞的脆性沖擊和延時沖擊現象，提出了煤巖沖擊破壞的危險性評價方法和沖擊礦壓預測預報的電磁輻射監測技術，率先采用電磁輻射技術成功地預測沖擊礦壓危險，建立了相應的預測準則和技術。形成以綜合指數法、礦震法、電磁輻射法和鉆屑法為一體的沖擊礦壓礦震預測預報技術。 （3）建立了煤巖強度弱化減沖理論，巷道圍巖的強弱強結構效應，設計試驗了柔性防沖支架并在現場得到了試驗應用，形成了獨特的沖擊礦壓發生機理、電磁輻射儀器預測、松散煤巖體治理技術以及柔性防沖支架的整套理論與技術體系。

目前我國的城鎮水環境普遍存在污染源強高居不下，水體污染嚴重；自凈能 力嚴重不足；生態環境變差，生態服務功能喪失等問題。本項目由江南大學鄒華教授主持完成針對城鎮水環境（河流，小型湖泊，景觀水體等）的污染和治理現狀，研發、集成了以修復受污染水環境的自然生態為目標的綜合治理關鍵技術。 項目通過對城鎮水環境的外源污染控制，水質改善和生態重建技術開展研發、集成和應用推廣