基于光流控技术的水质参数实时在线监测仪

随着水资源污染日益严重，水质监测作为水污染控制中的基础性工作，其意义和作用也变得愈加重要。开发现场、实时、精准、全面、快速的水质参数监测设备是环境监测中的重点工作之一，是反映水质现状及发展趋势的重要手段，可为水环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。预处理功能单元作为水质生化参数实时在线监测仪的核心组成部分，直接影响着监测仪的使用性能。开发研究新型快速预处理技术以实现水质参数快检是提升在线监测仪性能的技术关键。

来自武汉理工大学的光流控水质监测团队针对现有技术高能耗，高污染的缺陷，通过材料、物理、化学、信息多学科的交叉，综合利用光流控片上预处理技术、光热协同催化技术和智能控制及信息处理技术，设计开发光流控水质多参数在线监测仪，推动水质监测仪器向低功耗、低排放、多参量、集成化、微型化和智能化的方向发展。

团队成员们基于微流控芯片技术的水样快速预处理方法，结合光热协同催化技术、高精度光学检测方法，成功实现了基于光流控技术的水质参数实时在线检测，并开发了一种利用太阳光的通用型水样预处理光流控芯片。在项目中，利用自组装方法于微流控沟道底部制作了二氧化锰光热薄膜，可以实现对太阳光的全谱吸收。实现了在微沟道中对微升级水样构造局部高温高压状态，从而实现快速预处理；片上实时在线快检技术可以显著减短检测时间，并且实现实时在线检测；从而克服了传统方法预处理反应条件苛刻耗时长和无法实时在线检测的重要难题。

团队成员们创造性地结合了三项关键技术，同时利用了预处理微流控芯片技术、光热协同催化技术和片上实时在线快检技术。保证了沟道内微升级水样的快速预处理，并在预处理后实现片上实时在线监测，克服了传统水质参数检测方法在预处理及检测过程中，反应条件苛刻、耗时长和无法实时在线检测的问题，实现了高性能新型水质参数实时在线检测仪的制作，具有广泛的应用前景和极大的实际工程意义。

在国家和世界环保组织大力推进水质检测低排放低污染的时代背景下，团队所研究的作品在实现了水样采集、预处理、浓度检测和信息处理等功能的基础上实现水质检测的低排放、低功耗、自动化和一体化，可应用于微量水样的现场快检。

（供稿：高分子2001班周航 摄影： 高分子2001班柯怀玉）

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