微型光谱传感芯片能力强，实时检测河道污染源

“这是仅有人指甲盖1/4大小的微型光谱传感芯片，采用目前最热门的纳米材料量子点，基于其制备的水质实时在线监测终端，可实现全时段全方位监测水体状况，并进行污染溯源排查。” 4月11日，在以“新时代新征程、中关村再启航”为主题的中关村国家自主创新示范区展示中心，芯视界（北京）科技有限公司相关负责人向科技日报全媒体记者如是介绍。

据了解，位于北京海淀区北部南沙河，长度16公里，流域面积220平方公里，是该区重要的河流生态廊道，也是流向北京东部通州区城市副中心的关键景观河道之一。

北京海淀区水务局信息化办公室负责人何思表示，以前，北京海淀南沙河下游水质较差，有机污染严重，基本为劣五类。这两年经过综合治理，已经达到五类水的标准，但偶尔突发的排污事件还是容易对河道水体造成污染。

针对以上问题，自2018年初，海淀区水务局联合中关村自主创新企业芯视界（北京）科技有限公司，在北部重点河道南沙河流域试点，布设监测点位，率先采用国际领先的微型光谱传感技术，自动、连续采集数据，不添加试剂，有效避免对水体的二次污染，实现对目标水域全时段、全方位的实时监控，同时配套开发建设水质监测管理软件系统和移动端APP程序。

据了解，量子点光谱传感器技术是清华大学电子工程系博士生导师鲍捷教授在全球范围内率先提出，并于2015年9月将这一成果《基于胶体量子点纳米材料的光谱仪》发表于《自然》杂志，得到科学界广泛关注，被称为“颠覆性”技术之一。

据芯视界科技公司项目负责人介绍，“海淀区河湖水质监测系统项目”运用微型光谱传感技术，进行原位、在线的水质监测，通过物联网技术实现水质信息的快速回传，使水务管理者通过“城市大脑”指挥中心的监控大屏和手机用户端，及时、准确掌握河道水质信息。水污染监控物联网微型终端设备具有实时、便携、灵活、低功耗、无耗材、无污染等特点。系统运行期间，共完成约数万频/次水质检测数据传输，准确反映区域水质情况；快速、准确识别出数次排污过程，从空间和时间上追溯目标水域的排污敏感点位，以及各点的主要排污时段，构建为基于物联网技术和光谱大数据分析的水质管理信息系统解决方案。

2018年12月，“海淀区河湖水质监测系统”建设项目正式启动，在南沙河上选取14个主河道监测断面和15个支流（支渠）监测点位，共计布设29套监测设备。截至当前，该项目已完成全部29个监测点位硬件设备的布设，水质监测管理软件系统的网页端及手机端APP开发也基本完成。

该项目的建设，可以满足水务管理人员对水体污染预警、排污溯源的远程在线监控，简化了操作流程，赋予了管理需求的实时性；移动端APP便于随时查看，可直接运用定位系统对排污点进行追踪。目前该项技术已投入使用，有效报告了南沙河流域多起污染事故预警。

未来，随着量子点光谱传感器的成功小型化应用，将使得光谱仪器件从实验室走到百姓日常生活之中，通过将量子点光谱传感器植入智能手机、便携设备，或搭载到无人机等设备和平台上，可以实时实地的进行空气、水、食品、药品、化学物质和人体皮肤、血液等多种物质的检测鉴别和监控，在科研、工业、农业、医疗健康、国防、环境、教育等领域拥有广阔的应用前景。

中关村国家自主创新示范区展示中心是中关村创新发展成就向世界集中展示的绿色平台，是世界了解示范区创新发展的窗口。目前展示的中关村创新成果展以“新时代新征程、中关村再启航”为主题，璀璨亮相中关村示范区改革突破与前沿创新成果，包括在人工智能、集成电路、大数据与信息安全、新材料、生物健康、智能交通、节能环保与新能源、智能制造、文化科技、军民融合等领域170余家企业中，最新最亮、最有前景、最具突破性的前沿创新成果340余项。