我國成功研發全球首套面源污染智能監測系統，引領水體污染監測新變革
近日，中國農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所（質標所）農業環境污染物研究室在農業面源污染監測領域取得重大突破，成功研發出全球首套面源污染智能監測系統，并制定了《農業面源污染智能監測技術規范》。這一成果填補了全球在流動水體中高風險抗生素、農藥殘留等新發面源污染物實時、在線、動態監測的空白，標志著我國在農業面源污染監測技術上達到國際領先水平。相關系列研究成果已在《聚集體》《分析化學》《美國化學會材料快報》等國際權威期刊發表，并獲得2項發明專利授權。目前，該系統已在海河、太湖等流域的示范工程中投入應用，成效顯著。農業面源污染作為水體污染的重要來源之一，其監測工作長期面臨諸多挑戰。傳統監測手段往往存在效率低、精度差、無法實時在線監測等問題，難以滿足對日益復雜的新發污染物的監測需求。此次研發的智能監測系統圍繞“無人值守、長效穩定”的技術要求，在多功能材料創制、多靶標動態識別技術研發以及全自動分析裝備研制三方面開展創新性研究，取得了一系列原創性、突破性成果。
在材料領域，科研團隊成功創制出多功能傳感材料。這種具有分子識別與信號增強功能的納米復合材料，能夠同時捕獲多類污染物，極大地提升了監測的全面性和準確性。與傳統吸附劑相比，其穩定性提高了5倍以上，有效保障了監測設備在復雜環境下的長期穩定運行。
技術層面，多靶標動態識別技術的研發是一大亮點。該技術結合先進的人工智能算法，實現了對3類9種農藥和3類10種抗生素的同步檢測。檢測靈敏度達到ng/mL級，意味著能檢測出極微量的污染物，如同在一滴水中檢測出十億分之一的污染物。同時，響應時間縮短至1分鐘以內，大大提高了監測效率，能夠及時發現水體中的污染變化。
裝備方面，系統集成了全自動分析裝備，借助物聯網技術構建起完整的智能監測體系。該體系集成了自動采樣、預處理、分析等多個功能模塊，可實現連續180天無人值守運行，不僅大幅減少了人力投入，運維成本也降低了70%，顯著提升了監測工作的便捷性和經濟性。
該智能監測系統的成功研發，實現了從傳統監測到智能化 “慧” 監測的跨越，為我國面源污染物監測提供了全新的技術路徑和有力支撐。目前，該系統已在海河、太湖等流域的示范工程中發揮重要作用，有效助力當地的水環境治理和保護工作。未來，隨著技術的進一步成熟和完善，該系統有望在日常水質監測、水產養殖等更多領域得到廣泛應用，為我國乃至全球的水環境監測和保護事業做出更大貢獻。
值得一提的是，這一重大科研成果離不開國家“十四五”重點研發計劃青年科學家項目和農科英才“優秀青年英才”項目的大力支持。在政策和資金的雙重保障下，科研團隊得以集中力量開展攻關研究，最終取得了這一具有里程碑意義的成果。