精准溯源促治理,守护水质安全
1.精准助力小流域治理
小流域污染治理是维护水环境健康、保障水资源安全的重要任务。面对小流域污染治理中存在的污染源贡献不明确、治理措施缺乏针对性的难题,精准污染源追溯成为推动小流域污染治理工作的关键所在。水质溯源分析,作为识别污染源头、评估污染程度以及制定有效治理策略的关键手段,其必要性不言而喻。通过运用科学的方法和先进的技术手段,准确识别出污染源头和污染路径,为后续治理提供有力的数据支持。同时,针对不同污染类型和污染程度,制定个性化的治理方案,实现“对症下药”,以提高治理效果。
面对小流域污染治理的严峻挑战,成都益清源科技有限公司创新性地研发出全光谱图谱比对溯源技术。该技术融合全光谱水质分析与先进的人工智能、机器学习算法,深度剖析水环境中的污染物成分、追溯其源头,并揭示其迁移与转化规律。实现了对水体污染物的实时、精准监测与预警,为污染源精准定位提供了科学依据,为小流域水污染治理提供了强有力的技术支撑,推动水环境治理的科学化、精准化。
生态环境部正式发布实施的《入河入海排污口监督管理技术指南溯源总则》(HJ 1313-2023),明确将图谱比对溯源技术列为标准的常用溯源技术方法,体现了该技术在水质溯源分析领域的重要性和实用性。
2.技术创新守护水质安全
益清源是一家集平台开发、设备研制、生产销售与服务于一体的高新技术企业,专注于全光谱水质在线监测技术和水污染预警溯源应用。团队凭借在水质光谱模型算法上的10多年积累和多年的工程实践应用,成功攻克了高精度水质模型构建难、模型对复杂水体适应性差,以及多指标监测能力等三大关键技术难题。通过自主研发、生产和应用推广,已拥有多项自主知识产权,成功推出全光谱水质分析系列装备,实现量产并投入使用。产品涵盖全光谱实时水质在线分析仪、全光谱水质预警溯源站、便携式全光谱溯源仪以及多参数水质监测无人船等。这些装备专为河湖流域、入河排口、工业园区及污水处理厂等多种水质监测场景设计,并提供在线监测预警与溯源解决方案。
该技术利用水体吸收光谱,精确检测水质指标浓度及污染物类型。基于水质指标参数、水样空间特征、全光谱图谱等多源数据,并结合排口位置库、污染源拓扑图、污染物传播模型及水动力学原理,构建了先进的神经网络溯源模型。此模型凭借强大的数据处理能力,实现了对污染源的精准定位,为水质监测与管理提供了有力支持。该技术适用于小流域精细化溯源管控;入河入海排污口查测溯治动态管控;工业园区管网污染源全过程溯源管控;污水处理过程智能控制;环境模拟研究,污染扩散分析、水质变迁分析等。凭借对海量环境光谱数据的深度挖掘与分析,实现了对小流域水污染问题的科学预判、精确溯源与精准治理。
3.实践验证与显著优势
该技术在应用实践过程中已形成了该产品在图谱建库、图谱比对、溯源流程等环节的标准作业流程和规范。该溯源技术已经成功应用于四川、安徽,福建、天津等地10多个环境监管溯源项目。如:在九龙江流域成功构建了水环境精细化监测体系,通过多点位网格化布点,实现了三级污染溯源路径,有效追踪并预测预防污染物;建立了全光谱溯源本地图谱库;成功完成多起突发污染事件快速应急溯源和违规养殖排放的精准溯源。
经过实践验证,该技术展现了溯源的实时性、精准性、智能性、环保节能四大显著特点。首先,它结合全光谱水质分析技术,能够实时在线监测并预警如COD、NH3-N、TP、TN等多项关键水质参数,有效应对复杂流域水污染及突发性污染事件,确保应急监测监管的高效执行。其次,借助人工智能和机器学习算法,该技术能精准溯源分析,自动识别光谱特征与物质来源关系,大幅提高溯源效率和准确性。同时,其神经网络自学习功能使模型能自动校准优化,特征图谱库不断完善,显著提升新污染物识别和预警能力。最后,该技术绿色环保节能,无需化学试剂,无高温消解、药剂冷藏存储等环节,不产生废液及耗材消耗,相比传统技术更加环保节能。
在各类水环境监管溯源场景中成功应用,充分展现了其卓越的经济性。小流域精细化溯源管控方面,全光谱溯源站降本增效,构建多级溯源监测网络,与三维荧光图谱溯源技术相比,建设及运维成本较低。在水环境质量监测方面,该技术展现出建设成本低、运行成本低、实时监测海量数据的优势,无需化学试剂,不产生废液和耗材消耗,电耗较化学试剂分析技术降低2/3,建站成本不到常规化学站的一半,年运维成本仅为常规站的1/3。在污水处理智能控制方面,通过光谱法实时监测数据,构建了智能投药和曝气模型,指导污水处理厂高效运行,实现药耗和电耗的大幅降低,出水稳定达标。
4.推动生态环境治理数字化转型
当前,小流域污染治理的需求极为紧迫,水污染精准溯源的需求与日俱增。然而,国内在全光谱技术应用领域的供给尚显不足,市场已呈现出“强劲增长”的态势。该技术巧妙融合了光谱分析、大数据、机器学习等尖端科技,正全力驱动数字技术在环境监测评估、污染防治、监察执法等生态环境治理领域的深度应用,展现出无比广阔的发展前景。