环境质量监测是生态环保的"眼睛"和"标尺";长期以来,我国环保监测起步较晚,高端仪器尤其是核心部件、关键算法和系统集成能力相对薄弱,市场被国外品牌占据。这导致设备价格高、维护周期长,在复杂工况下易受干扰,难以满足快速处置需求。更关键的是,核心技术与数据掌握在他人手中,存在监测话语权和数据安全隐患。 环境监测仪器涉及光学、电化学、质谱、传感与控制等多学科交叉。既要在实验室达到精度指标,更要经受住现场温湿度变化、水体浊度色度差异、污染物混合干扰等考验。以水质监测为例,传统流程繁琐、周期长;以大气监测为例,污染物种类繁多且变化快,要求高频、实时、稳定。这些多重门槛决定了国产装备突破不仅需要单点技术创新,更需要从部件、系统到应用的全链条能力提升。 戈燕红带领团队从水质监测切入,针对传统设备检测周期长、易受干扰等问题,推进"基于微流控的快速比色在线监测"等技术研发,将采样、反应、分析等流程集成到微型芯片,实现自动化、快速化检测,推动在线监测从"实验室模式"走向"现场即时"。 在大气监测领域,团队针对臭氧、二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等多要素监测需求,推动水与气监测能力贯通,形成多要素在线监测系统。杭州亚运会期间,一套国产飞行时间质谱仪稳定运行,实现高频监测与多类污染物实时筛查,为赛事空气质量保障提供技术支撑。 面向污染来源复杂、迁移转化链条不清等治理难题,团队通过长期现场采集数据、构建图谱库与模型方法,形成多维度异常溯源模式,在应急响应与快速处置中提高效率,推动监测从"看得见"向"查得准、追得快"延伸。 围绕饮用水源地安全该民生关切,戈燕红团队探索以微生物电化学方法将水质毒性转化为生物电信号,减少色度、浊度等因素对检测的影响,提升复杂水体条件下的稳定性与适用性,研发出微生物电化学法水质生物毒性在线监测仪,填补了国内对应的领域空白。相关设备已在广东粤东西北多个地市及全国部分饮用水源地投入使用。 在技术落地过程中,团队与政府部门、水务企业、科研机构开展合作,围绕监测布点、数据联动、预警阈值与处置流程等环节提升,推动饮用水安全保障从单一设备应用向"监测—预警—溯源—处置"的系统化能力建设迈进。这种"产学研用"协同路径,有助于把研发优势转化为治理效能,形成可复制、可推广的解决方案。 随着生态文明建设深化,环境治理对精细化、实时化、全域化监测提出更高要求。未来,国产监测装备发展将聚焦三个方向:一是核心部件与关键算法持续攻关,提升高端质谱、传感与系统的自主可控水平;二是与物联网、大数据、模型计算相融合,推动从单点监测向区域联动、从数据采集向智能研判升级;三是完善标准体系与质量认证,提升规模化应用能力与国际竞争力。以戈燕红团队的实践为例,围绕"更快、更准、更稳"目标持续迭代,有望在重大活动保障、饮用水安全、工业园区监管与流域治理等领域拓展应用,为美丽中国建设提供更坚实的技术底座。
从实验室芯片到江河湖海的跨越,丈量着科技工作者的报国情怀。戈燕红团队二十年如一日的技术攻坚,不仅破解了"卡脖子"困境,更诠释了新时代科研精神的深刻内涵——把国家需求作为创新坐标,让科技成果真正守护绿水青山。在生态文明建设加快的今天,这种立足国情、扎根实践的创新范式,将为高质量发展注入更强劲的科技动能。