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環(huán)境評價(jià)與分析研究團隊
團隊主要研究方向:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所環(huán)境評價(jià)與分析研究組(103組)是一個(gè)集基礎研究、儀器研發(fā)及對...
團隊信息
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課題組名稱(chēng):環(huán)境評價(jià)與分析研究團隊
課題組網(wǎng)址:http://www.anacen.dicp.ac.cn/
負責人:陳吉平
工作單位:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
學(xué)科領(lǐng)域:環(huán)境分析化學(xué)
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課題組院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:鄒黎黎
辦公電話(huà):0411-84379562
手 機:
E-mail:Zll8229@dicp.ac.cn
科技處院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:陳維東
辦公電話(huà):0411-84379752
手 機:
E-mail:wdchen@dicp.ac.cn
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團隊介紹
團隊主要研究方向:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所環(huán)境評價(jià)與分析研究組(103組)是一個(gè)集基礎研究、儀器研發(fā)及對外服務(wù)于一體的綜合科研平臺,研究組主要從事復雜樣品中環(huán)境污染物的分離分析及環(huán)境遷移轉化,以及環(huán)境污染物毒性效應評價(jià)的研究。主要研究方向包括:
1.復雜樣品中污染物的分離分析及環(huán)境遷移轉化
2.環(huán)境污染物毒性效應評價(jià)
3.儀器設備研發(fā)
4.生物傳感器技術(shù)
可轉移轉化的科技成果:
下列優(yōu)控污染物監測關(guān)鍵設備與質(zhì)控產(chǎn)品可進(jìn)行成果轉移轉化
(一)便攜式煙道氣采樣儀:自主設計制造的采樣儀,集成EPA23、EN1948等半揮發(fā)性有機污染物采樣的技術(shù)要求,開(kāi)發(fā)分體式、體積小、精密度與集成度高的便攜式儀器。
(二)焚燒煙氣中二惡英類(lèi)自動(dòng)連續采樣儀:設計了結合調頻控制和針型閥控制相結合的雙模式調速等速采樣技術(shù),保證了較寬流量范圍的等速采樣。開(kāi)發(fā)了采樣系統自潔技術(shù),解決了系統殘留問(wèn)題。發(fā)展了移動(dòng)式采樣技術(shù),解決了樣品代表性差的問(wèn)題和系統殘留問(wèn)題。擁有自主知識產(chǎn)權,可服務(wù)于二惡英減排控制與管理。
(三)貽貝中有機氯農藥和多氯聯(lián)苯國家一級標準物質(zhì)GBW10069:研制了滿(mǎn)足36種持久性有機污染物(POPs)監測的國家一級標準物質(zhì),定值目標物多,不確定度?。?nbsp;
典型轉移轉化項目案例
1. 優(yōu)控污染物采樣關(guān)鍵技術(shù)和設備
設計研發(fā)了更準確的雙模式互校的采樣流速跟蹤技術(shù),優(yōu)化了樣品傳輸和捕集結構,減少了系統的死體積和交叉污染,改善了重復性;利用關(guān)鍵技術(shù)研制了煙道氣二惡英等動(dòng)力采樣儀和大氣二惡英采樣儀等設備,研發(fā)了人機界面友好、操作簡(jiǎn)易中文版儀器操作軟件系統,彌補了國內空白。
研制出一種具有自主知識產(chǎn)權、符合國內外標準的優(yōu)控污染物煙氣采樣儀。采用模塊化設計使捕集系統能夠適應不同采樣標準的要求,采用孔板流量計提高煙道氣采樣儀的計量精度,使用無(wú)電刷電機滿(mǎn)足采樣動(dòng)力要求、提高儀器使用壽命。采樣儀內置了煙氣成分分析,可以自動(dòng)采集煙道氣O2、CO、H2O等參數,并將其應用于煙道氣采樣過(guò)程中平均分子量的折算,保證了等動(dòng)力采樣的準確性,同時(shí)減少了現場(chǎng)采樣所攜帶設備的數量。煙道氣等速采樣儀的采樣流量范圍10~45 L/min,流量分辨率0.1 L/min,流量準確度±2.5%。該指標與意大利TECORA公司的等速采樣儀性能指標持平,處國際領(lǐng)先水平。
優(yōu)控污染物大氣采樣器在TSP采樣儀的基礎上增加氣溶膠捕集功能,減小TSP捕集部分的體積,增加儀器的氣密性和穩定性;設計模塊化的部件結構,提高儀器的可操作性和可維護性;設計數據管理和計量系統,采用軟件管理的模式。該儀器采用高精度微壓差傳感器和流量傳感器,計量準確可靠,符合USEPA TO-9(顆粒物/氣體)的方法要求;電子流量控制,自動(dòng)測量并記錄流速、采樣量、大氣溫度和壓力、濾膜壓降;工作溫度范圍-10~+ 40°C。優(yōu)控污染物大氣采樣器最大空載流速可達1200 l/min、真空度達到20KPa,該設備較意大利TECORA 和美國Thermo的大氣采樣最大流速提高1倍。
煙道氣等動(dòng)力采樣儀和優(yōu)控污染物大氣采樣儀相關(guān)技術(shù)相關(guān)技術(shù)已轉讓給了青島嶗山電子儀器總廠(chǎng)有限公司進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化,產(chǎn)品分別命名為WJ-80污染源有機物采樣器(圖1)和KC-301型二惡英大氣采樣器(圖2)。該產(chǎn)品外觀(guān)與性能指標如下圖。
圖1.WJ-80污染源有機物采樣器
圖2. KC-301型二惡英大氣采樣器
2. 優(yōu)控污染物監測關(guān)鍵方法與質(zhì)控產(chǎn)品
建立40多種持久性有機污染物(POPs)同步進(jìn)行前處理和檢測的同位素稀釋質(zhì)譜定量新方法,解決了濃度范圍跨越四個(gè)數量級的不同目標物同時(shí)高通量準確定值的技術(shù)難題;研制了滿(mǎn)足36種有機氯農藥和多氯聯(lián)苯等POPs監測的國家一級標準物質(zhì),填補國內空白。
標準物質(zhì)是定量分析的物質(zhì)基礎,在量值溯源中具有不可替代的作用,同時(shí)其生產(chǎn)又具有較高的技術(shù)難度和門(mén)檻,尤其是用于痕量分析的環(huán)境標準物質(zhì)(質(zhì)控產(chǎn)品)研制技術(shù)難度最大。國外標準物質(zhì)價(jià)格畸高(NIST的售價(jià)五千到2萬(wàn)),研制一批履行斯德哥爾摩公約開(kāi)展持久性有機污染物(POPs)監測急需的環(huán)境中POPs監測質(zhì)控產(chǎn)品,已成為我國環(huán)境保護的迫切需求。
針對多氯聯(lián)苯、有機氯農藥等監測的質(zhì)控要求,建立了40多種持久性有機污染物(POPs)同位素稀釋質(zhì)譜定量新方法,解決了復雜樣品高通量痕量分析難以準確定量的難題,研制了底棲動(dòng)物的環(huán)境標準物質(zhì),即貽貝中有機氯農藥和多氯聯(lián)苯國家一級標準物質(zhì)(GBW10069)。國家一級標準物質(zhì)具有唯一性、溯源性等特點(diǎn),國內僅有一種,代表了該領(lǐng)域國家的最高水平。該標準物質(zhì)采用的定值測量方法是目前世界上最權威、最準確的同位素稀釋高分辨質(zhì)譜聯(lián)用法。該標準物質(zhì)還具有定值目標物種類(lèi)多(36種)、濃度跨度大、不確定度較?。s10%)等特點(diǎn),成果達到國際領(lǐng)先水平。GBW10069被用于環(huán)境監測、食品安全等領(lǐng)域污染物分析方法的建立、可靠性評價(jià)、測量質(zhì)量控制、給材料賦值等。圖3.為在售標準物質(zhì)GBW10069實(shí)物圖。
圖3. 貽貝中有機氯農藥和多氯聯(lián)苯國家一級標準物質(zhì)(GBW10069)
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污水處理工程團隊
團隊主要研究方向:主要從事工業(yè)催化和廢水治理技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究工作。工業(yè)廢水處理新方法、新工藝研究主要包括濕式催化氧化技...
團隊信息
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課題組名稱(chēng):污水處理工程團隊
課題組網(wǎng)址:http://www.water.dicp.ac.cn/
負責人:孫承林
工作單位:大連化學(xué)物理研究所
學(xué)科領(lǐng)域:環(huán)保減排
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課題組院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:楊 旭
辦公電話(huà):0411-84379326
手 機:
E-mail:yangxu@dicp.ac.cn
科技處院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:張 晨
辦公電話(huà):0411-84379769
手 機:
E-mail:chenzhang@dicp.ac.cn
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團隊介紹
團隊主要研究方向:主要從事工業(yè)催化和廢水治理技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究工作。工業(yè)廢水處理新方法、新工藝研究主要包括濕式催化氧化技術(shù)(CWAO)、電多相催化氧化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)、生物氧化技術(shù)以及改性淀粉絮凝劑制備等。
典型轉移轉化項目案例
1.催化濕式氧化處理高濃度難降解有機工業(yè)廢水
催化濕式氧化(Catalytic Wet Air Oxidation,簡(jiǎn)稱(chēng)CWAO)法是在濕式氧化(簡(jiǎn)稱(chēng)WAO)法基礎上于上世紀八十年代中期發(fā)展起來(lái)的一種治理高濃度有機廢水的先進(jìn)環(huán)保技術(shù)。是在一定的溫度(200-280 °C)、壓力(4-7 MPa)和催化劑的作用下,經(jīng)空氣氧化,使污水中的有機物及氨分別氧化分解成二氧化碳、水及氮氣等無(wú)害物質(zhì),達到凈化的目的。CWAO適用于治理焦化、染料、農藥、印染、石化、皮革等工業(yè)中含高化學(xué)需氧量(CODCr)或含生化法不能降解的化合物(如氨氮、多環(huán)芳烴、致癌物質(zhì)BAP等)的各種工業(yè)有機廢水,具有凈化效率高、流程簡(jiǎn)單、占地面積小等特點(diǎn),具有廣泛的工業(yè)應用前景。
獲獎證書(shū) 車(chē)載化中試裝置 CWAO處理高濃度有機廢水工業(yè)化裝置
大連化物所在上世紀八十年代末即開(kāi)展CWAO處理高濃度有機廢水技術(shù)的研究,2007年7月和2013年1月,由大連化物所提供催化劑和工藝技術(shù)建成的CWAO處理高濃度難降解有機工業(yè)廢水裝置先后在深圳市危險廢物處理站有限公司 (處理規模:0.8萬(wàn)噸/年) 和萬(wàn)華化學(xué)集團股份有限公司(處理規模:1.6萬(wàn)噸/年)開(kāi)車(chē)成功。萬(wàn)華化學(xué)集團股份有限公司CWAO裝置已連續穩定運行兩年多,針對萬(wàn)華化學(xué)多種高濃度難降解有機廢水CODCr去除率均達90%以上。2015年5月,天津北方食品有限公司CWAO裝置(處理規模:3萬(wàn)噸/年)的成功運行是繼深圳市危險廢物處理站有限公司和萬(wàn)華化學(xué)集團股份有限公司CWAO處理高濃度難降解有機工業(yè)廢水裝置取得的又一重大突破。
2009年2月,“處理高濃度有機廢水濕式催化氧化技術(shù)”被中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )確認為2009年國家重點(diǎn)環(huán)境保護實(shí)用技術(shù)。
2.油田含油污水處理與回用
隨著(zhù)三采規模的擴大,及各種強化增產(chǎn)措施和化學(xué)驅油劑的應用,給采出液含油污水的處理帶來(lái)了越來(lái)越多的困難。污水配制聚合物注入是一條解決此問(wèn)題的一種有效途徑,可以節能降耗,節約用水,防治污染,改善水驅程度,進(jìn)一步提高地下剩余油的采收率。該項目中試試驗于2003年5月在完成,2004年日處理量1000噸的污水回用處理裝置在大港油田現場(chǎng)投入使用后,經(jīng)驗收達到回注標準,處理每噸污水費用僅1.08元,與清水配注聚合物相比每噸水節省費用7.5元。2007年12月,日處理量5000噸的污水回用處理裝置,在大港油田現場(chǎng)投入使用。
遼河油田超稠油廢水處理:該項目日處理廢水2500噸,經(jīng)過(guò)處理后的水質(zhì)達到國家二級排放標準,其中含油量
已成功承擔七項含油污水處理工程。
注聚污水回用處理裝置 稠油廢水處理工業(yè)化裝置
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快速分析與檢測團隊
快速分離與檢測創(chuàng )新團隊面向國家安全、生態(tài)環(huán)境和生命健康對分析科學(xué)的迫切需求,發(fā)展用于現場(chǎng)快速分離、檢測的高端過(guò)程分析儀...
團隊信息
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課題組名稱(chēng):快速分離與檢測創(chuàng )新團隊
課題組網(wǎng)址:http://rsd.dicp.ac.cn/
負責人:李海洋
工作單位:大連化學(xué)物理研究所
學(xué)科領(lǐng)域:儀器分析
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課題組院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:侯可勇
辦公電話(huà):0411-84379510
手 機:
E-mail:houky@dicp.ac.cn
科技處院地合作聯(lián)絡(luò )人員
姓 名:劉丹竹
辦公電話(huà):0411-84379178
手 機:
E-mail:liudz@dicp.ac.cn
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團隊介紹
快速分離與檢測創(chuàng )新團隊面向國家安全、生態(tài)環(huán)境和生命健康對分析科學(xué)的迫切需求,發(fā)展用于現場(chǎng)快速分離、檢測的高端過(guò)程分析儀器和在線(xiàn)監測技術(shù)。在國家安全快速檢測方面研制了非放射性的離子遷移譜用于爆炸物和毒品分析;實(shí)現了暴恐中經(jīng)常使用的黑火藥、無(wú)機炸藥以及TATP的快速檢測;將非放射性遷移譜實(shí)現了產(chǎn)業(yè)化,年銷(xiāo)售達到500臺次,性能優(yōu)于國外產(chǎn)品,完全實(shí)現了進(jìn)口產(chǎn)品的替代。針對環(huán)境污染物在線(xiàn)檢測的需求,發(fā)展了便攜式的在線(xiàn)飛行時(shí)間質(zhì)譜,該便攜式質(zhì)譜將真空紫外燈軟電離源與膜進(jìn)樣快速樣品富集技術(shù)結合,儀器已用于大氣、水中VOCs以及催化反應產(chǎn)物現場(chǎng)、實(shí)時(shí)分析。在醫療健康領(lǐng)域,發(fā)展手術(shù)中丙泊酚麻醉劑的呼吸氣中含量實(shí)時(shí)檢測技術(shù),根據病人個(gè)體差異,實(shí)現術(shù)中病人精確麻醉。
團隊主要研究方向:(1)在線(xiàn)分析離子遷移譜技術(shù)研究;(2)在線(xiàn)分析微型化質(zhì)譜研制;(3)離子遷移譜-質(zhì)譜連用技術(shù);(4)高分辨飛行時(shí)間質(zhì)譜研制;(5)儀器在線(xiàn)監測應用研究(環(huán)境、安全、醫療以及工業(yè)在線(xiàn)領(lǐng)域)
典型轉移轉化項目案例
1.環(huán)境有機污染物在線(xiàn)檢測質(zhì)譜
垃圾焚燒過(guò)程產(chǎn)生的二噁英等有機污染物對環(huán)境污染極其嚴重。對焚燒過(guò)程中二噁英前驅物多環(huán)芳烴類(lèi)物質(zhì)以及揮發(fā)性有機物(VOCs)的實(shí)時(shí)監測,有助于研究二噁英的形成機理和二噁英的產(chǎn)生及其其對環(huán)境的影響過(guò)程。
課題組研制的用于垃圾焚燒過(guò)程二噁英前驅物實(shí)時(shí)監測的在線(xiàn)質(zhì)譜儀如圖1(專(zhuān)利號:200610011793.2,200810013526.8,200810013525.3)。儀器采用VUV光軟電離源,譜圖簡(jiǎn)單,定量準確;飛行時(shí)間質(zhì)譜儀作為質(zhì)量分析器,有微秒級的快速響應速度,一次掃描即可得到全譜,特別適用于環(huán)境樣品的實(shí)時(shí)、在線(xiàn)分析。
該在線(xiàn)質(zhì)譜儀分辨率達到3000,質(zhì)量數范圍1-500,對垃圾焚燒煙氣中的萘、芴、聯(lián)苯、三氯苯、三氯酚、菲、芘等樣品以及美國環(huán)保局EPA標準的TO-14和TO-15/17標準氣均可以實(shí)現高靈敏檢測。該在線(xiàn)質(zhì)譜儀從樣品富集、解析以及樣品質(zhì)譜分析、數據報告等步驟均已實(shí)現全檢測過(guò)程自動(dòng)化運行,儀器放置于監測地點(diǎn)后可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行儀器運行情況監控,數據可以無(wú)線(xiàn)傳輸到終端監控臺。
該儀器已經(jīng)成功示范運行于北京某垃圾焚燒廠(chǎng)三個(gè)月,實(shí)現了氯苯、氯酚、多環(huán)芳烴等二噁英前生體的監測如圖1,24 min分析時(shí)間對典型氯苯、氯酚的檢測靈敏度可以達到10 ppt。
圖1 環(huán)境有機污染物在線(xiàn)檢測質(zhì)譜以及典型的二噁英焚燒煙氣中的質(zhì)譜圖
2.全封閉組合電器中六氟化硫絕緣氣體電氣故障在線(xiàn)診斷儀
六氟化硫電流互感器和組合電器(GIS)安全運行對整個(gè)電力系統的穩定至關(guān)重要。六氟化硫GIS的電氣故障特征是在絕緣完全擊穿或閃絡(luò )前產(chǎn)生局部放電,放電故障與SF6氣體分解物的種類(lèi)和含量息息相關(guān)。本課題組研制了基于便攜式飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)的SF6分解物在線(xiàn)分析儀,通過(guò)對GIS中SF6氣體典型分解物的現場(chǎng)在線(xiàn)檢測,快速診斷SF6電氣設備內部存在的故障情況,實(shí)現無(wú)需設備停電、及時(shí)跟蹤設備內部故障發(fā)展狀況。
SF6由于放電產(chǎn)生的分解物濃度較低,而且由于SF6自身的滅弧效應對于電子具有淬滅效應,因此在SF6本底下放電分解產(chǎn)物的檢出靈敏度大大下降,本儀器使用冷電子電離源,利用射頻場(chǎng)加速電子,通過(guò)磁場(chǎng)調制電子路徑提高SF6本底下痕量分解產(chǎn)物的靈敏度。研制的在線(xiàn)質(zhì)譜尺寸40×35×30 cm,重量:30 kg,分辨率優(yōu)于1000。樣品分析時(shí)間30 s,對SOF2和SO2等典型的故障分解物檢測靈敏度達到1 μL/L,儀器檢測指標優(yōu)于IEC60480對氣體分解產(chǎn)物的總量(
圖2 全封閉組合電器電氣故障在線(xiàn)診斷儀以及SF6放電產(chǎn)物在線(xiàn)檢測譜圖
3.離子遷移譜技術(shù)
離子遷移譜技術(shù)主要是通過(guò)氣態(tài)離子的遷移率來(lái)表征各種不同的化學(xué)物質(zhì),以實(shí)現對各種物質(zhì)分離檢測的目的。因此,離子遷移譜在出現的初期還被稱(chēng)氣相電泳和等離子體色譜。該技術(shù)特別適合于一些揮發(fā)性有機物的痕量探測,如化學(xué)戰劑、毒品、爆炸物和大氣污染物等?,F在,該技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于公安偵察、公共場(chǎng)所(如機場(chǎng)、火車(chē)站、海關(guān))安檢、反恐、緝毒、國防、環(huán)境檢測、工業(yè)生產(chǎn)中有害氣體監測等。
本課題擁有涵蓋各個(gè)學(xué)科優(yōu)勢的研發(fā)團隊,通過(guò)多年的實(shí)驗研究,我們開(kāi)發(fā)了多種樣品電離技術(shù)和進(jìn)樣方式,研制出了具有自主知識產(chǎn)權的離子遷移管、離子門(mén)、微電流放大器、數據采集系統、自動(dòng)控制系統以及分析軟件。目前該產(chǎn)品系列已經(jīng)投入到地鐵、機場(chǎng)、公安、法院等場(chǎng)所的安檢。
圖3 臺式、便攜式炸探儀器及在現場(chǎng)的應用實(shí)例
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