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助力美麗江蘇建設(shè),打通科技成果向新質(zhì)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化“最后一公里”

發(fā)布時(shí)間: 2025-01-15
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科技創(chuàng)新為生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供了強(qiáng)有力的推動(dòng)力量,為了打通科技成果向新質(zhì)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化“最后一公里”,2021年起,江蘇省財(cái)政廳會(huì)同省生態(tài)環(huán)境廳設(shè)立省級(jí)生態(tài)環(huán)境成果轉(zhuǎn)化與推廣類科研項(xiàng)目,鼓勵(lì)企業(yè)牽頭申報(bào),對(duì)能夠解決制約江蘇生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)瓶頸問(wèn)題、推廣應(yīng)用前景好的項(xiàng)目給予最高300萬(wàn)元的財(cái)政補(bǔ)助,截至目前已累計(jì)支持22個(gè)項(xiàng)目,下達(dá)補(bǔ)助資金3860萬(wàn)元,帶動(dòng)企業(yè)和高校、科研院所配套投入研究經(jīng)費(fèi)7030萬(wàn)元。


藻類分析,精度更準(zhǔn)效率更高


藻類常被作為水環(huán)境監(jiān)測(cè)的指示生物,一直是影響太湖水環(huán)境健康的重要制約因素。自2021年起,太湖的水文、氣象條件總體上有利于藍(lán)藻生長(zhǎng),這給太湖安全度夏造成了較大壓力,也對(duì)藍(lán)藻水華(淡水水體中某些藍(lán)藻類過(guò)度生長(zhǎng)所產(chǎn)生的現(xiàn)象)監(jiān)測(cè)預(yù)警工作提出了更高的要求。

2022年,江蘇省無(wú)錫環(huán)境監(jiān)測(cè)中心聯(lián)合江蘇宏眾百德生物科技有限公司申報(bào)了“藻類人工智能分析儀的轉(zhuǎn)化與推廣”項(xiàng)目,獲補(bǔ)財(cái)政資金100萬(wàn)元,配套投入經(jīng)費(fèi)175萬(wàn)元。

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“傳統(tǒng)顯微鏡鏡檢法存在速度慢、誤差大、質(zhì)控難的缺點(diǎn),藻類人工智能分析儀,集成了樣品掃描、信息全數(shù)字化、物種鑒定、計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)、群落分析和評(píng)價(jià)等多種功能,可以實(shí)現(xiàn)常見(jiàn)藻類130多個(gè)屬種的識(shí)別與分析?!痹擁?xiàng)目負(fù)責(zé)人、無(wú)錫環(huán)境監(jiān)測(cè)中心生態(tài)室副主任朱冰川介紹該分析儀的優(yōu)勢(shì)。一是速度更快,可在5分鐘之內(nèi)完成一個(gè)人工需要2—3個(gè)小時(shí)才能完成的樣本分析,并自動(dòng)輸出常用表征參數(shù)和統(tǒng)計(jì)結(jié)果。二是掃描更全。傳統(tǒng)方法是用相機(jī)對(duì)樣本逐個(gè)視野拍攝,只能獲取部分信息,這套設(shè)備創(chuàng)新采用高速電動(dòng)掃描平臺(tái),能快速獲取整個(gè)樣本的全部電子圖片,實(shí)現(xiàn)樣本信息的完全數(shù)字化。三是保存更優(yōu)。數(shù)據(jù)報(bào)表一鍵生成,全部實(shí)現(xiàn)了電子化,不僅極大地提高了工作效率,同時(shí)也大大減少了數(shù)據(jù)分析的錯(cuò)誤率。

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在水中檢測(cè)。

目前對(duì)藻類人工智能分析儀進(jìn)行了迭代升級(jí),已開發(fā)出四代五款產(chǎn)品,完成超59萬(wàn)余張?jiān)孱愋螒B(tài)學(xué)圖片及100種藻種DNA數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建,形成了太湖流域業(yè)務(wù)化運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè),在太湖、滆湖、石臼湖、駱馬湖、高郵湖、洪澤湖等省內(nèi)重點(diǎn)湖庫(kù)的水生態(tài)監(jiān)測(cè)工作中發(fā)揮重要作用。據(jù)了解,該儀器已量產(chǎn)化,在60多家單位開展了應(yīng)用工作。2021年以來(lái),已完成2000萬(wàn)元的銷售業(yè)績(jī)。

此外,基于生態(tài)絮凝材料的藍(lán)藻綠色調(diào)理脫水及資源化成套技術(shù)裝備轉(zhuǎn)化與推廣項(xiàng)目,研制了高效低成本、適宜藻泥資源化的新型生物絮凝材料;太湖藍(lán)藻泥制備生物質(zhì)活性炭的關(guān)鍵技術(shù)轉(zhuǎn)化與推廣項(xiàng)目,研制了新型生物質(zhì)藍(lán)藻活性炭,可實(shí)現(xiàn)藻泥綠色化、生態(tài)化利用……一系列創(chuàng)新技術(shù)和方法不僅提升了藻類治理的效果,還降低了治理成本,提高了治理效率,為藻類治理的持續(xù)優(yōu)化提供了有力支撐。


生物監(jiān)測(cè),自動(dòng)化收集和分析環(huán)境DNA


水生生物是河湖生態(tài)系統(tǒng)的引擎。環(huán)境DNA技術(shù)可以對(duì)生物進(jìn)行有效追蹤和連續(xù)監(jiān)測(cè)。為有效提升生物多樣性觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化、數(shù)字化和智慧化水平,南京大學(xué)聯(lián)合南京易基諾環(huán)??萍加邢薰旧陥?bào)了“環(huán)境DNA在線自動(dòng)采集儀和智慧分析系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化與推廣”項(xiàng)目。此項(xiàng)目由江蘇省生態(tài)環(huán)境廳資助,獲補(bǔ)財(cái)政資金300萬(wàn)元,配套投入經(jīng)費(fèi)300萬(wàn)元。

據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、南京大學(xué)教授張效偉介紹,環(huán)境DNA在線自動(dòng)采集儀,可以通過(guò)自動(dòng)連續(xù)采集野外環(huán)境水樣,收集生物DNA。這些DNA來(lái)自各類生物,比如魚類、鳥類、浮游植物、底棲動(dòng)物等。而智慧分析系統(tǒng),更像一個(gè)“超級(jí)大腦”,可實(shí)現(xiàn)環(huán)境DNA實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化檢測(cè)與智能化分析診斷,高效獲悉環(huán)境中生物多樣性種類和數(shù)量、水生態(tài)健康狀況等信息。從根源上解決傳統(tǒng)檢測(cè)方式步驟繁瑣、依賴專家、準(zhǔn)確性差等問(wèn)題,真正實(shí)現(xiàn)“高分辨率水生態(tài)的精準(zhǔn)感知”“一瓢水識(shí)一池魚”。

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通過(guò)收集和分析痕量的生物DNA,能夠快速了解當(dāng)?shù)氐奈锓N類群、食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)、生物種群變化,以及判斷瀕危物種、外來(lái)入侵物種的存在等,以便更好地制定生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)策略,比如在哪里建保護(hù)區(qū),如何管理漁業(yè)資源等。

“這個(gè)系統(tǒng)就像給了我們一雙超級(jí)眼睛?!睆埿ソ淌谡f(shuō)。通過(guò)環(huán)境DNA水生態(tài)智慧分析系統(tǒng)開發(fā),集成了常見(jiàn)中國(guó)本土物種DNA條形碼數(shù)據(jù),包括浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物、魚類等累計(jì)1000余種。目前,環(huán)境DNA在線采樣儀和智慧分析系統(tǒng)已在江蘇、安徽、廣西、浙江、河北、四川、云南等省份的河流、湖泊和濕地生態(tài)系統(tǒng)開展應(yīng)用示范,推廣安裝約30臺(tái)(套),技術(shù)應(yīng)用于長(zhǎng)江干流、太湖、白洋淀、滆湖等重要湖泊的生物多樣性監(jiān)測(cè)。

此外,水質(zhì)指紋污染溯源儀及移動(dòng)溯源實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化與推廣項(xiàng)目研發(fā)移動(dòng)式水質(zhì)指紋污染溯源儀,可應(yīng)用于“飲用水源地污染綜合預(yù)警及安全保障”“城市河流斷面達(dá)標(biāo)溯源排查”以及“突發(fā)水污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)”等多個(gè)場(chǎng)景;陸基高光譜近感監(jiān)測(cè)技術(shù)轉(zhuǎn)化與推廣項(xiàng)目研發(fā)水生態(tài)環(huán)境高光譜近感儀,可實(shí)現(xiàn)懸浮物、葉綠素a、總氮、總磷和高錳酸鹽指數(shù)等5個(gè)水質(zhì)參數(shù)的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)……這些技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,顯著提升了我國(guó)在水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的能力和水平,為打造更清潔、更健康的水環(huán)境奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),促進(jìn)了水生態(tài)系統(tǒng)中生物群落的穩(wěn)定和繁榮。


農(nóng)污治理,實(shí)現(xiàn)低碳生態(tài)資源化利用


近年來(lái),隨著農(nóng)村人居環(huán)境的改善、宜居宜業(yè)和美鄉(xiāng)村的建設(shè),各地在農(nóng)村生活污水治理方面探索出多種模式。針對(duì)常規(guī)農(nóng)村生活污水治理模式在水網(wǎng)密集區(qū)、丘陵區(qū)等地村莊難以應(yīng)用的問(wèn)題,東南大學(xué)聯(lián)合華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司、登高環(huán)??萍加邢薰境袚?dān)并實(shí)施了2022年度省級(jí)生態(tài)環(huán)境科研成果轉(zhuǎn)化與推廣項(xiàng)目“水網(wǎng)/丘陵區(qū)農(nóng)村生活污水低碳分質(zhì)治理技術(shù)轉(zhuǎn)化與推廣”,項(xiàng)目獲省補(bǔ)財(cái)政資金260萬(wàn)元,項(xiàng)目同步投入配套經(jīng)費(fèi)300萬(wàn)元。

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朱教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)勘察現(xiàn)場(chǎng),確定處理裝置安裝位置。

該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院朱光燦教授介紹,農(nóng)村生活污水具有資源屬性,但傳統(tǒng)的治理方式是將其作為污染物進(jìn)行處理,普遍存在污水收集效率較低、處理設(shè)施建設(shè)及運(yùn)維成本高等問(wèn)題,處理過(guò)程中也消耗了大量能源,這種高投入、以“能源去除資源”的方式是不可持續(xù)的。該項(xiàng)目構(gòu)建了基于黑灰分離的農(nóng)村生活污水低碳分質(zhì)治理模式,提出了分類收集、分質(zhì)處理和資源化利用方案,將來(lái)自馬桶的黑水進(jìn)行無(wú)害化處理和資源化利用,作為灰水的其他污水,通過(guò)生物或生態(tài)處理后用于灌溉或達(dá)標(biāo)排放。

“項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)的目標(biāo)產(chǎn)品與裝備,包括少水型馬桶、高效發(fā)酵菌劑、拔風(fēng)充氧滴濾池、無(wú)動(dòng)力灰水凈化槽和模塊化人工濕地?!敝旃鉅N舉例,其中少水型馬桶每次用水量不高于兩升,無(wú)需重新開挖鋪設(shè)管道,降低了戶廁改造成本;高效發(fā)酵菌劑活菌數(shù)高,抗沖擊負(fù)荷及適應(yīng)溫度變化能力強(qiáng),可有效滅活病原微生物,并轉(zhuǎn)化黑水中有機(jī)物,獲得的高濃度液態(tài)肥可直接施用于農(nóng)田,利用安全。全部設(shè)施可無(wú)動(dòng)力運(yùn)行,運(yùn)維管理簡(jiǎn)便。

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示范項(xiàng)目安裝的戶用黑水與灰水資源化處理設(shè)施。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)分別選擇丘陵高地、丘陵圩區(qū)、水網(wǎng)區(qū)三個(gè)不同區(qū)塊,在溧陽(yáng)上興鎮(zhèn)草塘村和陳塘圩村、姜堰區(qū)顧高鎮(zhèn)申俞村、射陽(yáng)縣興橋鎮(zhèn)安南村和躍中村等地開展示范應(yīng)用,覆蓋戶數(shù)超150戶,總體建設(shè)成本僅為傳統(tǒng)治理模式的20%~50%。示范項(xiàng)目運(yùn)行后,明顯提升了村莊環(huán)境,獲得村民積極支持?;陧?xiàng)目成果,項(xiàng)目組編制了江蘇省《農(nóng)村生活污水資源化利用技術(shù)指南》,推動(dòng)了全省以資源化利用為導(dǎo)向的農(nóng)村生活污水低碳生態(tài)治理。

此外,地形高契合低碳生態(tài)農(nóng)村污水精準(zhǔn)處理技術(shù)轉(zhuǎn)化與推廣項(xiàng)目研發(fā)“家電式”就地就近污水處理技術(shù)及模式,實(shí)現(xiàn)氮磷資源回收利用和水資源回用,降低了農(nóng)戶污水治理的戶均成本;農(nóng)村污水低碳生態(tài)治理技術(shù)轉(zhuǎn)化與推廣項(xiàng)目研發(fā)一體化微動(dòng)力污水凈化技術(shù),有效降低占地面積,在揚(yáng)州、常州得到應(yīng)用……這些創(chuàng)新的農(nóng)村污水處理技術(shù)及模式,為農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的改善和可持續(xù)發(fā)展提供支持,有力推動(dòng)了美麗鄉(xiāng)村建設(shè)。

下一步,江蘇省財(cái)政廳將會(huì)同省生態(tài)環(huán)境廳持續(xù)圍繞全省污染防治攻堅(jiān)的重點(diǎn)任務(wù),支持一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、技術(shù)成熟度高的成果轉(zhuǎn)化與推廣類科研項(xiàng)目,助力美麗江蘇建設(shè)。

(交匯點(diǎn))


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