“十年磨一剑”研制“测霾神器” PM2.5可实现实时快速监测

本报讯（记者冯海波通讯员季轩）大气PM2.5污染问题一直是广东乃至全国关注的热点问题。实现大气PM2.5的来源解析、特别是快速源解析，是政府相关部门实施污染控制措施，制定相关政策法规的基础和前提。然而，常规的基于滤膜采集技术的PM2.5源解析方法存在耗时久、需要设备多、花费高等缺点，无法实时动态地反映污染源的变化情况,更难以满足重污染应急、重大活动空气保障等需要快速决策的应用需求。

暨南大学质谱仪器与大气环境研究所所长周振带领团队“十年磨一剑”，基于飞行时间质谱技术，开展了高性能单颗粒质谱仪器研发、污染源质谱指纹图谱库建立、实时颗粒分类与源判别算法等研究，为切实解决PM2.5实时快速源解析问题提供了关键技术支撑。项目成果“PM2.5在线源解析质谱监测系统”荣获广东省科技进步奖一等奖。被誉为“测霾神器”的这一成果，既是对国产高端科学仪器行业的良好促进，又为科学精准治霾提供了科学依据，有效节约国家大气污染防治成本，起到了高端分析仪器行业和环保产业的双重推动作用。

突破先进质谱仪“卡脖子”问题，全球首次实现PM2.5在线源解析

2004年，周振回国创业。当时，国内高端质谱仪器领域几乎完全依赖进口。他下定决心，要改变这一局面。最初团队只有4个人、100万元资金、1箱资料、1箱零件、50平方米的实验室。当时由于资金不足，每一个螺丝、螺母、仪器控制软件等都要自己做。用了4年，他们才做出了第一台实验样机。

其后，项目组相继攻克了空气动力学颗粒传输与束聚焦、颗粒物进样浓缩等关键技术，解决了“分钟级”超快速源解析以及极地超低浓度环境下的分析难题。独创专利性的脉冲技术，将单颗粒质谱的分辨率提升至同类仪器的3倍以上，突破了单颗粒质谱技术长期存在的分辨率低下瓶颈。而超高质谱动态范围的提升，为实现更精确的源解析应用提供了关键支持。具有完全自主知识产权的高性能在线单颗粒气溶胶质谱仪器，以及颗粒物污染源谱库建立的规范化工作，融合自适应共振神经网络算法、聚类算法、及主成分分析法等算法的新型实时网络算法，实现了基于在线分类与来源识别系统。

2013年，经过近10年的研究，周振及团队研发的PM2.5飞行时间在线源解析质谱监测系统终于推出市场，在全球首次实现PM2.5在线源解析。其后，团队对产品进行了三次升级，不断完善。该成果建立的PM2.5实时在线源解析的方法，与传统源解析方法速度相比提高了1000倍，费用则降低了90%。该项目打通了“基础研究-技术研究-成果转化-产业化”的全链条，建成全国最尖端质谱仪器生产线，已实现成果转化与商业化生产，累计销售额已达到3.722亿元，是单款国产质谱仪器累计销售额最多的产品，受到各方广泛关注，取得了良好的社会效益和经济效益。

“测霾神器”出口欧美，为多个活动提供空气质量保障

周振主持研发的PM2.5在线源解析质谱监测系统作为我国具有完整自主产权的批量生产的高端科学仪器，曾连续入选国家“十一五”、“十二五”重大科技成就展、入选国家鼓励发展的重大环保技术装备，被列为国家重点新产品。作为重要仪器设备直接参与十多次国家重大活动并提供大气空气质量保障，如南京亚青会、南京青奥会、抗战胜利70周年大阅兵、北京APEC峰会、广州亚运会等。目前该系统已在全国130多个城市得到应用，其中50个城市直接购买了仪器。在国内完全替代了国外同类产品，同时实现了中国高端质谱仪器首次出口欧美发达国家。

在科学研究方面，PM2.5在线源解析质谱监测系统于2017年作为唯一一台大型国产高端科学仪器参与北极、南极科考，是整个“雪龙号”科考船上唯一的价值超过100万的国产仪器。此外，该系统也在全国多个科研院所、检测机构的科学研究与应用工作中起到良好的应用效果。

近年来，课题组已发表研究论文30篇，其中SCI收录论文15篇；申请发明专利15项，获授权发明专利8项；获学会行业奖励6项，其中一等奖4项；培养了一批优秀人才，包括广东省特支计划科技创新青年拔尖人才3名、广州市珠江新星5名、博士研究生4名，硕士毕业生19名；项目组也入选了国家人才推进计划重点领域创新团队。项目成果在服务我国大气污染防治这一重大民生问题中作出了贡献，为各级地方政府提供了大量决策数据，为各级政府制定大气污染防治措施提供了强有力的支持；具有自主知识产权的高端质谱仪器的研发，对于国产高端科学仪器行业的发展也起到积极的促进作用。

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