【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】快速工業(yè)化與城市化進(jìn)程加劇了廢水排放問題，對(duì)城市排污口污染物進(jìn)行精準(zhǔn)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)已成為保護(hù)水生生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)技術(shù)憑借快速檢測(cè)、高靈敏度等顯著優(yōu)勢(shì)，在污染物快速檢測(cè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊應(yīng)用前景，但在長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中，仍受限于頻繁采樣的技術(shù)瓶頸。
本研究以游離氯(FC)為模型污染物，提出了基于SERS技術(shù)的城市污水排放口長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)創(chuàng)新方案：通過將柔性SERS探針與微型浮動(dòng)滾輪裝置集成(圖1)，成功開發(fā)出持續(xù)響應(yīng)型SERS傳感器。該傳感器檢測(cè)限低至 4.16 ppb，并能準(zhǔn)確定量實(shí)際水樣中的FC濃度，展現(xiàn)出高靈敏度和可靠性。在污水處理廠排放口進(jìn)行的長(zhǎng)期部署進(jìn)一步驗(yàn)證了其在實(shí)際環(huán)境條件下的監(jiān)測(cè)能力。這種創(chuàng)新的SERS傳感器為FC的長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)提供了一個(gè)簡(jiǎn)便的解決方案。通過設(shè)計(jì)靶向不同污染物的探針，該傳感器還能用于其它污染物的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。
研究成果以“Continuously Responsive Surface-Enhanced Raman Scattering Sensors for Long-Term On-Site Free Chlorine Monitoring in Aquatic Environments 進(jìn)展”為題，發(fā)表在環(huán)境領(lǐng)域TOP期刊Environmental Science & Technology上。碩士生陳紅和博士生吳鵬作為論文第一作者，中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所鐘鷺斌副研究員和鄭煜銘研究員為論文共同通訊作者。該研究工作得到了國(guó)家自然基金、廈門市自然基金、福建省科技計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。
圖1 持續(xù)響應(yīng)型SERS傳感器設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用示意圖
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