Integrated Reaction Flow Analyzer for Nitrogen and Phosphorus in Soil and Water
admin
2022-09-16
集成反应流动分析土壤及水体中氮磷测定仪
Integrated Reaction Flow Analyzer for Nitrogen and Phosphorus in Soil and Water
技术编号
HEN-025
提供单位
河南农业大学
技术大类
污染控制技术
联系人
胡建东
技术类型
水污染物控制技术
电话
13393706339
邮箱
jdhu@henau.edu.cn
适用范围
农业、环境、仪器仪表制造
推荐单位
河南省科学技术厅
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技术简要说明集成反应流动分析土壤及水体中的氮磷测定仪是解决土壤和水体氮磷污染自动测试及现场监测智能化,仪器参数可以灵活配置,极大地降低了操作人员的专业强度,实现了土壤及水体中氮磷污染样品测试自动化。直接服务于农业水质生态环境以及土壤污染修复等部门,实现了数据实时共享。可在农业管理部门、环境监测部分推广,提升农田有效防治能力和农业生态环境及农产品质量,同时提升生态环境管理信息化和现代化水平。
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技术提供方河南农业大学
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技术主要指标信息1、内置土壤污染判定国家标准; 2、可更换光程长,满足不同测试项目的精度; 3、灵活的参数配置界面 4、智能化操控管理
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商业应用情况0
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希望在技术转移过程中得到的帮助/支持
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商业应用单位联系人/电话/邮箱
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设备投资设备投资可以按照小规模和大规模生产来定,主要的生产和检测设备有:示波器 15000元,光谱仪 50000元,数字带FFT万用表 5000元,去离子水设备50000元,线号机 6000元,电洛铁热风枪2000元,小型实验室废液处理装置 20000元,高精度的电子天平25000元,合计173000元。如果考虑大规模生产,则有自动焊接机、故障诊断仪、电磁兼容性检测设备等,总投资可在50万左右。
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年运行维护费用本仪器的运行维护费用开支分两种,一种是实验室使用,费用可为:人员工资96000元(以一个人计算)、日常维护维修费8000元、消耗品、化学试剂费用20000元(依据测试的样品量来定)、水电费18000元(年)、设备折旧费6000元、修理费5000元、劳保用品3000元、管理费15600元,总计171600元。另一种是现场土壤及水体污染监测,测要包括动力供电工程费用,网络布线及维修费用等。
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投资回收期本项目仪器原理样机已经完成,还需要做中试生产和安全性评测及环保认证等,理论上当年投资,当年可以实验赢利。如:静态投资以2021年1月1日起为基准年,半年之内完成所有技术建设要素,2022年1月1日就可以回收投资及相当的赢利,回收期包括了因工程量误差而可能引起的造价增加。不包括以后年月因价格上涨等风险因素而增加的投资,以及因时间迁移而发生的投资利息支出。
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附加效益集成反应流动分析土壤和水体氮磷测定仪主要适用于农业氮磷面源污染监测,水体环境质量检测以及农业测土配方施肥等应用领域。以应用于测土配方施肥领域为例,目前为止,我国实施的测土施肥依然是大配方小调整分类指导,获得个性化服务的农户不足5%。我们曾对土壤养分空间分布进行过大量的数据统计分析,结果表明:不论村域、乡域或是县域,其养分变异系数平均都在30%以上,这预示着大配方分类指导施肥的有效成功概率不超过50%。一旦我们建立个性化测土施肥信息服务系统就能突破这一瓶颈,为精准农业和农业生态环境保护作出巨大的贡献。 附加效益以我们为例,其基本销售额的大小取决于基层农业技术体系建设的进度,按全国3.5万个乡镇,五年内配齐计算,每年需求7000台套,连同其他应用领域,年需求超过10000台套,如市场占有率1/4,则为2500台套以上。每混合台套平均按1万元、盈利20%计算,约可年盈利500万元。
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综合效益本项目成果为环境污染测试仪器,直接服务于农业生态环境污染监测,解决农田和水体污染监管现场监测问题,因此,本仪器可在农业土壤生态环境管理部门、工业企业污染排放、畜禽养殖水质污染控制以及城市污染水的监测部门推广,为实现农田有效防治、农业生态环境质量和农产品质量有效提升提供技术保障,提升生态环境管理信息化和现代化水平。以土壤面源污染监测为例,市场容量3000台套/年以上,目前进口设备的市价高达30~60万元/台,若实现该类装备国产代替,可节约经济价值数亿元。
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障碍对技术转移影响等级0
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提交日期2020/12/22
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技术成熟度集成反应流动分析土壤和水体氮磷测定仪包括了集成光电探测单元、流动分析样品量化与储液环,温控化学反应腔和全光谱吸光度技术等单元,且上述单元的设计已经完成且在示范点运行良好。申请了发明专利4项,技术上突破水质复杂背景下的吸光度信号采集与处理,解决了土壤和水体生物有效态污染现场快速测定的环境适应性问题。现场土壤和水体的示范点结果表明,仪器测试值与常规实验室测试值具有很高的相关性。并针对我国土壤和水体类型繁多、地区污染复杂的特点,完善了集成反应流动分析土壤和水体氮磷工艺路线、熟化了以下与仪器设备密切相关的以下几个方面:(1)集成反应流动分析管路系统;(2)集成流动反应土壤和水体氮磷样品定量化与传输;(3)土壤和水体氮磷样品连续微量进样系统;(4)数据传输及共享通讯实现方式设计;(5)集成流动分析土壤和水体氮磷测定仪模块化光电探测单元
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技术适用性与使用条件技术适用性:(1)河湖水质生物有效态氮磷含量分析 (2)农业灌溉水质生物有效态氮磷含量分析 (3)城市污水水质生物有效态氮磷含量分析 (4)养殖水质生物有效态氮磷含量分析 (5)农业面源污染生物有效态氮磷含量分析 (6)工业排放水质生物有效态氮磷监测 使用条件:内部内置有温度控制单元,适合于温度5度至40度环境下工作,操作系统灵活,可以使用不同的污染成分测试体系
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技术稳定性技术稳定性以湖北国家面源污染监测点的实验铵氮和硝氮为例:集成反应流动分析土壤和水体氮磷测定仪与湖北省农业科学院植保土肥研究所研究人员开展了对比实验,标准样品和平行校正样品由研究所人员进行配置,每个测试项目平行测定样品各两个,测试研究所留存样品铵态氮和硝态氮。测试铵态氮和硝态氮样品与吸光度值具有很好的相关性,测试平行校准样品铵态氮的回收率分别为0.97和1.04,硝态氮的回收率分别为0.98和0.99。与植保土肥研究所常规测试方法对比铵态氮和硝态氮实验的相关系数分别为0.9514和0.9961。集成反应流动分析仪器取样量示值误差设定提取水样品分别为1.0 mL,0.4mL和0.2mL,测试五次提取样品体积,计算最大误差分别为0.003,0.005和0.006,最大相对标准偏差为1.5%。
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技术安全性集成反应流动分析土壤和水体氮磷测定仪基于氮磷流动光电比色分析方法,待测样品和试剂的稳定化学反应均在化学反应腔中完成,形成一种近稳态土壤和水体中氮磷污染测定,其稳定性和灵敏度高,所需试剂部分具有偏酸偏碱性,需要专门收集测试后的废液,防止对环境发生二次污染。
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技术转移推广障碍0
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知识产权转让集成反应流动分析土壤和水体氮磷测定仪依托河南农业大学科学研究平台,测定仪来源于“国家十三五重点研发计划”土壤生物有效态氮磷原位提取及检测设备研发与标准研制(2017YFD0801204)。测试仪器具有自主知识产权,申请发明专利4项,获得软件著作权两项。 发明专利: [1] 一种土壤养分自动检测系统及检测方法 中国201810305532.4胡建东;马刘正;李振峰;杨亚涛;张浩;王顺;郭清乾;孙海峰 (授权) [2] 一种吸收光谱检测土壤养分自动混合系统 中国 201811317422.6 胡建东;马刘正;杨亚涛;李冬贤 [3] 一种液体混合腔 中国 201810305531.X 马刘正;胡建东;李振峰;杨亚涛;张浩;王顺;郭清乾;孙海峰 [4] 一种土壤生物有效态氮磷流路控制系统及其方法 中国 201911357326.9 胡建东;李冬贤;马刘正;宋得单;苏睿;张燕燕;李振峰 软件著作权: [1]软件名称:氮磷仪器主控单元嵌入式软件V1.0,著作权人:河南农业大学,登记号:2020SR121507 [2]软件名称:流动分析光电单元嵌入式软件V1.0,著作权人:河南农业大学,登记