科技創新 環保衛士

劉丹

近年來，隨著我國經濟的快速發展，重金屬行業進入高速發展期。由于在開采、冶煉、加工過程中，造成不少重金屬如鉛、汞，鎘、鈷、砷等進入大氣、水體和土壤中，并在環境中長期積累，污染事件時有發生，導致部分地區生態環境呈現惡化趨勢。為促進我國重金屬污染物檢測能力全面提升，推動環境監測技術和環境科學研究等前沿領域的發展，韓占恒負責的研發團隊承擔了煙氣/大氣汞在線監測系統研制與產業化課題。該課題的創新科研成果為國家環保事業做出了巨大貢獻，并且產生了良好的經濟效益和社會效益。

團結一心，共創輝煌

韓占恒2007年畢業于天津大學精密儀器與光電子工程學院，畢業后工作于國家海洋技術中心（天津），從事海水營養鹽分析儀產品開發工作，后就職于北京雪迪龍科技股份有限公司，任研發中心結構室主任，擔任項目經理，先后負責開發產品包括移動式燃機尾氣在線監測系統、標準氣發生器、大氣汞在線監測系統等；負責或參與過國家重大儀器專項、北京市“十百千”重大專項、北京市科技計劃等課題，他還是昌平區英才獎獲得者。在國內核心期刊發表論文4篇，提交專利申請近40項，其中發明20項，授權近10項。

韓占恒的研發團隊共12人，全部為碩士以上學歷，博士學歷3人，涉及專業包括精密儀器儀表、分析化學、機械設計、電氣工程、軟件開發、工業設計等，且均在儀表行業工作3年以上，經驗豐富。項目組有公司工作40余年高級工程師為技術顧問，嚴格把控技術方案的可行性。

創新成果，良好效益

2012年，該科研團隊承擔了重大儀器專項《重點防控重金屬汞、鉻、鉛、鎘、砷便攜/車載/在線監測儀器開發與應用示范》之任務二《基于差分吸收光譜技術的大氣/煙氣汞在線監測關鍵設備研制與產業化》，目前已完成項目任務，開發出完全具有自主知識產權的以下產品：

1.煙氣汞在線監測系統，核心技術為多次反射長光程氣室與紫外差分吸收光譜技術，保證了儀器的低檢出限和強抗干擾性，檢出限可達0.05ug/m3，其他指標達到國際同類產品水平。該產品申請專利8項，其中發明4項，發表論文1篇。

2.大氣汞在線監測系統，核心技術為雙路富集解吸控制方法及長光程差分吸收光譜技術，系統檢出限為1ng/m3。該產品申請專利8項，其中發明4項，發表論文1篇。

3.汞標準氣發生器，核心技術為氣、液動態比例稀釋法發生標準氣體。該裝置可稀釋常規標準氣體，也可發生非常規標準氣體，如H2O，NH3，HF， HCl，HgCl2及元素汞標準氣。該產品申請專利4項，其中發明3項，發表論文1篇。

煙氣汞在線監測系統也已試用于電廠及垃圾焚燒廠廢氣監測，運行正常，足以滿足目前國家環保監測需求。汞在線監測技術及汞標準氣發生技術均為公司專有技術，圍繞該課題公司共申請專利20余項，發表論文3篇，并參與起草了固定污染源煙氣汞在線監測系統技術規范。

韓占恒提到，環境空氣氣態汞在線監測系統是利用汞富集解吸與冷原子吸收光譜法相結合測量的原理，對環境空氣中的重金屬氣態汞進行在線監測的一套設備。系統設計中兩大核心單元汞富集解吸器和汞分析儀在系統設計中起著至關重要的作用。汞富集解吸器中采用雙路富集管交替工作設計，有效縮短富集測量周期，也可比對兩個富集管的富集解吸效率；汞分析儀采用冷原子吸收法測量原理，差分長光程氣路結構設計，保證高靈敏度和強干擾性。系統標定采用內標法，即對汞分析儀傳感器進行零點和量程標定，并不是直接用納克級標氣對整個系統進行標定。通過實驗證明，該系統及標定方法能夠有效滿足實際環境空氣中氣態總汞濃度監測。從結構上看，該監測系統整體集成于19寸標準機柜，其中包括取樣頭、惰性取樣管線、預處理部件、汞富集解吸器、汞分析儀、樣氣取樣單元、測量氣供氣單元、PLC控制單元、工控機數據采集存儲單元等。取樣頭設計符合環境空氣質量自動監測技術規范要求；取樣管線采用惰性材料管，聚四氟乙烯管或PFA管；預處理部件包括除塵、除水等功能部件；汞富集解吸器用于定時定流量采樣富集、定時解吸、定時定流量載氣推入汞分析儀；汞分析儀用于測量通入氣體實時濃度，計算一定時間內被測氣體中汞總量；樣氣取樣單元由取樣泵、過濾器、除水器等組成，用于取樣及對樣氣進行預處理；測量氣供氣單元由取樣泵、除水器、過濾器、凈化器等組成，用于汞測量階段提供零氣；PLC控制單元用于采集系統部件的報警信號、操作按鍵的收發響應及汞濃度值數據采集傳輸等；工控機數據采集存儲單元用于顯示系統流程、數據、報表、數據存儲等。

該產品的成功開發，能夠有效打破該領域國外技術壟斷和價格壟斷，提高國產儀器設備的技術競爭力，降低國外產品價格。以煙氣汞在線監測系統為例，美國熱電單套設備價格為250萬人民幣，且每年運營維護費用為30～50萬人民幣，而公司開發系統價格為100萬人民幣左右，每年運營維護費在10萬元以內，價格相差達60%。基于未來幾年國家對汞在線監測系統需求，以每年100套計，公司每年可產生經濟效益1億元人民幣；圍繞該產品公司會建立整套產品生產線，新增加工作崗位10～20人，可創造更多的就業機會，產生良好的社會效益。