1 成果简介我国水污染事故频发， 以有机污染为主。现有技术不能迅速确定污染类型，因此事故发生后无法迅速采取恰当的应对， 是产生重大经济和环境损失以及负面国际影响的主要原因。为维护水环境安全，保障人民生活和生产， 需要一种能迅速确定污染类型的、环境友好的水体有机污染预警技术。 水质指纹与水样唯一对应， 简称水纹。课题组从 2003 年开始从事水纹研究，在清华大学基础研究基金、教育部科技重点项目、教育部清华大学自主研究项目、国家十一五重大水专项等项目资助下， 掌握了上百种水纹，创新性开发出基于水纹比对的新型污染识别原理，并研发出有机污染溯源仪，填补了迅速确定污染类型的仪器的空白。该仪器由水纹采集仪、水纹比对软件和丰富的水纹数据库组成，可以识别数十种有机污染类型。仪器的特点如下：自动取样，自动测量，自动比对；数据库设计人性化，可以自动添加新指纹；数据自动保存；水纹采集仪性能稳定，使用、维护简便，当仪器光源老化时，自动提示更换等。上述优点表明该仪器既适合在线实时监测，也可以作为监测车和实验室的专用仪器。查新表明，国内外目前尚未发现有相似原理的仪器。 性能参数：灵敏度高，信噪比达到 250；完成一次溯源任务不足 15 分钟，测量时间短，重现性好；工作温度/湿度 15-350℃， 45-80%（不可有冷凝现象，350℃以上时湿度为 70%以下)；不加任何试剂，取样量少，不产生二次污染；连续 24 小时使用耗电仅数度，成本低。 图1 有机污染预警溯源仪2 应用说明2011 年 7 月至 2012 年 3 月，水质有机污染溯源预警仪在京杭运河江苏苏州段进行了为期 3 个月的实地连续测试运行， 仪器检测出数次水质异常，并及时进行了报警， 现场测试表明，该仪器能够灵敏、及时地监测到污染的发生和变化， 预警迅速，并能给污染类型的信息，对于快速确定有针对性的采取污染应对措施大有益处。 目前正在太湖水源地进行示范运行。 仪器经过了权威第三方的检测。3 效益分析由于目前国内外尚无同类产品，而污染预警和溯源的需求比较迫切，因此本仪器具有较大的推广空间。本仪器价格每台约 60 万元。而本仪器运行稳定、灵敏。总体上，仪器成本低，维护省，快速，无二次污染， 24 小时连续使用，运行费每月在 3000 元左右，具有明显的经济和技术优势。

化学化工与材料、生命科学类等研究与实践应用中，在对样品进行冻干处理时必须用到冰冻干燥仪，传统冰冻干燥仪由真空泵（油泵）、制冷压缩机（-55℃——-60℃）、保护瓶及样品室等主要部件组成。该设备的冻干原理是：通过油泵创造一个真空环境，加速冰冻生物样品（≤-20℃）中的水分子的升华；通过制冷压缩机将升华的水分子再次冷凝于-55℃——-60℃的冷阱中，以免与油泵中起密封作用的机油混合。近年来，该设备的改进主要仅是将样品冷冻单元并入，实现冷冻、干燥、参数控制一体化的原位制冷但成本高，不便小规模市场应用。 传统冰冻干燥仪的不足之处主要体现在以下5个方面：①能耗高，油泵运转、制冷机运转都高耗能；②使用繁琐，不便捷。机油需要定期更换；③污染严重，这种污染主要是油泵启动初期，大量油烟从排气口喷出，造成严重的污染；④不便移动，为了将油烟排到户外，通常要连接并固定一根长管到户外，导致移动不便；⑤噪音大、耗能高，自连续运转的油泵和短时停运的制冷机需耗能并产生大量噪音。 与传统冰冻干燥仪器相比，本实用新型具有低能耗、低噪音、无污染、便于移动、使用与维护简单、工作量低等优点，在处理不易受温度制约样品的小型干燥仪方面有一定的创新性、优越性与市场推广应用价值，有持续性的市场应用前景。目前在本单位内部实验室的实际应用中取得了良好效果。 图1.本项目自制的一体式冻干机

2008年度全世界67亿人口新发食管癌48.2万例，发病率为7.0/10万 。由于国民饮食习惯，生活水平，健康意识等多方面因素及食管的特殊生理功能，中国食管相关疾病一直呈现持续高发状态。我国是世界食管癌的高发地区，食管癌患者占世界的 50 ％，高发区发病率达32 ～48/ 10 万，每年死亡人数达23.8万人。其中，先天性食管闭锁、发育异常的发病率在新生儿中约为1/3000。胃食管返流症状人群发病率为8.97%，糜烂性食管炎的人群发病率1.92%，化学性烧伤导致的食管广泛性狭窄，食管息肉、瘘等。 据卫生部统计，全国每年需进行食管手术 的人群超过 2000万人 ，目前使用胃镜是诊治食管相关疾病首选方案。尤其对于早期诊断及治疗，内镜下粘膜剥离术由于创伤小，能完整剥离肿瘤，能保持食管结构和功能的完整性，术后病人生活质量高，更是治疗食管疾病的优选方案。但是，早期食管癌ESD术后引起的溃疡、出血及狭窄的现象依然无法解决。 该项目制备的小肠粘膜下层(small intestinal submucosa, SIS) 材料，是一种含生物活性因子的天然材料，可有效去除细胞成分，保留较多生物活性因子，有效降低免疫原性，降低炎性反应，提高材料的安全性和有效性，具有组织特异性再生的特点，可以有效解决食管癌ESD术后溃疡、出血及狭窄的问题。具有可持续性研发能力的开放体系，可根据临床需求，持续性研发形成系列产品。未来可扩展到所有肌性组织器官修复再生材料的开发（如尿道，膀胱，胆道、子宫等），最大限度满足医疗需求，具有更为广阔的商业市场前景。

本项目包括三大核心技术： 1、强制冷凝 VOCs 废气处理设备，创造性地将强制换热技术改造后应用于 VOCs 强制冷凝处理工艺中，针对高浓度有机废气，回收经冷凝的 VOCs 物质，同时回收废气中的温度生产热水。设备内表面均采用实验室自行研发的特殊拒油涂层处理，以防止有机物质对冷凝器的污染，提高冷凝装置稳定运行效率并降低设备维护成本。 2、开发的光催化氧化剂和附着技术 克服纳米光催化剂易团聚、易流失的弊端，开发出新型快速的光催化剂负载技术，能够大大推进光催化剂在废水、废气中的实际应用，负载材料廉价易得，加工方便，寿命长，具有巨大的比表面积，能够在吸附 VOCs 物质的同时，直接发生光催化反应，将 VOCs 物质完全矿化。 3、开发的高效苯吸收液及分层技术 采用特殊吸收液配方制备能够分层的高效苯吸收液，能够有效地 吸收废气中的苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物质，净化 VOCs 废气。吸收的 VOCs 物质能够静置分层，从而能够更快速地富集，方便下一步的回收分离，吸收液可以重复使用。 三大技术可以互相结合为工艺组合，在高浓度有机废气的净化与有价值物质的回收、油烟净化、企业 VOCs 治理等方面具有广阔地应用前景。已成功解决了河北省三家企业的 VOCs 处理与排放问题。

项目成果/简介:本项目包括三大核心技术： 1、强制冷凝 VOCs 废气处理设备，创造性地将强制换热技术改造后应用于 VOCs 强制冷凝处理工艺中，针对高浓度有机废气，回收经冷凝的 VOCs 物质，同时回收废气中的温度生产热水。设备内表面均采用实验室自行研发的特殊拒油涂层处理，以防止有机物质对冷凝器的污染，提高冷凝装置稳定运行效率并降低设备维护成本。 2、开发的光催化氧化剂和附着技术 克服纳米光催化剂易团聚、易流失的弊端，开发出新型快速的光催化剂负载技术，能够大大推进光催化剂在废水、废气中的实际应用，负载材料廉价易得，加工方便，寿命长，具有巨大的比表面积，能够在吸附 VOCs 物质的同时，直接发生光催化反应，将 VOCs 物质完全矿化。 3、开发的高效苯吸收液及分层技术 采用特殊吸收液配方制备能够分层的高效苯吸收液，能够有效地 吸收废气中的苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物质，净化 VOCs 废气。吸收的 VOCs 物质能够静置分层，从而能够更快速地富集，方便下一步的回收分离，吸收液可以重复使用。 三大技术可以互相结合为工艺组合，在高浓度有机废气的净化与有价值物质的回收、油烟净化、企业 VOCs 治理等方面具有广阔地应用前景。已成功解决了河北省三家企业的 VOCs 处理与排放问题。应用范围:VOCs 治理工况复杂、技术路线众多也决定了这一行业的发展特点：市场分散，需求多样化，企业要想把规模做大很困难。正因为市场分散，VOCs 治理行业要垄断也不容易，市场完全开放，各家企业凭借自身的技术、策略来获得竞争优势，这个市场在未来几年将以30%的速度增长。 VOCs 污染治理正在起步，有望撬动近 700 亿产值。目前，国内VOCs 污染平均治理成本约 500-600 万元，按每座工业园 5 家企业参 102与治理，省均 150 个工业园区，全国 20 个省保守估算，市场空间将达到 625~750 亿元。未来，随国内 VOCs 排放标准有望提高，VOCs治理投资有望进一步增加。 投资估计：投资 500 万元， 经济和社会效益：利润率 20-30%，经济效益显著，污染物减排效果显著。效益分析:自 2005 年企业进行 VOCs 产生全过程分析，积累了大量第一手资料， 2013 年于宏兵承担了环保部大气污染治理应急项目 VOCs 污染控制欲核算方法研究项目，对工业企业 VOCs 排放特征、排放量核算技术方法和 VOCs 处理技术绩效进行评估，建立了天津的 VOCs污染控制体系。在 VOCs 污染前端预防、后端治理技术研究中积累了丰富的经验。 南开大学清洁生产研究中心以南开大学科研平台为依托，自身拥有 XRD、同步热重分析仪、便携式气相色谱仪、液相色谱仪等大中型仪器共计 25 台，价值合计 300 余万元，拥有非常雄厚的技术力量支撑科研工作。

作为TFT液晶材料的“领军者”，偕二氟双环己烷的市场前景可想而知。目前，该材料技术由日本垄断，本项目新技术的出现将有望打破该格局，为本土TFT液晶材料研究和产业化作出贡献。本技术采用经济易得的工业原料4-丙基环己基酮和二氟氯乙酸（钠）为起点，以反式烯丙醇和二氟氯乙酸酯化，由Reformatsky-Claisen重排反应将偕二氟亚甲基重排到目标化合物结构中的所需位置，得到关键中间体γ、δ-不饱和酸；最终通过分子内烷基化反应完成闭环以及Barton-McCombie自由基去氧反应，完成了偕二氟双环己烷液晶材料（单体）的合成。

本项目包括三大核心技术：1、强制冷凝 VOCs 废气处理设备，创造性地将强制换热技术改造后应用于 VOCs 强制冷凝处理工艺中，针对高浓度有机废气，回收经冷凝的 VOCs 物质，同时回收废气中的温度生产热水。设备内表面均采用实验室自行研发的特殊拒油涂层处理，以防止有机物质对冷凝器的污染，提高冷凝装置稳定运行效率并降低设备维护成本。  2、开发的光催化氧化剂和附着技术克服纳米光催化剂易团聚、易流失的弊端，开发出新型快速的光催化剂负载技术，能够大大推进光催化剂在废水、废气中的实际应用，负载材料廉价易得，加工方便，寿命长，具有巨大的比表面积，能够在吸附VOCs物质的同时，直接发生光催化反应，将VOCs物质完全矿化。 3、开发的高效苯吸收液及分层技术采用特殊吸收液配方制备能够分层的高效苯吸收液，能够有效地吸收废气中的苯、甲苯、二甲苯等有毒有害物质，净化VOCs废气。吸收的VOCs物质能够静置分层，从而能够更快速地富集，方便下一步的回收分离，吸收液可以重复使用。 三大技术可以互相结合为工艺组合，在高浓度有机废气的净化与有价值物质的回收、油烟净化、企业VOCs治理等方面具有广阔地应用前景。已成功解决了河北省三家企业的VOCs处理与排放问题。 项目特色：自2005年企业进行VOCs产生全过程分析，积累了大量第一手资料， 2013年于宏兵承担了环保部大气污染治理应急项目VOCs污染控制欲核算方法研究项目，对工业企业VOCs排放特征、排放量核算技术方法和VOCs处理技术绩效进行评估，建立了天津的VOCs污染控制体系。在VOCs污染前端预防、后端治理技术研究中积累了丰富的经验。南开大学清洁生产研究中心以南开大学科研平台为依托，自身拥有XRD、同步热重分析仪、便携式气相色谱仪、液相色谱仪等大中型仪器共计25台，价值合计300余万元，拥有非常雄厚的技术力量支撑科研工作。 市场应用前景：VOCs治理工况复杂、技术路线众多也决定了这一行业的 发展特点：市场分散，需求多样化，企业要想把规模做大很困难。正因为市场分散，VOCs治理行业要垄断也不容易，市场完全开放，各家企业凭借自身的技术、策略来获得竞争优势，这个市场在未来几年将以30%的速度增长。VOCs 污染治理正在起步，有望撬动近700亿产值。目前，国内VOCs 污染平均治理成本约500-600万元，按每座工业园5家企业参与治理，省均150 个工业园区，全国20个省保守估算，市场空间将达到625~750亿元。未来，随国内VOCs 排放标准有望提高，VOCs治理投资有望进一步增加。投资估计：投资500万元， 经济和社会效益：利润率20-30%，经济效益显著，污染物减排效果显著。

(1) 课题组应用研发的便携式空气甲醛现场检测仪、VOCs快速自动检测仪 等在内的样机及相应实验室标准检测技术方法开展了典型功能房间的建筑室内 环境质量监测系统及现场检测校准技术研究，以及工程现场建筑室内空气质量 监测检测关键技术的实验室测试比对研究；结合完成的现场仪器测试实验平台, 进行了成果样机的基础技术参数的测试； (2) 建设了公共建筑室内环境质量公众平台，平台覆盖全国气候带、经济 带的十个典型城市的测试数据及统计分析，获得了公共建筑室内环境最新现状 及室内环境影响因素。同时公众平台面向普通大众用户，具有开放性、包容性, 为以后室内环境质量数据的丰富及相应调控策略提供了技术支持和数据支撑； (3) 采用数值分析的方法，结合在环境测试舱开展的建筑材料TVOC实验拟 合，得到TVOC释放衰减曲线，分析了办公建筑室内的TVOC浓度累积情况及预 通风后其浓度的衰减情况，得到不同工况下办公建筑最佳预通风时间，构建了室 内空气质量调控策略，开发软件一套； (4) 针对公共建筑能源监管的需求，研发完成了公共建筑能耗监测系统和 可再生能源监测系统，并进行了应用，建设完成了两个市级监测平台的研发建 设一一重庆市公共建筑能源监管平台和可再生能源建筑应用监管，出版专著一 部； (5) 集成能源监管平台的内容和特点，在室内空气质量评价数据库和监测 系统主要设备性能选择原则的基础上，研发空气质量监测系统，建立了室内空 气质量与运行能耗综合在线监测运行管理平台，研发产品一项，编写应用手册 —套； (6) 基于系统运营和空气质量监测平台的研发与建立，开展了关于公共建 筑室内空气质量运行控制管理关键技术的研究，包括新风预警调控技术、建筑 预通风调控策略、污染物扩散与防控策略、通风与节能舒适相关性调控等，形 成了针对降低污染物浓度、降低能耗和满足人体舒适度的集中空调系统的运行 管理策略，申请专利2项，立项编写技术规程一部； (7) 开展了公共建筑室内环境质量监测与运营管理系统构建研究，包括单 一典型功能房间的室内多参数和建筑能耗综合监测和控制体系，构建建筑室内 空气质量和建筑能耗在线监测数据网络化、智能化、自动化的管理和共享系统, 并进行片区示范工程与技术应用，示范工程总面积达11.05万平方米。.

水生植物修复技术是一种成本少、耗能低、效果好的生物－生态新技术，即利用植物的吸收、吸附作用，富集导致水体富营养化的氮、磷，降解、富集其它有毒有害污染物，同时由于水生植物生长对藻类的抑制作用，使水体中藻类数量降低，提高水体透明度，达到化害为利、净化水质的目的，实现水域资源的可持续发展和利用。针对不同生态环境污染，从现场环境中筛选和构建具有高效污染修复的水生植物- 微生物群落体系，更具有针对性强、适应性强、效率高、成本低和对原有生态环境没有威胁等优点。

项目简介水生植物修复技术是一种成本少、耗能低、效果好的生物－生态新技术，即利用植物的吸收、吸附作用，富集导致水体富营养化的氮、磷，降解、富集其它有毒有害污染物，同时由于水生植物生长对藻类的抑制作用，使水体中藻类数量降低，提高水体透明度，达到化害为利、净化水质的目的，实现水域资源的可持续发展和利用。针对不同生态环境污染，从现场环境中筛选和构建具有高效污染修复的水生植物- 微生物群落体系，更具有针对性强、适应性强、效率高、成本低和对原有生态环境没有威胁等优点。应用范围北京大学工学院从选育耐盐碱性植物新品种入手，研究并优化不同盐碱程度下植物组合、配伍模式，构建盐碱环境植被快速恢复技术。筛选高效耐盐功能菌，利用耐盐功能菌接种技术，进一步发挥微生物植物联合修复作用，加快盐碱环境改良进程。形成以生物为主，盐碱环境改良与污水治理同步进行，实现盐碱改良—污染治理—生态重建系统综合技术的集成的盐碱化湿地的修复与改良综合技术体系。项目阶段北京大学工学院以多年对微生物的研究积累，将微生物与水体植物相结合，已经完成难降解有机磷化合物微生物——植物耦合净化体系理论模型构建，建立了对有机磷农药和难降解有机物（壬基酚等）具有高效分解能力的微生物菌群（同时可以作为微生物菌剂应用在水环境以外的如土壤环境的修复中）筛选、培育，开发了从相应污染环境筛选具有有机物吸收或降解功能的水生植物的技术。微生物－植物耦合水体污染治理技术比原有单一的微生物净化方式提高70% 的效率。同样，用生物的方式治理土壤的盐碱化，可以增加土壤中的有机物，调节土壤中的水气温状况，改变土壤结构与特性，改善有益微生物生存繁衍的环境。通过生物措施改良的盐碱地脱盐持久、稳定，且有利于水土保持以及维持生态平衡。