化学防控的眼睛——现场侦检装备(《分析测试学报》精选论文)
2020/8/28
《分析测试学报》是由广东省科学院主管,广东省测试分析研究所(中国广州分析测试中心)及中国分析测试协会共同主办的全国性学术刊物,为中文核心期刊(月刊),2019年影响因子为1.168,在全国化学类39种核心刊物中排名第5。《分析测试学报》之“精选论文推送”活动,旨在与大家分享分析测试领域的前沿研究成果和发现,启发科研工作思路,挖掘学术文献价值,让好文章被更多受众学习和借鉴。
近年来,叙利亚化武危机,金正男遭毒剂袭杀,前俄罗斯双面间谍遇刺等恐怖事件,以及天津港大爆炸等化学事故,均一再表明化学威胁的严峻形势。而且随着科技的发展,化学品种类日益繁多,在带给人们便捷的同时,也存在巨大的潜在威胁。目前,从剧毒化学战剂、易燃易爆化学品,到普通低毒化工品,有着数以百万计的化合物种类,即便在侦检、鉴定仪器迅速发展的今天,要快速、准确地识别化学威胁也存在相当大的难度,而基于化学传感等技术的侦检装备具有响应快、灵敏度高、便携等特点,得到越来越广泛地发展和应用。
利用侦检装备进行监测预警、现场侦检排查和移动实验室确证是重要的化学防控手段和应急处置方式。其中,现场便携式侦检装备涵盖了基于电化学、质量敏感、红外、拉曼光谱等原理的传感器,利用离子迁移、火焰光度、光致电离等技术的快检装备,以及基于傅立叶变换红外、中远红外量子级联激光、差分吸收激光雷达、高光谱成像等原理的远程遥测装备等。但是,在情况复杂的化学事故现场,单一原理的侦检装备一般不能满足快速准确定性或同时检测多种未知化学威胁的需求,往往需要同时使用两种(如火焰光度检测器通常与离子迁移谱仪配合使用)及以上侦检装备进行排查、鉴定,或使用多原理集成的传感器阵列以弥补单一传感器的技术缺陷。
目前,随着材料、传感等技术和工艺的发展,现场侦检装备的便携性、灵敏度虽然得到了不断提高,但仍受限于检测物种类不全、误报率高、多仪器同时携带使用困难等问题;因而亟需解决上述不足,并积极其推进向柔性可穿戴、模块化及智能组网等方向发展。远程遥测传感装备通过无线通信网络、车载(舰载)平台可搭建大区域、全天候、智能化的化学威胁监控预警网络,具有对化学威胁进行7×24h实时监测、协助定位源头、预测扩散趋势等能力。混合传感器的阵列与集成是当下传感器研究的一大热点,研究人员正试图整合现有的传感器检测技术,满足在复杂情况下可同时识别鉴定化学、生物、放射性和核的高精度侦检装备。
纵观国内外在现场侦检装备方面的研究,国内相关研究起步晚,缺少核心国际竞争性产品,但在基础理论研究方面能够紧跟国际发展趋势,且部分领域已赶超国际先进水平。随着国家对自主研发装备的不断支持和投入,以及科研工作者们的深入研究,加快成果转化,国内自主化化学威胁现场侦检装备将逐步缩短与国际同类先进装备的差距,部分领域实现赶超,从而摆脱在应对化学威胁时对国外侦检装备的依赖。
军事医学研究院毒物药物研究所抗毒药物与毒理学国家重点实验室的聂志勇博士、王永安研究员课题组针对现场侦检装备在应对化学威胁中的应用与发展进行了综述,相关成果发表在《分析测试学报》2020年8期第1040~1049页。
doi: 10.3969/j.issn.1004-4957.2020.08.016
【引用本文】:张䶮,杨志奎,黄丽娟,朱永乐,聂志勇,王永安. 现场侦检装备在应对化学威胁中的应用与发展[J]. 分析测试学报,2020,39(8):1040-1049.
【Cite this article】:ZHANG Yan, YANG Zhi-kui, HUANG Li-juan, ZHUYong-le,NIE Zhi-yong,WANG Yong-an. Application and Development of On-site Detection Equipment in Response to Chemical Threats [J]. Journal of Instrumental Analysis, 2020, 39(8):1040-1049.
延伸阅读:
[1] 陈博,于惠兰,刘昌财,刘石磊,梁龙辉,杨旸.OPCW第42次环境样品水平考试洗消废水中化武相关化合物的液相色谱-质谱分析[J].分析测试学报,2018,37(11):1339-1343. doi:10.3969/j.issn.1004-4957.2018.11.010
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