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我国海域幅员辽阔，拥有漫长的海岸线和丰富的海洋资源，随着近年来海洋石油工业的发展日益蓬勃，海洋资源开发的速度也在不断加快，大量石油的开采、运输及使用，使得海洋石油污染日益严重，随之产生了相应的环境问题。海上溢油事故一旦发生，相关治理部门需要在第一时间了解到相关的信息：溢油种类都有哪几种？溢油量又分别是多少？只有这些信息得到准确而快速的反馈，才有利于采取相应的措施，将油污清理，以使污染扩展的范围缩小到最小程度，将污染危害降低到最小化。这时，由哈尔滨工业大学威海校区教授田兆硕及其团队研制的水面油膜厚度测量仪器，就派上了用场。它可及时获取溢油种类和溢油厚度的精确信息，对制定快速有效的控制措施具有十分重要的指导意义。工欲善其事，必先利其器目前，田兆硕团队已研制出2款水面油膜厚度测量仪器，分别是便携式和遥感式，因功能性不同而适合于不同的使用范围和场景。便携式仪器测量距离在m以内，易受环境光影响；遥感式测量距离超过m，受环境光影响小，可满足全天候24h工作需求。在新仪器研制之前，常用的基于光谱技术的水面油膜厚度测量方法有荧光法和拉曼衰减法，荧光法通过直接探测油膜的荧光强度反演计算出油膜的厚度，但受探测距离、探测角度以及仪器参数等因素影响较大，仅适用于固定距离的水面油膜厚度测量；拉曼衰减法是通过探测激光激发水的拉曼散射光强度，实现油膜厚度测量，在水面无油膜覆盖时，水受激拉曼散射最强，随着油膜厚度增加，水拉曼散射强度减弱，根据水拉曼散射信号的衰减程度计算出油膜厚度。拉曼衰减法的弱点是在油膜较厚时拉曼散射信号衰减严重，数据不稳定，因此只能测量较薄油膜，油膜测量范围也有限，以至于无法进行有效的实际应用测量。经过多次理论计算和测试，田兆硕团队提出了激光荧光拉曼比值法测量水面油膜厚度的新方法，是通过对有油膜覆盖的激光激发产生的荧光强度与无油膜覆盖的水拉曼信号强度进行对比分析计算，可在不同距离准确获得水面油膜厚度数据，测量油膜厚度范围大大增加，是水面油膜厚度测量技术的重大突破。且通过不同距离、不同角度、不同仪器、不同参数等因素的反复测试，切实将干扰减少到了最低程度。该技术目前已申请了国家发明专利。田兆硕继续介绍说，实验中还对汽油、机油、原油等不同油种进行了水面油膜厚度测量，结果表明，荧光拉曼比值法比传统的拉曼衰减法测量油膜厚度范围扩大20倍以上。此外，该方法的检测速度快，可避免烦琐的步骤，不需要化学试剂，对水质本身没有影响，可以推广应用于江河湖水面油膜厚度测量，包括港口码头、航道、过往船只、排污口等地进行实时快速溢油检测。该仪器是水质油污污染检测技术的重大突破，对溢油的防治，包括后续溢油的处理有较为实用的意义。并且该仪器本身体积小、重量轻、价格低，可以便携，易于推广应用。田兆硕正在进行的项目包括：船海激光成像雷达、在线水质监测系统、微型及小型光谱仪系列等产品的研发。田兆硕依据多年从事国家省市科研项目的研究基础，提出了激光光谱技术用于水质监测的新方法，并计划研制不同型号水质监测仪器，可根据监测需要安装布置在需要水质监测的江河湖海、工业、城市废水排污口等地点，监测的水质参数包括COD、DOM、叶绿素、浊度、温盐度、蓝绿藻等海水参数，另外可以识别油污种类及油膜厚度，并通过无线传输方式将水质参数信息及设备运行状态上报到网络监控中心服务器，用户可以通过手机、PAD、电脑等终端实时查看全国不同监测点的水质参数，及时获取异常报警信息。目前，水质监测产品样机在山东、天津、福建、黑龙江等多省市的海水和污水监测点进行测试，并与多家环保企事业单位签订产品试用及采购协议，为市场推广奠定了基础。另外，田兆硕还应用激光光谱技术开展了酒类、珠宝、食用油等真伪检测研究，与传统的包装防伪不同，这是对材质本身的防伪检测，不易造假，是防伪技术的新方法。撰稿：杜浩（转自《中国高新科技》杂志年第3期）

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