【儀表網 研發快訊】快速工業化與城市化進程加劇了廢水排放問題，對城市排污口污染物進行精準長期監測已成為保護水生生態系統的關鍵環節。表面增強拉曼散射(SERS)技術憑借快速檢測、高靈敏度等顯著優勢，在污染物快速檢測領域展現出廣闊應用前景，但在長期連續監測場景中，仍受限于頻繁采樣的技術瓶頸。
本研究以游離氯(FC)為模型污染物，提出了基于SERS技術的城市污水排放口長期現場監測創新方案：通過將柔性SERS探針與微型浮動滾輪裝置集成(圖1)，成功開發出持續響應型SERS傳感器。該傳感器檢測限低至 4.16 ppb，并能準確定量實際水樣中的FC濃度，展現出高靈敏度和可靠性。在污水處理廠排放口進行的長期部署進一步驗證了其在實際環境條件下的監測能力。這種創新的SERS傳感器為FC的長期現場監測提供了一個簡便的解決方案。通過設計靶向不同污染物的探針，該傳感器還能用于其它污染物的長期監測。
研究成果以“Continuously Responsive Surface-Enhanced Raman Scattering Sensors for Long-Term On-Site Free Chlorine Monitoring in Aquatic Environments 進展”為題，發表在環境領域TOP期刊Environmental Science & Technology上。碩士生陳紅和博士生吳鵬作為論文第一作者，中國科學院城市環境研究所鐘鷺斌副研究員和鄭煜銘研究員為論文共同通訊作者。該研究工作得到了國家自然基金、廈門市自然基金、福建省科技計劃等項目的支持。
圖1 持續響應型SERS傳感器設計原理與應用示意圖
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