我院杨远副教授团队在智能手机智慧监测方向取得最新进展

近日，我院22级环境工程2班张浩宇同学（第一作者，导师为杨远老师）在期刊Analytical Methods上发表了题为“Real-Time Smartphone-Based Multi-Parameter Detection of Nitrite, Ammonia nitrogen, and Total Phosphorus in Water”的研究论文。该研究搭建了一种基于智能手机的、采用 3D 打印技术的便携式六通道设备，利用自适应反卷积算法，能够实现环境监测中实时、现场、同步且高精度的水质检测。

本研究采用亚硝酸盐（0-200 μg/L）、氨氮（0-2000 μg/L）和总磷（0-1200 μg/L）标准溶液建立校准曲线（相关系数均>0.99），通过提升浓度上限验证线性范围：在亚硝酸盐0.2 mg/L、氨氮2.0 mg/L、总磷0.6 mg/L浓度下，G通道信号值与回归曲线保持良好相关性，最终确定检测限分别为0.02-0.86 mg/L、0.18-2.25 mg/L和0.04-1.65 mg/L（详见表1）。相较于国际通用方法，本方案线性范围更宽、检测限更优、经济效益显著，且检测时间大幅缩短，便携性设计可实现现场实时检测。

表1 本方法中目标分析物的线性范围、标准曲线、相关系数和检测上限（n=3）

本研究通过钾、钙、镁、氯离子、硫酸根、硝酸根、碳酸根等干扰因子测试方法的抗干扰能力。如图1所示，加入干扰物后G通道取色器的色度信号强度无变化；在环境水样常见离子浓度干扰下，亚硝酸盐、氨氮和总磷的加标回收率分别为93.2±0.1~101.3±2.5%、94.8±1.0~102.1±11.8%、94.9±7.2~100.1±8.6%（图1）。数据表明该方法抗干扰性能优异，回收率结果理想。

图1抗干扰实验中各指标的回收率数据（a：亚硝酸盐，b：氨氮，c：总磷）

图2 原位即时测定操作流程

我院杨远副教授，湖南省农业科学院赖灯妮研究员为通讯作者，2022级环境工程本科生张浩宇为第一作者。合作者包括来自湖南省生态环境监测中心张艳、朱瑞瑞、龙雯琪老师、湖南江山春锦科技有限公司刘武军、方迎春老师、我校罗琳教授、吴志斌副教授、赵佳博士、陈礼群硕士研究生以及本科生周乐倩、陶长乐、方舟。

作者简介

通讯作者：杨远，男，博士，1987年生，副教授，湖南省重点研发计划首席科学家，毕业于中南大学化学化工学院分析化学专业，2017年入湖南农业大学资源与环境学院工作。主要从事新污染物快速检测技术研发及其环境效应研究。主持国家自然科学基金项目、湖南省重点研发计划、中国博士后基金、湖南省自然科学基金等项目、湖南省教育厅重点项目等，先后在Environmental Science & Technology、Analytical Chemistry、Talanta、Journal of Hazardous Materials、Science of The Total Environment、分析化学等杂志发表研究论文20余篇，2021年起担任《中国无机分析化学》（中文核心期刊）青年编委，担任ACS Nano、Analytical Chemistry、Journal of Hazardous Materials等多个期刊审稿人，担任湖南省环境检测行业协会副会长。主要承担《环境工程原理》、《环境工程基础实验》、《现代环境监测技术》等课程的教学工作，2019年获得校级优秀班主任荣誉。

通讯作者：赖灯妮，湖南省农业科学院农产品加工研究所副研究员，湖南农业大学硕士生导师，湖南食品科技学会理事。主要从事农产品加工及营养与质量安全研究，先后主持国家、部省和院级科技项目10余项，以第一完成人申报国家发明专利6项目，授权1项，实用新型专利1项，第一或通讯作者发表论文20余篇，参编著作1部，获农业农村部农产品质量安全与营养健康科普作品一等奖（排名第1）、湖南省科普作品二等奖（排名第1）、湖南省农科院科技兴农一等奖（排名第6）等科技奖励。

第一作者：张浩宇，男，湖南农业大学环境与生态学院2022级本科生，环境工程专业，导师杨远副教授。主要研究方向为环境（新）污染物快速检测技术研发。包括水质常见指标如氨氮、总磷、亚硝酸盐等，新型污染物如高氯酸盐、微塑料等的快速测定。以第一作者发表SCI论文一篇，以学生一作和二作申请发明专利两项，主持参与创新项目省级3项，校级2项。