水质远程在线监测管理系统

什么是REOS？
REOS（Remote Electro-Optical Sensor）是由美国生物球仪器公司（Biospherical Instruments Inc.）和洛杉矶水利部（Los Angeles Department of Water and Power，LADWP）联合开发的一套远程水质自动监测并为水厂和水库的水质管理提供指导的系统。REOS系统利用为海洋浮游植物研究设计的光学传感器进行监测，可以实时监测水源地（特别是水库）的藻类种群变化情况，为藻类暴增进行早期预警。

浮游藻类是影响水源地（特别是水库）水质的主要因素。通过监测藻类种群（特别是水华）的早期变化，可以为水质管理提供下列指导：
1） 对（经常伴随浮游植物水华出现的）水的怪味进行快速响应和控制
2） 控制用于消除水华的消毒剂等化学药品的用量
3） 控制氯化消毒过程中具潜在致癌作用的消毒副产物（DBPs）

REOS是怎样工作的？
REOS系统包括一系列连接在浮标上的光电传感器。通过连续监测水体的光学特性，结合其它水质参数，可以对水华的发生进行早期预警。水华早期预警最重要的两个参数——叶绿素浓度和透明度——利用两台小型水下辐射仪（PRR-600）测量。这两台仪器可以测量7个波段的下行辐射和上行辐射，以及水温和压力/深度。从380 nm到683 nm的7个波段被广泛证明是最合适的波段。

两台辐射仪的位置取决于当地水库的实际情况。其位置必须足够深，以防止太阳光的后向散射；其位置还不能太深，必须选择藻类生长最快速的水层进行测量。在洛杉矶水利部选择的水库中，两台PRR-600分别位于水深1 m和6 m处。

每台PRR-600均由不锈钢支架保护，并装有自动清洁系统。自动清洁系统的工作频率可以由用户设定，可以保证长期监测时传感器的清洁。

此外，还有一台DEB-600水质测量仪，位于两台PRR-600间的水层中，用于监测温度、pH、电导率和氧化-还原电位（ORP）等水质参数。

一个典型的REOS系统还包括位于岸上的多通道气象站和一台PRR-610水面辐射仪。

REOS系统还包括位于岸上的基于Pentium处理器的远程数据采集控制器（RAC），用于连续采集数据并进行分析出来了，如可按用户设定的时间间隔（如15 min）对数据进行平均。数据存储格式为Microsoft Access，可被其它程序如EXCEL等打开。一旦存储，这些数据将可通过调制解调器（Modem）或网络传输给水质（水库）管理中心的中央电脑。中央电脑可设置为自动获取数据，并每日打印水质报告。

REOS是怎样测量叶绿素浓度的？
REOS系统根据PRR-600的光学数据，利用两种不同的计算方法来得出叶绿素浓度。
当水中叶绿素浓度较低或中等时，REOS系统采用专利技术“自然荧光”法来激素叶绿素浓度，这中技术广泛用于海洋学研究中。

浮游植物的捕光色素叶绿素吸收的光能不会全部转化为化学能，部分能量以热的形式耗散掉了，还有部分能量重新以荧光的形式发射出来（波峰683 nm）。过去几十年的研究已证明，这种太阳光激发浮游植物发出的自然（叶绿素）荧光可用于测量叶绿素浓度。

当水中叶绿素浓度较高时，REOS系统采用类似于海洋水色卫星遥感的原理，利用PRR-600测量的多波段辐射计算叶绿素浓度。浮游植物对红光和蓝光的吸收会改变水柱中相应光谱的分布，通过这些变化可以计算处叶绿素浓度变化。
REOS系统测量的多波段辐射还可用于计算浊度当量（turbidity equivalents），后者可用于代替散射浊度单位（NTU）。NTU是饮用水标准之一，可用于计算水体透明度。

REOS为何有效？
REOS设计的初衷在于帮助水库管理者建立有效的消毒或稀释策略。REOS系统通过连续监测藻类浓度、水体浊度以及其它水质参数，可以进行水华早期预警。这样，水库管理者可以在水华发生的早期（对数期早期）采取措施打断水华进程，而且这时更加便于管理。通过采用较少的消毒剂控制水华，不仅改善了水质，也节约了成本。

上海泽泉科技股份有限公司（Zealquest Scientific Technology Co., Ltd.）成立于2000年，是一家专注于高端科研设备研发、系统集成、技术推广、咨询、销售和科研服务的科技型技术企业。公司注册资金3500万元人民币，具有进出口贸易权。

 

公司总部位于上海浦西，在北京设有分公司，在广州、成都、武汉分别设有代表处。公司全体员工均具有高等教育背景，其中80%的技术研发、技术支持和销售人员具有硕士和博士学位，参加过很多国家和省部级重大科研项目，具有丰富的科研工作经验。公司曾获得上海市高新技术企业、上海市普陀区科技小巨人企业、上海市科技型企业中华全国工商联合会/上海市工商联合会/上海市商会会员单位，曾是上海市专业技术服务平台——生理生态测量与分析平台的依托单位和上海市高新技术成果转化项目承担单位。2012年公司通过了ISO9001质量管理体系认证，获得AAA级信用资质等级认定，获得普陀区科技小巨人企业认定，成为上海市研发公共服务平台加盟单位和“上海市工商联合会”/“上海市商会”会员单位 。2015年获得“专精特新”中小企业认定。2016年成为“上海市生态学学会常务理事单位”和“上海种子行业协会”会员单位，2017年成为“上海市农业工程学会理事单位”。

 

上海泽泉科技股份有限公司非常注重自主知识产权的申报和保护，截止2021年底已获得发明专利6项、实用新型53项及软件著作9项，国内外科研期刊发表科研论文20多篇。公司还参与承担了国家自然科学基金重点项目（41030529）和水利部948项目（200907）。

 

公司秉承推进中国生态环境改善、农业兴国的理念，服务涉及植物表型组学和基因组学、植物生理生态、土壤、环境气象、水文水利、氢农业等领域的科研和技术支持，服务对象主要为各级科研单位、高校和政府机构。公司先后为科技部“973”项目和“863”项目、国家科技重大专项、国家科技支撑计划、国家“211”工程和“985”工程、中科院知识创新工程、农业部“948”项目、水利部“948”项目等提供技术咨询、仪器设备、系统解决方案和系统集成服务，为项目的顺利完成提供了有力支持。

 

多年来，公司积极参与相关领域的学术会议，并定期举办相关仪器设备的技术讲座和培训班，在科研和监测领域产生了积极的反响，获得了良好的口碑。截止2021年底，泽泉科技举办公开技术讲座200多场，参会人员超过10000人次；同时在国内外应邀参加学术会议和展会200多次，与相关领域的客户有非常密切的交流合作。

 

2014年2月，上海泽泉科技股份有限公司在上海浦东孙桥现代农业园区投资成立了上海乾菲诺农业科技有限公司，建设了AgriPhenoTM “高通量植物基因型-表型-育种服务平台”，为植物科研和育种单位提供全面的样品收集和栽培，实验设计和项目合作，以及表型数据与生物信息学分析综合服务。平台成功主持了上海张江国家自主创新示范区专项发展资金重点项目“泽泉科技高通量植物基因型-表型-育种服务平台”。作为主持单位或合作单位参与了上海市农委和科委的30多项政府科研服务项目以及商业服务项目，如科技兴农种业发展项目“农作物分子育种的技术创新研究”和“青菜高通量表型图谱标准的建立及主要性状分析”、科技兴农重点攻关项目“基于图像分析及三维建模技术的黄瓜长势快速评价方法研究”、 “兰科观赏花卉分子育种技术研究与产业化应用”等。为了紧追世界科技发展水平，开启院企合作建立研究型平台的创新尝试，上海泽泉科技股份有限公司与上海市农业科学院，结合双方各自的优势，于2021年5月在上海农业科学院庄行试验站联合成立“上海市农业科学院庄行综合试验站泽泉科技植物表型技术研究平台”，AgriPhenoTM平台从上海浦东孙桥现代农业园区整体迁出，并入新建的植物表型技术研究平台。目前平台除拥有无人机表型平台、温室型和实验室型高通量表型分析系统外，还拥有现代化温室、生物学实验室、植物生理生态测量设备、农业气象测量系统和专业的数据库平台，已经具备了对植物、动物基因测序与植物表型研究的各类条件。可以承担高通量DNA提取、基因测序服务、分子辅助育种、植物生理生态研究等科研实验任务。同时可以为植物功能基因组、农业育种家提供高通量植物基因型测试、高通量植物表型测试和植物基因型-表型生物信息学数据分析等开放式服务。

 

公司积极响应上海市政府“崇明世界级生态岛建设”的发展方向，2016年12月泽泉科技在崇明城桥镇投资成立了子公司—上海金盏农业发展有限公司，扩展建设田间智能化育种服务平台，以及智能化农业物联网“农业云平台”，以生态乡村、能源乡村的发展模式，展示并实施公司自主研发的先进的农业楼宇基础设施、温室与田间的智能化“多因子”调控的栽培管理模式；拟建成拥有田间型高通量表型分析系统的“AgriPheno智能化育种服务平台”，提高上海种业商业化育种的进程，并服务于全国和国外相关育种科研单位。

 

展望未来，上海泽泉科技股份有限公司希望在社会多方资源的支持和关怀下，不断提升自己，为社会提供更多、更优秀的产品和一流的服务！