傍晚的滴水湖畔,散步的居民三三两两。水面波光粼粼,看不出什么异样。但水里究竟有什么?即便有污染物,又从何而来?肉眼看不见,经验说不准。
今年暑期,来自上海海洋大学海洋科学与生态环境学院的10名同学,依托“水指纹·锁污源——临港新片区水质荧光溯源实践”暑期社会实践项目,决定用荧光水质检测技术回答这个问题。近年来,临港新片区建设提速,环湖河道、雨水排口、泵站支流交织成网,水体管理难度随之增加。用荧光技术为每一滴水建立“指纹”档案,逐一比对、精准溯源——这正是团队取名“水指纹·锁污源”的用意所在。带着这套思路,10名同学行动起来,从校园河道开始,一步步走向临港实战。
校园预演12个点位起步,临港实战从“练兵”开始
正式走进临港之前,团队成员先在上海海洋大学校园内进行了一次“预演”。沿着校内河道,成员们围绕河流方向设置了12个采样点,以桥梁为标志逐点采集。微风吹皱水面,夕阳把河面染成金色。“别小看校园里的河水,它其实就是最好的练兵场。”指导老师许云平拿着采样瓶说道。

团队成员整理12瓶校园内河水样品
回到实验室后,队员们立即使用荧光分光光度计展开三维荧光光谱分析。屏幕上出现高低错落、如地形图般的三维光谱图,不同点位的荧光指纹差异明显。“这说明即使是校园里的河流,不同区域的污染特征也不一样。”老师指着电脑上的光谱图解释道,“这让我们对后续临港更复杂的采样更有信心。”
蝉鸣烈日下奔袭河岸,69组样本锁定“隐形污染”
校园“预演”积累了经验,也攒足了信心。六月下旬,团队正式挺进临港,完成69组样本采集和检测。早上八点,临港新片区刚刚送走连绵不断的阴雨,雨一停,潮气未散,烈日已至。河岸边蝉鸣不断,地表温度迅速攀升。同学们背着采样设备,手持记录板,沿着滴水湖、主要河道、污水泵站和雨水排口展开采样。

临港新片区河水样品采集分布图
“这一片河道看起来很干净,但污染可能就藏在肉眼看不到的地方。”项目负责人梁宇斌蹲在河边,一边固定采样瓶,一边提醒队员注意水流变化。海洋技术专业出身的他,以往更多与遥感数据和数值模拟打交道,这次是头一回走出实验室,亲手在泥泞的河岸边采集水样。闷热的天气使大家的衣服早已被汗水浸透,额头上的汗珠顺着脸颊不断滑落。队员们小心地将采样瓶伸入水面以下约一米处,动作轻缓而精准。河岸边杂草丛生,有的地方泥泞湿滑,鞋子刚踩下去便陷进泥里。“慢一点,小心别滑!”队员王瑞雪伸手拉住险些失去平衡的同伴,大家相视一笑,又迅速投入工作。

指导老师吴伊婧在河岸边现场指导学生
河岸边,指导老师王亚松、吴伊婧全程跟随队伍开展现场教学。面对复杂的采样环境和多变的水体条件,老师一边示范仪器操作,一边耐心讲解采样规范和数据记录要点。“采样深度要保持一致,记录时间、点位和天气情况都不能遗漏,这些细节都会影响后续分析结果。”老师俯身查看采样设备,不时提醒队员调整操作姿势。队员们围在老师身旁,认真聆听、及时记录,在一次次提问与交流中逐渐掌握了规范采样的方法。书本上的理论知识,在老师的现场指导下转化为具体可感的实践技能,也让同学们更加深刻地体会到科研工作的严谨与细致。真正的课堂,不只在教室里,更在河岸边、实验台前和每一次实践探索中。
三维荧光光谱比对,为每段河水建立专属“指纹身份证”
传统的污染溯源方法就像“大海捞针”——工作人员沿着河道挨个排查排污口,走访企业、估算数据,既费时费力,结果还不一定精准。而现在,三维荧光指纹技术让这件事变成了“按图索骥”。
原理其实不复杂:生活污水、工业废水、农业径流——污染来源不同,水中的有机物成分也不同,在特定光谱照射下会呈现出独一无二的荧光图谱,就像每个人都有不一样的指纹,每一滴水也因此有了专属的“水质身份证”。队员们通过数据算法扣除干扰后,提取出核心荧光指纹与已知污染源数据库进行比对,就能像破案一样精准锁定污染来自哪里。
技术有了,效果如何?与传统方法相比,荧光溯源的优势很突出:灵敏度高,极低浓度的污染物也能被“揪”出来;指向性强,能清晰区分污染源类型;检测效率高,单次分析约20分钟就能出结果,而传统方法往往需要三到五天。例如在2023年四川内江大清流河某断面水质持续数月超标,人工排查始终找不到原因。技术人员将河水与周边鱼塘养殖尾水的荧光指纹一比对——相似度高达99%,真凶就此现形。类似的应用已在多地开展,帮助地方精准识别污染源,科学治污有了实实在在的“证据链”。

团队成员何天齐在对采集到的河水样本进行“荧光”检测和记录
正是看到了这项技术的实用价值,2024年12月,生态环境部正式发布《入河入海排污口监督管理技术指南水质荧光指纹溯源方法》,为全国推广提供了统一标准。团队此次实践,聚焦临港新片区水环境污染溯源技术的探索与验证,希望通过实验室研究不断提升污染溯源的精准性,为问题水体治理提供更加可靠的科学支撑。实验室里,荧光分光光度计发出微弱的嗡鸣声,队员们紧盯屏幕上的光谱图谱,仔细分析特征峰的变化并记录每一组数据。“以前觉得污染治理离我们很远,”队员何天齐在记录本上写道,“现在发现,一瓶河水背后,就是一整座城市的生态问题。”
69组样本的检测数据出来了,但团队的实践并未止步于实验室。“测出来”只是开始,“护得住”才是目标。“累是真累,但每一组数据都可能帮我们找到污染源。”队员梁珊擦着汗说。
接下来,团队将通过69组实地检测数据和前期问卷调查数据,结合线上可视化分析与线下社区科普,构建“科技识污+智慧监管+全民参与”的城市护水新模式。他们计划用通俗易懂的展板和现场演示,向居民讲解身边的河道水质状况,让更多人了解水环境问题,参与生态保护。“数据只是第一步,让更多人了解水环境、参与监督,才能真正护住这条河。”队员何天齐说。

团队成员在桥上收集采集到的水样数据
傍晚,夕阳洒在滴水湖面,结束最后一天采样工作的队员们坐在岸边整理记录。从最初面对河岸泥泞的手忙脚乱,到如今能熟练判断点位、读懂荧光图谱,这场实践让每个人对“科研”有了更具体的理解。这个夏天,他们用脚步丈量河道,用荧光技术锁定污染来源,也即将用一场场社区科普,把生态保护的种子埋进更多人心里——这是属于他们的青春答卷。而一路随行的指导老师,在岸边静静注视着这一切,眼里满是欣慰。
(供稿:学生处)