導讀
為及時反映生態(tài)環(huán)保產業(yè)過往一年的發(fā)展動態(tài)，預測新一年的發(fā)展趨勢，我會組織各分支機構編寫了《2024年行業(yè)評述和2025年發(fā)展展望》，供環(huán)保企事業(yè)單位、專家和管理者參考。本文為《2024年環(huán)境監(jiān)測行業(yè)評述和2025年發(fā)展展望》，作者為中國環(huán)境保護產業(yè)協(xié)會環(huán)境監(jiān)測儀器專業(yè)委員會王雪嬌、范蘊非、韓香玉、王雪召、遲穎、郭煒。
2024年行業(yè)評述
01 主要政策
1月19日，生態(tài)環(huán)境部 國家發(fā)展和改革委員會 工業(yè)和信息化部 財政部 交通運輸部聯(lián)合印發(fā)《關于推進實施水泥行業(yè)超低排放的意見》《關于推進實施焦化行業(yè)超低排放的意見》的通知（環(huán)大氣〔2024〕5號），意見以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，深入貫徹黨的二十大精神，全面落實習近平生態(tài)文明思想和全國生態(tài)環(huán)境保護大會精神。堅持穩(wěn)中求進工作總基調，堅持精準、科學、依法治污，綜合采取稅收、價格、金融、環(huán)保等政策，多措并舉推進實施水泥、焦化行業(yè)超低排放，提升行業(yè)全工序、全流程大氣污染治理水平，推動行業(yè)綠色低碳轉型升級，促進空氣質量持續(xù)改善，為深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)提供有力支撐。
3月6日，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關于加強生態(tài)環(huán)境分區(qū)管控的意見》，意見提出新時期全面加強生態(tài)環(huán)境分區(qū)管控的主要目標、重點任務和保障措施。生態(tài)環(huán)境分區(qū)管控是以保障生態(tài)功能和改善環(huán)境質量為目標，實施分區(qū)域差異化精準管控的環(huán)境管理制度，是提升生態(tài)環(huán)境治理現(xiàn)代化水平的重要舉措。實施生態(tài)環(huán)境分區(qū)管控，嚴守生態(tài)保護紅線、環(huán)境質量底線、資源利用上線，科學指導各類開發(fā)保護建設活動，對于推動高質量發(fā)展，建設人與自然和諧共生的現(xiàn)代化具有重要意義。
3月13日，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《關于加快建立現(xiàn)代化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系的實施意見》（環(huán)監(jiān)測〔2024〕17號）的通知，意見提出，以監(jiān)測先行、監(jiān)測靈敏、監(jiān)測準確為導向，以更高標準保證監(jiān)測數(shù)據“真、準、全、快、新”為目標，以科學客觀權威反映生態(tài)環(huán)境質量狀況為宗旨，健全天空地海一體化監(jiān)測網絡，加速監(jiān)測技術數(shù)智化轉型，筑牢高質量監(jiān)測數(shù)據根基，強化高效能監(jiān)測管理，實現(xiàn)高水平業(yè)務支撐，更好發(fā)揮生態(tài)環(huán)境監(jiān)測對污染治理、生態(tài)保護、應對氣候變化的支撐、引領和服務作用，為建設人與自然和諧共生的美麗中國貢獻監(jiān)測力量，為新時代下生態(tài)環(huán)境監(jiān)測事業(yè)發(fā)展指明了方向。
4月8日，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《排污許可管理辦法》（部令 第32號），管理辦法的發(fā)布是健全美麗中國建設保障體系的重要舉措，是持續(xù)深化排污許可制度改革的重要基礎性文件，對于規(guī)范排污許可證申請與審批工作程序、全面落實排污許可“一證式”管理、強化排污單位主體責任，具有十分重要的意義。
5月30日，國務院印發(fā)《2024—2025年節(jié)能降碳行動方案》的通知，通知以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，深入貫徹黨的二十大精神，全面貫徹習近平經濟思想、習近平生態(tài)文明思想，堅持穩(wěn)中求進工作總基調，完整、準確、全面貫徹新發(fā)展理念，一以貫之堅持節(jié)約優(yōu)先方針，完善能源消耗總量和強度調控，重點控制化石能源消費，強化碳排放強度管理，分領域分行業(yè)實施節(jié)能降碳專項行動，更高水平更高質量做好節(jié)能降碳工作，更好發(fā)揮節(jié)能降碳的經濟效益、社會效益和生態(tài)效益，為實現(xiàn)碳達峰碳中和目標奠定堅實基礎。通知提出2024-2025年節(jié)能降碳的總體要求及十項重點任務，節(jié)能降碳是積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和、全面推進美麗中國建設、促進經濟社會發(fā)展全面綠色轉型的重要舉措。
11月1日，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《入河排污口監(jiān)督管理辦法》（部令 第35號），辦法對入河排污口設置審批程序、權限、監(jiān)測監(jiān)管等做出了具體規(guī)定，是深化入河排污口設置和管理改革，建立健全責任明晰、設置合理、管理規(guī)范長效監(jiān)管機制的重要文件，有利于加快提升環(huán)境治理能力和質量體系現(xiàn)代化水平。加強入河排污口監(jiān)督管理，是深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的重要抓手，對于促進綠色發(fā)展，保護和建設美麗河湖具有重要作用。黨中央、國務院高度重視入河排污口監(jiān)督管理改革工作，明確要求“國家有關部門制定排污口監(jiān)督管理規(guī)定及技術規(guī)范”。
11月4日，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《全面實行排污許可制實施方案》（環(huán)環(huán)評〔2024〕79號），排污許可制度作為國家環(huán)境治理體系的重要組成部分，是固定污染源監(jiān)管制度體系的核心制度，全面實行排污許可制是貫徹落實黨的二十大和二十屆三中全會精神、全面推進美麗中國建設的重要改革舉措，對推進生態(tài)環(huán)境治理體系和治理能力現(xiàn)代化具有重要意義。
2024年，生態(tài)環(huán)境部共發(fā)布《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物（氨、硫化氫）自動監(jiān)測技術規(guī)范》（HJ 1393-2024）、《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物（氨、硫化氫）自動監(jiān)測系統(tǒng)技術要求及檢測方法》（HJ 1394-2024）、《水質銅自動監(jiān)測儀技術要求及檢測方法》（HJ 1400-2024）、《水質鎳自動監(jiān)測儀技術要求及檢測方法》（HJ 1401-2024）、《固定污染源廢氣一氧化碳和氯化氫自動監(jiān)測技術規(guī)范》（HJ 1403-2024）、《地表水水質自動監(jiān)測站選址與基礎設施建設技術要求》（HJ 915.1-2024）等31項國家生態(tài)環(huán)境監(jiān)測標準，包括11項生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范、17項生態(tài)環(huán)境監(jiān)測分析方法標準和3項生態(tài)環(huán)境監(jiān)測儀器及系統(tǒng)技術要求。
02 行業(yè)發(fā)展
（1）儀器裝備數(shù)智化發(fā)展
①智慧站房與智能設備：通過智能改造站房和設備更新升級，實現(xiàn)設備運維和質控的自動化。
站房環(huán)境感知和控制智能化：通過加裝溫濕度、標氣泄漏檢測、AI視頻監(jiān)控等智能感知設備，實現(xiàn)設備運行環(huán)境、運維人員異常行為等智能識別，有效提高運維質量。
站房設備遠程自動質控、維護：通過加裝電流、閥門、液位傳感器等實現(xiàn)自動質控、自動清洗、自動診斷、自動巡檢；甚至自動更換部分耗材部件，有效降低人為干擾。
②地表水智能無人采樣：采用無人機采樣、岸邊無人采樣站等技術手段，有效提高采樣效率和數(shù)據質量。
無人機搭載采樣器、監(jiān)測設備等，能夠靈活應對復雜地形和惡劣環(huán)境；
岸邊無人采樣站通過集成采水設施、采樣瓶等，實現(xiàn)定深、定量采樣，常規(guī)五參數(shù)實時監(jiān)測上傳。
③地表水智能分析實驗室：是一種將實驗室分析方法和自動分析儀器設備相結合，實現(xiàn)環(huán)境樣品分析全流程自動化的新型實驗裝備。具備大幅提升分析能力、測試效率及數(shù)據質量的顯著優(yōu)勢，目前已在我國10余個省市、多個行業(yè)開展應用。
（2）儀器裝備技防造假能力增強
①儀器設備技術防范數(shù)據造假能力提升
儀器重要參數(shù)采集上傳：針對各類儀器，全面識別直接或間接影響儀器測量數(shù)據準確性的參數(shù)，如濃度修正斜率、截距、消解溫度、樣氣濕度等，甚至操作日志、人員記錄等，實現(xiàn)實時采集上傳。
工控機與數(shù)采儀在數(shù)據采集、傳輸和處理中的角色調整：進一步限制工控機的使用與功能，嚴防后門或漏洞；增強數(shù)采儀的技防造假能力和智能化水平，如采用嵌入式操作系統(tǒng)、關鍵參數(shù)修改限制與留痕、與站房門禁和監(jiān)控聯(lián)動等，有效防范數(shù)據傳輸造假。
②污染源監(jiān)測設備技防措施要求
手工現(xiàn)場監(jiān)測設備：增加北斗定位、網絡授時、數(shù)據參數(shù)直聯(lián)直采等功能，開發(fā)監(jiān)測報告及記錄合規(guī)性智能識別和數(shù)據信息防偽功能，推動實現(xiàn)現(xiàn)場活動可視、設備時空可溯、監(jiān)測過程可控、樣品軌跡可追。
自動監(jiān)測儀器設備：實現(xiàn)相關設備參數(shù)和運行狀態(tài)動態(tài)獲取，異常數(shù)據線索和違規(guī)運維行為智能識別；同時，加強自動運維、智能診斷、智能審核等功能的應用，減少人工運維干預。
（3）溫室氣體監(jiān)測方面
“雙碳”監(jiān)測與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網絡統(tǒng)籌融合，發(fā)揮對減污降碳協(xié)同增效的支撐服務作用。2021年9月，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《碳監(jiān)測評估試點工作方案》，聚焦重點行業(yè)、重點區(qū)域、重點城市開展試點監(jiān)測，以形成“自上而下”的碳排放量反演方法，探索開展城市碳排放量校驗，形成城市碳排放量地圖。2021年12月，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《“十四五”生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)劃》，支持低碳發(fā)展，加快開展碳監(jiān)測評估。2023年9月，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《深化碳監(jiān)測評估試點工作方案》，選擇浙江等4個省作為省級試點，進一步提升減污降碳協(xié)同監(jiān)測能力。2023年11月，生態(tài)環(huán)境部等11部門印發(fā)《甲烷排放控制行動方案》，加強甲烷排放監(jiān)測，研究建立甲烷排放核算、報告和核查制度，提升甲烷排放數(shù)據信息化管理水平。通過開展重點行業(yè)、省市和區(qū)域深化試點工作，到2024年底，初步建立較為完備的碳監(jiān)測評估技術方法體系，探索建立個別重點領域的碳監(jiān)測評估業(yè)務化運行模式，推動碳監(jiān)測評估試點成果創(chuàng)新應用，更好地發(fā)揮示范效應，為減污降碳和國際履約提供監(jiān)測支撐。到2025年基本建成碳監(jiān)測評估體系。
（4）水質監(jiān)測方面
智能化、自動化、高精度和綠色化的發(fā)展方向。隨著人工智能技術的不斷發(fā)展，水質監(jiān)測設備將能夠實現(xiàn)自動化處理、自動識別污染物、自動生成報告等功能，使監(jiān)測過程更加高效，通過高精度的傳感器和監(jiān)測技術來實現(xiàn)對水質的更精準監(jiān)測和分析，使監(jiān)測結果更加準確、可靠，通過綠色化的方式來實現(xiàn)監(jiān)測過程，使監(jiān)測過程更加環(huán)保。
（5）重金屬監(jiān)測方面
重金屬污染監(jiān)測需求增加。2022年生態(tài)環(huán)境部印發(fā)的《關于進一步加強重金屬污染防控的意見》指出，加快推進廢水、廢氣重金屬在線監(jiān)測技術、設備的研發(fā)與應用；建立健全重金屬污染監(jiān)控預警體系，提升信息化監(jiān)管水平。隨后，四川、云南、寧夏等多省發(fā)布重金屬污染相關防治規(guī)劃，其中四川省生態(tài)環(huán)境廳發(fā)布的《四川省“十四五”重金屬污染防控工作方案》明確，依托水質自動監(jiān)測站加裝鉈、銻等特征重金屬污染物自動監(jiān)測設備，分檔確定各市（州）的重點行業(yè)企業(yè)數(shù)量、重金屬污染物排放量基數(shù)等，以實現(xiàn)更有效的重金屬污染防控，并要求到2025年，全省涉重金屬重點行業(yè)重點重金屬污染物排放量比2020年下降5%，涉重金屬重點行業(yè)產業(yè)結構進一步優(yōu)化，重點行業(yè)綠色發(fā)展水平較快提升。
03 關鍵核心技術
在環(huán)境監(jiān)測儀器領域，重點提升高端環(huán)境監(jiān)測儀器的自主創(chuàng)新供給能力。
（1）高精度單顆粒光散射法PM2.5監(jiān)測技術
在大氣監(jiān)測技術方面，高精度單顆粒光散射法PM2.5監(jiān)測設備在美國大氣網絡中應用比例已經顯著提高；這種技術具有多粒徑同步監(jiān)測、響應迅速等優(yōu)勢；下一步很可能成為我國大氣PM2.5自動監(jiān)測應用的發(fā)展方向。
（2）含氟溫室氣體和ODS高精度監(jiān)測技術
消耗臭氧層物質，簡稱ODS，包含6大類鹵代烴，如氟氯碳化物（CFCs）、氫氯氟碳化物（HCFCs）、哈龍（Halon）、四氯化碳（CCl4）、甲基氯仿（CH3CCl3）和甲基溴（CH3Br）等。這些化合物主要用于制冷、清洗和發(fā)泡等領域。他們能在平流層釋放出鹵素原子，催化臭氧光解反應，使平流層臭氧量減少，形成南極臭氧空洞，導致過量紫外線輻射到達地球表面，危及人類和地球生物圈的安全。含氟溫室氣體，簡稱F-gas，包括《聯(lián)合國氣候變化框架公約》（UNFCCC）之《京都議定書》包含的7類溫室氣體中的4類，即氫氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、六氟化硫（SF6）和三氟化氮（NF3）。含氟溫室氣體具有極高的全球增溫潛勢（GWP），如NF3的GWP100高達15750，而SF6的GWP100高達23500。因此，盡管大氣中的含氟溫室氣體濃度極低，但含氟溫室氣體和ODS占長壽命溫室氣體輻射強度的11%，對全球變暖起著重要作用。含氟溫室氣體和ODS高精度監(jiān)測（ppt級）多采用氣相色譜-質譜聯(lián)用（GC-MS）、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）等技術。
（3）固定源可凝結顆粒物監(jiān)測技術
可凝結顆粒物（CPM）是指在排放前的煙氣中處于氣態(tài)，在排放后經過大氣的稀釋降溫作用立即凝結形成固態(tài)或液態(tài)顆粒的物質。CPM作為一種新興的燃煤污染物，具有排放濃度高、形成的顆粒物直徑小、成分復雜的特點。目前，常規(guī)污染物已被控制在超低排放以下，工業(yè)源CPM的貢獻已經超過了FPM（不可凝結顆粒物），且占比日益突出，然而CPM還缺乏成熟可靠的控制方法。由于CPM冷凝過程中，在氣-液-固相直接的復雜轉化機制，暫無法實現(xiàn)復雜煙氣中CPM的在線測量。
（4）水質實驗室自動分析技術
水質實驗室自動分析儀和自動化實驗室將自動儀器設備和實驗室分析方法融合，用自動化和智能化的技術手段實現(xiàn)大量水質環(huán)境樣品的分析，已在全國10余個省市建設應用。然而，水質實驗室自動分析儀和自動化實驗室產生的監(jiān)測數(shù)據如何應用、其長期運行的可靠性和穩(wěn)定性如何，是該類技術和產品面臨的主要問題。因此，亟需開展其與實驗室標準分析方法的等效評估工作，確保實驗室自動監(jiān)測數(shù)據的有效性和可用性。
（5）光譜法水質自動監(jiān)測技術
在地表水監(jiān)測方面，光譜法自動監(jiān)測儀器具有響應速度快、二次污染小、維護量低等特點，盡管其數(shù)據質量目前還難以達到評價考核的要求，但在污染溯源排查、水質預警預報、城市管網監(jiān)測等多種應用場景仍有很好的應用前景。
目前，我國仍面臨細顆粒物PM2.5污染依然嚴峻和臭氧污染日益凸顯的雙重壓力。環(huán)境空氣綜合立體監(jiān)測，微型化的空氣質量監(jiān)測設備需求增加。在新形勢下，建設一個全域覆蓋、全要素覆蓋的大氣立體監(jiān)測體系迫在眉睫。O3與PM2.5的協(xié)同控制，需要在現(xiàn)有城市、區(qū)域監(jiān)測網絡的基礎上，依靠更精準、痕量級、快速響應的在線監(jiān)測設備和區(qū)域立體監(jiān)測設備，以便掌握前驅物的生成條件、衍生過程、區(qū)域傳輸關系等，最終為實現(xiàn)O3與PM2.5協(xié)同管控提供科學的數(shù)據支撐。通過對區(qū)域內主要固定污染源、工業(yè)園區(qū)、道路交通、農村面源、無組織排放源的監(jiān)測進行高密度布設、重點監(jiān)控，可以準確查找污染源、實時掌握網絡覆蓋范圍內的空氣質量變化情況，為精準治霾提供科學依據。因此，除標準化空氣監(jiān)測站以外，顆粒物組分站及更加小型化、微型化的空氣質量監(jiān)測儀器將迎來市場機會。
污染源排放自動監(jiān)測方面，主要以CO2為目標，除了濃度監(jiān)測，將更加關注煙氣排放流量、濕度等參與排放量計算的重要參數(shù)監(jiān)測的質量；隨著CO2-CEMS儀器標準加嚴和設備質量、能力提升，監(jiān)測法在CO2排放量統(tǒng)計核算中的應用將不斷加大，水泥等排放口相對規(guī)范的行業(yè)或將率先試點應用。
大氣自動監(jiān)測方面，主要以CO2、CH4、N2O為目標，根據管理需求、技術能力和應用場景，儀器裝備分為高精度和中精度設備；據了解，目前正在研究制定大氣溫室氣體監(jiān)測網絡建設規(guī)劃。
水質自動監(jiān)測方面，水質監(jiān)測的進一步自動化和智能化是未來的發(fā)展熱點。實驗室分析方面，從水樣采集到實驗室分析，原來由人工完成的工作將逐步探索自動化和人工智能技術進行替代。例如，岸邊無人采樣、無人機采樣、地表水智能分析實驗室，已在國控網率先開展試點應用；在線自動監(jiān)測方面，重點研發(fā)智慧無人運維、故障異常智能診斷等技術，進一步降低人員的參與度，提高儀器自身技術防范造假能力和自動質控運維能力。例如，能夠感知儀器運行環(huán)境和狀態(tài)的智慧站房、能夠自動質控和自我診斷的智能在線監(jiān)測儀器，已成為儀器生產企業(yè)近年來研發(fā)的重點。
綠色化、低碳化、數(shù)字化，將成為環(huán)保產業(yè)新質生產力的關鍵。數(shù)字化、智能化技術在環(huán)保行業(yè)的應用，可提高環(huán)境保護的效率和準確性，降本增效，為環(huán)保產業(yè)轉型升級注入新動能。國家對于數(shù)字化工作的推進，將促使環(huán)保行業(yè)數(shù)字化轉型步入快車道。
