導讀
為及時反映生態環保產業過往一年的發展動態，預測新一年的發展趨勢，我會組織各分支機構編寫了《2024年行業評述和2025年發展展望》，供環保企事業單位、專家和管理者參考。本文為《2024年環境監測行業評述和2025年發展展望》，作者為中國環境保護產業協會環境監測儀器專業委員會王雪嬌、范蘊非、韓香玉、王雪召、遲穎、郭煒。
2024年行業評述
01 主要政策
1月19日，生態環境部 國家發展和改革委員會 工業和信息化部 財政部 交通運輸部聯合印發《關于推進實施水泥行業超低排放的意見》《關于推進實施焦化行業超低排放的意見》的通知（環大氣〔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文明思想和全國生態環境保護大會精神。堅持穩中求進工作總基調，堅持精準、科學、依法治污，綜合采取稅收、價格、金融、環保等政策，多措并舉推進實施水泥、焦化行業超低排放，提升行業全工序、全流程大氣污染治理水平，推動行業綠色低碳轉型升級，促進空氣質量持續改善，為深入打好污染防治攻堅戰提供有力支撐。
3月6日，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《關于加強生態環境分區管控的意見》，意見提出新時期全面加強生態環境分區管控的主要目標、重點任務和保障措施。生態環境分區管控是以保障生態功能和改善環境質量為目標，實施分區域差異化精準管控的環境管理制度，是提升生態環境治理現代化水平的重要舉措。實施生態環境分區管控，嚴守生態保護紅線、環境質量底線、資源利用上線，科學指導各類開發保護建設活動，對于推動高質量發展，建設人與自然和諧共生的現代化具有重要意義。
3月13日，生態環境部印發《關于加快建立現代化生態環境監測體系的實施意見》（環監測〔2024〕17號）的通知，意見提出，以監測先行、監測靈敏、監測準確為導向，以更高標準保證監測數據“真、準、全、快、新”為目標，以科學客觀權威反映生態環境質量狀況為宗旨，健全天空地海一體化監測網絡，加速監測技術數智化轉型，筑牢高質量監測數據根基，強化高效能監測管理，實現高水平業務支撐，更好發揮生態環境監測對污染治理、生態保護、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測力量，為新時代下生態環境監測事業發展指明了方向。
4月8日，生態環境部印發《排污許可管理辦法》（部令 第32號），管理辦法的發布是健全美麗中國建設保障體系的重要舉措，是持續深化排污許可制度改革的重要基礎性文件，對于規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《2024—2025年節能降碳行動方案》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、習近平生態文明思想，堅持穩中求進工作總基調，完整、準確、全面貫徹新發展理念，一以貫之堅持節約優先方針，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，分領域分行業實施節能降碳專項行動，更高水平更高質量做好節能降碳工作，更好發揮節能降碳的經濟效益、社會效益和生態效益，為實現碳達峰碳中和目標奠定堅實基礎。通知提出2024-2025年節能降碳的總體要求及十項重點任務，節能降碳是積極穩妥推進碳達峰碳中和、全面推進美麗中國建設、促進經濟社會發展全面綠色轉型的重要舉措。
11月1日，生態環境部印發《入河排污口監督管理辦法》（部令 第35號），辦法對入河排污口設置審批程序、權限、監測監管等做出了具體規定，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、管理規范長效監管機制的重要文件，有利于加快提升環境治理能力和質量體系現代化水平。加強入河排污口監督管理，是深入打好污染防治攻堅戰的重要抓手，對于促進綠色發展，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督管理改革工作，明確要求“國家有關部門制定排污口監督管理規定及技術規范”。
11月4日，生態環境部印發《全面實行排污許可制實施方案》（環環評〔2024〕79號），排污許可制度作為國家環境治理體系的重要組成部分，是固定污染源監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，對推進生態環境治理體系和治理能力現代化具有重要意義。
2024年，生態環境部共發布《環境空氣氣態污染物（氨、硫化氫）自動監測技術規范》（HJ 1393-2024）、《環境空氣氣態污染物（氨、硫化氫）自動監測系統技術要求及檢測方法》（HJ 1394-2024）、《水質銅自動監測儀技術要求及檢測方法》（HJ 1400-2024）、《水質鎳自動監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測技術規范》（HJ 1403-2024）、《地表水水質自動監測站選址與基礎設施建設技術要求》（HJ 915.1-2024）等31項國家生態環境監測標準，包括11項生態環境監測技術規范、17項生態環境監測分析方法標準和3項生態環境監測儀器及系統技術要求。
02 行業發展
（1）儀器裝備數智化發展
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，實現設備運維和質控的自動化。
站房環境感知和控制智能化：通過加裝溫濕度、標氣泄漏檢測、AI視頻監控等智能感知設備，實現設備運行環境、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據質量。
無人機搭載采樣器、監測設備等，能夠靈活應對復雜地形和惡劣環境；
岸邊無人采樣站通過集成采水設施、采樣瓶等，實現定深、定量采樣，常規五參數實時監測上傳。
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，實現環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、測試效率及數據質量的顯著優勢，目前已在我國10余個省市、多個行業開展應用。
（2）儀器裝備技防造假能力增強
①儀器設備技術防范數據造假能力提升
儀器重要參數采集上傳：針對各類儀器，全面識別直接或間接影響儀器測量數據準確性的參數，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，實現實時采集上傳。
工控機與數采儀在數據采集、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、關鍵參數修改限制與留痕、與站房門禁和監控聯動等，有效防范數據傳輸造假。
②污染源監測設備技防措施要求
手工現場監測設備：增加北斗定位、網絡授時、數據參數直聯直采等功能，開發監測報告及記錄合規性智能識別和數據信息防偽功能，推動實現現場活動可視、設備時空可溯、監測過程可控、樣品軌跡可追。
自動監測儀器設備：實現相關設備參數和運行狀態動態獲取，異常數據線索和違規運維行為智能識別；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）溫室氣體監測方面
“雙碳”監測與生態環境監測網絡統籌融合，發揮對減污降碳協同增效的支撐服務作用。2021年9月，生態環境部印發《碳監測評估試點工作方案》，聚焦重點行業、重點區域、重點城市開展試點監測，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，生態環境部印發《“十四五”生態環境監測規劃》，支持低碳發展，加快開展碳監測評估。2023年9月，生態環境部印發《深化碳監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同監測能力。2023年11月，生態環境部等11部門印發《甲烷排放控制行動方案》，加強甲烷排放監測，研究建立甲烷排放核算、報告和核查制度，提升甲烷排放數據信息化管理水平。通過開展重點行業、省市和區域深化試點工作，到2024年底，初步建立較為完備的碳監測評估技術方法體系，探索建立個別重點領域的碳監測評估業務化運行模式，推動碳監測評估試點成果創新應用，更好地發揮示范效應，為減污降碳和國際履約提供監測支撐。到2025年基本建成碳監測評估體系。
（4）水質監測方面
智能化、自動化、高精度和綠色化的發展方向。隨著人工智能技術的不斷發展，水質監測設備將能夠實現自動化處理、自動識別污染物、自動生成報告等功能，使監測過程更加高效，通過高精度的傳感器和監測技術來實現對水質的更精準監測和分析，使監測結果更加準確、可靠，通過綠色化的方式來實現監測過程，使監測過程更加環保。
（5）重金屬監測方面
重金屬污染監測需求增加。2022年生態環境部印發的《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、廢氣重金屬在線監測技術、設備的研發與應用；建立健全重金屬污染監控預警體系，提升信息化監管水平。隨后，四川、云南、寧夏等多省發布重金屬污染相關防治規劃，其中四川省生態環境廳發布的《四川省“十四五”重金屬污染防控工作方案》明確，依托水質自動監測站加裝鉈、銻等特征重金屬污染物自動監測設備，分檔確定各市（州）的重點行業企業數量、重金屬污染物排放量基數等，以實現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%，涉重金屬重點行業產業結構進一步優化，重點行業綠色發展水平較快提升。
03 關鍵核心技術
在環境監測儀器領域，重點提升高端環境監測儀器的自主創新供給能力。
（1）高精度單顆粒光散射法PM2.5監測技術
在大氣監測技術方面，高精度單顆粒光散射法PM2.5監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測、響應迅速等優勢；下一步很可能成為我國大氣PM2.5自動監測應用的發展方向。
（2）含氟溫室氣體和ODS高精度監測技術
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高精度監測（ppt級）多采用氣相色譜-質譜聯用（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測技術
可凝結顆粒物（CPM）是指在排放前的煙氣中處于氣態，在排放后經過大氣的稀釋降溫作用立即凝結形成固態或液態顆粒的物質。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，常規污染物已被控制在超低排放以下，工業源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大量水質環境樣品的分析，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測數據如何應用、其長期運行的可靠性和穩定性如何，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，確保實驗室自動監測數據的有效性和可用性。
（5）光譜法水質自動監測技術
在地表水監測方面，光譜法自動監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。環境空氣綜合立體監測，微型化的空氣質量監測設備需求增加。在新形勢下，建設一個全域覆蓋、全要素覆蓋的大氣立體監測體系迫在眉睫。O3與PM2.5的協同控制，需要在現有城市、區域監測網絡的基礎上，依靠更精準、痕量級、快速響應的在線監測設備和區域立體監測設備，以便掌握前驅物的生成條件、衍生過程、區域傳輸關系等，最終為實現O3與PM2.5協同管控提供科學的數據支撐。通過對區域內主要固定污染源、工業園區、道路交通、農村面源、無組織排放源的監測進行高密度布設、重點監控，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測儀器將迎來市場機會。
污染源排放自動監測方面，主要以CO2為目標，除了濃度監測，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監測的質量；隨著CO2-CEMS儀器標準加嚴和設備質量、能力提升，監測法在CO2排放量統計核算中的應用將不斷加大，水泥等排放口相對規范的行業或將率先試點應用。
大氣自動監測方面，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測網絡建設規劃。
水質自動監測方面，水質監測的進一步自動化和智能化是未來的發展熱點。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；在線自動監測方面，重點研發智慧無人運維、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境和狀態的智慧站房、能夠自動質控和自我診斷的智能在線監測儀器，已成為儀器生產企業近年來研發的重點。
綠色化、低碳化、數字化，將成為環保產業新質生產力的關鍵。數字化、智能化技術在環保行業的應用，可提高環境保護的效率和準確性，降本增效，為環保產業轉型升級注入新動能。國家對于數字化工作的推進，將促使環保行業數字化轉型步入快車道。
