一、2020年行業(yè)評述

    1.主要政策標(biāo)準(zhǔn)

    2020年5月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)值預(yù)報技術(shù)規(guī)范》（HJ 1130-2020）《固定污染源廢氣二氧化硫的測定 便攜式紫外吸收法》（HJ1131-2020）《固定污染源廢氣氮氧化物的測定 便攜式紫外吸收法》（HJ 1132-2020）和《環(huán)境空氣和廢氣顆粒物中砷、硒、鉍、銻的測定 原子熒光法》（HJ1133-2020）四項生態(tài)環(huán)境監(jiān)測類標(biāo)準(zhǔn)。四項標(biāo)準(zhǔn)均為發(fā)布，主要涉及環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)值預(yù)報與環(huán)境空氣、固定污染源廢氣監(jiān)測領(lǐng)域，配套相關(guān)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與污染物排放標(biāo)準(zhǔn)實施，支撐打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)。

    2.行業(yè)發(fā)展

   （1）大氣環(huán)境監(jiān)測方面

    隨著近年來超低排放的發(fā)展，企業(yè)減排、管控的落實，環(huán)境空氣質(zhì)量得到了顯著提升。細(xì)顆粒物的污染有了較大程度的下降，臭氧(O3)污染開始凸顯；而從目前已知的顆粒物形成機(jī)理可以看出，O3對于二次顆粒物的生成有著很大的推進(jìn)作用。因此，強化多污染物協(xié)同控制，加強細(xì)顆粒物和O3的協(xié)同控制，成為2020年比較重要的市場動向。在明確的政策支持下，作為O3前體物的VOCs組分的監(jiān)測需求，如工業(yè)園區(qū)、產(chǎn)業(yè)集群的VOCs組分走航、固定站監(jiān)測，及O3超標(biāo)城市、一般地市的光化學(xué)組分監(jiān)測等，在今年的環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域得到了爆炸性地增長。

    另一方面，移動源的管控，如尾氣遙感監(jiān)測、黑煙抓拍及重型柴油機(jī)車、船舶、非道路移動機(jī)械等尾氣排放監(jiān)測及管理平臺建設(shè)，也是今年各級政府、環(huán)保機(jī)構(gòu)關(guān)注和投入的重點。

    針對環(huán)境空氣污染物濃度降低，空氣質(zhì)量提升到達(dá)瓶頸等情況，市場對于污染物濃度、組分監(jiān)測的度要求都有所提高，環(huán)境監(jiān)測總站、地方環(huán)保機(jī)構(gòu)也陸續(xù)根據(jù)市場需求補全設(shè)備檢測規(guī)范，加快檢測實驗室的建設(shè)，如《環(huán)境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》（HJ653-2013）修訂，VOCs組分分析儀、重金屬分析儀的檢測規(guī)范，長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)揮發(fā)性有機(jī)物走航監(jiān)測技術(shù)規(guī)范等。

   （2）環(huán)境監(jiān)測儀器存在的問題

    在大氣監(jiān)測儀器方面，還存在需要攻克的難題：1）網(wǎng)格化監(jiān)測溯源應(yīng)用與質(zhì)控；2）天地一體監(jiān)測體系多源融合難度大；3）大氣污染物自動監(jiān)測技術(shù)和方法標(biāo)準(zhǔn)需要健全；

    在水質(zhì)監(jiān)測儀器方面，常規(guī)水環(huán)境在線連續(xù)監(jiān)測儀器大多采用化學(xué)+光電檢測技術(shù)，在儀器技術(shù)和應(yīng)用方面還存在待解決問題：1）儀器可靠性偏低，維護(hù)工作量大；2）水質(zhì)在線監(jiān)測非實時工作；3）水質(zhì)在線設(shè)備無法實現(xiàn)源頭質(zhì)控；4）水質(zhì)在線監(jiān)測無法實現(xiàn)斷面通量監(jiān)測。

    3.關(guān)鍵技術(shù)

   大氣環(huán)境監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)

    1)顆粒物傳輸通量激光雷達(dá)：利用相干探測技術(shù)，多普勒原理和后向米散射原理同時獲取風(fēng)和顆粒物在大氣中的垂直空間不同高度的分布，實時捕捉顆粒物的傳輸方向和傳輸量，追溯顆粒物傳輸來源，判定對區(qū)域顆粒物污染的影響。

    2)氨氣分析方法：氨氣是大氣中的高濃度堿性氣體，逃逸到大氣中的氨與硝酸或硫酸等酸性氣體發(fā)生反應(yīng)，形成硫酸鹽、硝酸鹽等二次顆粒物，是大氣環(huán)境中氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)變成固態(tài)污染物的重要推手。研究表明，“非農(nóng)業(yè)”的氨排放占比已達(dá)66%，華北地區(qū)尤為嚴(yán)重。因此環(huán)境空氣中氨氣的監(jiān)測需求也日益凸顯。環(huán)境空氣中的氨氣濃度低、易溶于水、易吸附，監(jiān)測技術(shù)和準(zhǔn)確性上有一定難度。目前常用的監(jiān)測方法有化學(xué)發(fā)光法，采用轉(zhuǎn)化爐的形式進(jìn)行間接測量；或采用光腔衰蕩光譜法直接測量；或采用量子級聯(lián)激光光譜法的開放光程測量設(shè)備進(jìn)行原位式測量。

    3)遙感監(jiān)測技術(shù)：按照“遙感監(jiān)測為主、地面校驗為輔”的原則，結(jié)合模型算法，提高遙感監(jiān)測精度。利用高空間分辨率、高時間分辨率的衛(wèi)星監(jiān)測，甄別污染高值區(qū)、指導(dǎo)地面走航監(jiān)測；觀測污染傳輸及區(qū)域面源的監(jiān)測等；通過甲醛/NO2、乙二醛/NO2指標(biāo)對O3控制區(qū)進(jìn)行判斷，輔助治理決策。

    4)空氣質(zhì)量模型分析的定制化研究：空氣質(zhì)量模型分析的準(zhǔn)確性受數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)量的影響很大，在推動數(shù)據(jù)共享、監(jiān)測手段多樣化的前提下，現(xiàn)階段的空氣質(zhì)量模型分析更趨向于根據(jù)項目實際情況，合理的規(guī)劃能夠獲取的各類監(jiān)測數(shù)據(jù)，如地面監(jiān)測數(shù)據(jù)、地基雷達(dá)觀測數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)等，用于二次驅(qū)動模型，修正、佐證空氣質(zhì)量模型分析的結(jié)果，提高預(yù)測、評估精度。

    5)環(huán)境監(jiān)測設(shè)備智能化、遠(yuǎn)程化維護(hù)：疫情防控對環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的運行維護(hù)影響很大，迫使設(shè)備生產(chǎn)商開展監(jiān)測設(shè)備智能化、遠(yuǎn)程化維護(hù)的研究。結(jié)合5G技術(shù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程質(zhì)控、遠(yuǎn)程維護(hù)等功能，同時又兼顧數(shù)據(jù)信息安全。部分國外儀器廠商已經(jīng)開始在其下一代產(chǎn)品中部署相關(guān)功能。

    4.面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇

    2020年，新冠肺炎疫情呈現(xiàn)出持續(xù)蔓延、控制、常態(tài)化的態(tài)勢，給環(huán)境監(jiān)測行業(yè)整體發(fā)展帶來深遠(yuǎn)影響，也帶來新的發(fā)展機(jī)遇。

   （1）面臨的挑戰(zhàn)

    1）行業(yè)、企業(yè)復(fù)工時間推遲，影響已經(jīng)推進(jìn)或開展項目的實施，導(dǎo)致企業(yè)資金周轉(zhuǎn)壓力陡增；

    2）受到不同地區(qū)、不同疫情防控要求的限制，儀器行業(yè)人員流動受阻，影響企業(yè)儀器設(shè)備生產(chǎn)、項目實施、運維服務(wù)；

    3）環(huán)境監(jiān)測儀器企業(yè)現(xiàn)場操作、設(shè)備維護(hù)、現(xiàn)場質(zhì)控等傳統(tǒng)運營方式受到挑戰(zhàn)。

   （2）發(fā)展機(jī)遇

    1）環(huán)境應(yīng)急檢測儀器設(shè)備：與生命安全、醫(yī)療健康、公共衛(wèi)生等相關(guān)的環(huán)境應(yīng)急檢測類設(shè)備儀器，在疫情發(fā)生地域出現(xiàn)新的需求；

    2）健康安全類監(jiān)測儀器：生物毒性、菌類等監(jiān)測設(shè)備，在污水處理、醫(yī)療廢水處理等疫區(qū)場景下得到更廣泛應(yīng)用；

    3）水環(huán)境、大氣環(huán)境、應(yīng)急監(jiān)測、土壤監(jiān)測和地下水監(jiān)測等領(lǐng)域的監(jiān)測深度、廣度進(jìn)一步加強；

    4）智能化、近場/遠(yuǎn)程交互：疫情下，設(shè)備的運營、質(zhì)控、維護(hù)傳統(tǒng)方式受到制約。5G、人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術(shù)的創(chuàng)新進(jìn)展，對環(huán)境監(jiān)測儀器設(shè)備的智能化、近場通訊、遠(yuǎn)程交互等提出新要求，推動儀器向“自主運行、自主/遠(yuǎn)程質(zhì)控、自主/遠(yuǎn)程維護(hù)”進(jìn)化；

    5）環(huán)境監(jiān)測行業(yè)轉(zhuǎn)型：疫情的出現(xiàn)，給傳統(tǒng)監(jiān)測帶來新的機(jī)遇，引導(dǎo)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測從理化指標(biāo)的常規(guī)監(jiān)測，進(jìn)入生命健康安全的生態(tài)安全監(jiān)測領(lǐng)域；新的監(jiān)測儀器、新的應(yīng)用場景，需要新監(jiān)測儀器、質(zhì)控方式和運維方式。

    二、2021年發(fā)展展望

    2021年，將是生態(tài)環(huán)境監(jiān)測“十四五”的開局之年，在生態(tài)環(huán)境總思路“提氣、降碳、強生態(tài)，增水、固土、防風(fēng)險”指引下，推動污染防治攻堅戰(zhàn)在關(guān)鍵領(lǐng)域、關(guān)鍵指標(biāo)上實現(xiàn)新突破。

    在大氣環(huán)境方面，“十四五”期間，國控點位數(shù)量從1436個增加至2000個左右，將改進(jìn)空氣質(zhì)量評價與排名規(guī)則，排名范圍擴(kuò)大到全部地級及以上城市。研究開展主要污染物濃度三年滑動平均值評價，降低氣象條件波動對評價排名結(jié)果的影響。

    O3與PM2.5協(xié)同控制迫在眉睫，區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控與重污染天氣應(yīng)對成為常態(tài)。深入推進(jìn)揮發(fā)性有機(jī)物減排的需求，需要構(gòu)建更加完整、全域覆蓋、全要素覆蓋的大氣立體監(jiān)測體系。O3與PM2.5協(xié)同控制需要在現(xiàn)有城市、區(qū)域監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)（包含常規(guī)空氣站和組分網(wǎng)站，以及省/市/區(qū)/縣級監(jiān)測站）的基礎(chǔ)上，依靠更精準(zhǔn)、痕量級、快速響應(yīng)的在線監(jiān)測儀表和區(qū)域立體監(jiān)測設(shè)備，掌握前驅(qū)物生成條件、衍生過程、區(qū)域傳輸關(guān)系、健康安全影響等，為實現(xiàn)O3與PM2.5協(xié)同管控提供科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。

    在大氣污染重點城市、污染傳輸通道，大區(qū)域大尺度范圍內(nèi)監(jiān)測PM2.5、NOx、O3、VOCs、重金屬、離子元素等監(jiān)測因子將根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況被積極采納。對于高速道路、港口、機(jī)場等交通樞紐移動排放源，開展必要的環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測，建立道路交通監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。固定源、移動源、面源全部涵蓋，污染源企業(yè)、城市、區(qū)域全域覆蓋，地面、近地面立體遙感，為實現(xiàn)精準(zhǔn)治污提供有效污染物分布、通道傳輸?shù)葦?shù)據(jù)，助力實現(xiàn)有效溯源，精準(zhǔn)治污。

    現(xiàn)有的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)以常規(guī)六參數(shù)為基礎(chǔ)，重點區(qū)域也陸續(xù)建立了組分監(jiān)測站點，但總體數(shù)量不足，監(jiān)測污染物的種類較少，部分設(shè)備時效性不強，并不能滿足光化學(xué)污染反應(yīng)機(jī)理等研究的需求。因此，擴(kuò)展監(jiān)測污染物的種類，如增加溫室氣體、元素分析、中間物監(jiān)測等，發(fā)展時間分辨率高的監(jiān)測設(shè)備，研究各類污染物在污染過程中的生成、轉(zhuǎn)化、傳輸，研究復(fù)合型污染的形成機(jī)理，將是一個主要任務(wù)。

    另一方面，空氣監(jiān)測城市站的設(shè)備更換周期為5-8年，《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)劃綱要（2020-2035年）》中對于下一階段的建設(shè)任務(wù)要求中也提及了監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)往鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村發(fā)展，并加強交通路邊站的建設(shè)，常規(guī)參數(shù)的監(jiān)測設(shè)備前景廣闊。隨著環(huán)境空氣質(zhì)量的持續(xù)向好，對監(jiān)測設(shè)備的量程、檢出限、精密度的要求會更高。因此，改進(jìn)常規(guī)參數(shù)監(jiān)測設(shè)備性能指標(biāo)，甚至采用新技術(shù)新方法實現(xiàn)突破，將會是監(jiān)測設(shè)備生產(chǎn)商競爭的主要方向。

    我國碳達(dá)峰、碳中和等一系列中長期目標(biāo)和愿景已經(jīng)明確，為應(yīng)對氣候變化、走綠色低碳發(fā)展的道路明確了目標(biāo)、指明了方向，注入了強大動力，為整個環(huán)境監(jiān)測帶來新的技術(shù)突破、市場需求。結(jié)合連續(xù)自動監(jiān)測和遙感監(jiān)測手段，依托現(xiàn)有大氣監(jiān)測城市站點或區(qū)域站點，逐步增加CO2等溫室氣體指標(biāo)，探索開展城市和區(qū)域溫室氣體濃度監(jiān)測，并納入到常規(guī)監(jiān)測系統(tǒng)中。

    衛(wèi)星遙感監(jiān)測作為大尺度的監(jiān)測手段，在污染傳輸監(jiān)測、整體環(huán)境評估等方面優(yōu)勢明顯。現(xiàn)階段，衛(wèi)星遙感對于近地面的監(jiān)測并不理想，對于氣溶膠的監(jiān)測易受氣溶膠形狀、組分的影響而產(chǎn)生偏差。因此，發(fā)展“地空協(xié)同監(jiān)測，以地基監(jiān)測數(shù)據(jù)對遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計修正，以遙測結(jié)果指導(dǎo)地面監(jiān)測，污染物溯源、治理，以遙測數(shù)據(jù)對區(qū)域環(huán)境空氣的模型分析、預(yù)測預(yù)警等進(jìn)行二次修正”的綜合應(yīng)用，可作為環(huán)境監(jiān)測和管理類綜合項目的主要思路。