2021年環(huán)境監(jiān)測發(fā)展評述
一、主要政策標準
1月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《關于統(tǒng)籌和加強應對氣候變化與生態(tài)環(huán)境保護相關工作的指導意見》。鼓勵能源、工業(yè)、交通、建筑等重點領域制定達峰專項方案。結合現(xiàn)有污染源監(jiān)測體系，對重點排放單位開展溫室氣體排放源監(jiān)測工作，建立重點排放單位溫室氣體排放源監(jiān)測的管理體系和技術體系，加強源頭治理、系統(tǒng)治理、整體治理，實現(xiàn)減污降碳協(xié)同效應，為實現(xiàn)碳達峰目標與碳中和提供支撐保障。
10月24日，中共中央、國務院印發(fā)《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，對中國碳達峰碳中和進行頂層設計，并提出具體目標和措施。26日，國務院印發(fā)《2030年前碳達峰行動方案》，聚焦2030年前碳達峰目標，對推進碳達峰工作作出總體部署。27日，國務院新聞辦公室發(fā)表《中國應對氣候變化的政策與行動》白皮書，介紹中國應對氣候變化進展，分享中國應對氣候變化實踐和經(jīng)驗，提出減污降碳協(xié)同增效新理念，以結構調整、布局優(yōu)化為重點，以政策協(xié)同、機制創(chuàng)新為手段，對顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、揮發(fā)性有機物、氨等大氣污染物和溫室氣體實施協(xié)同控制，提供政策基礎。
11月，中共中央、國務院審議并通過《關于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》。《意見》指出，要深入貫徹習近平生態(tài)文明思想，以實現(xiàn)減污降碳協(xié)同增效為總抓手，以改善生態(tài)環(huán)境質量為核心，以精準治污、科學治污、依法治污為工作方針，統(tǒng)籌污染治理、生態(tài)保護、應對氣候變化，保持力度、延伸深度、拓寬廣度，以更高標準打好藍天、碧水、凈土保衛(wèi)戰(zhàn)，以高水平保護推動高質量發(fā)展、創(chuàng)造高品質生活，努力建設人與自然和諧共生的美麗中國。
2021年，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《規(guī)劃環(huán)境影響評價技術導則 產業(yè)園區(qū)》（HJ 131-2021）、《水質 色度的測定 稀釋倍數(shù)法》（HJ 1182-2021）、《水質 氧化樂果、甲胺磷、乙酰甲胺磷、辛硫磷的測定 液相色譜-三重四極桿質譜法》（HJ 1183-2021）、《土壤和沉積物 6種鄰苯二甲酸酯類化合物的測定 氣相色譜-質譜法》（HJ 1184-2021）、《水質 28種有機磷農藥的測定 氣相色譜-質譜法》（HJ 1189-2021）、《水質 滅菌生物指示物（枯草芽孢桿菌黑色變種）的鑒定 生物學檢測法》（HJ 1190-2021）、《水質 疊氮化物的測定 分光光度法》（HJ 1191-2021）、《水質 9種烷基酚類化合物和雙酚A的測定 固相萃取/高效液相色譜法》（HJ 1192-2021）、《水質 銦的測定 石墨爐原子吸收分光光度法》（HJ 1193-2021）9項國家生態(tài)環(huán)境標準。9項標準均為首次發(fā)布，主要涉及產業(yè)園區(qū)、地表水、地下水、生活污水和工業(yè)廢水及微生物實驗室廢水滅菌效果的生物學監(jiān)測領域，為藍天、碧水保衛(wèi)戰(zhàn)提供技術支撐。
二、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推廣，企業(yè)減排、管控的落實，我國環(huán)境空氣質量得以明顯改善。PM2.5及主要一次污染物濃度有了一定程度的下降，但顆粒物濃度仍處于高位，臭氧超標問題逐漸顯現(xiàn)，PM2.5和臭氧復合污染特征明顯，因此，加強細顆粒物與臭氧污染協(xié)同控制仍是2022年重要的市場動向。在政策指引下，作為臭氧前體物的VOCs組分監(jiān)測及一般地市的光化學污染監(jiān)測等，在今年的環(huán)境監(jiān)測領域得到了明顯增長。
另一方面，我國大氣污染主要是以化石能源為主的能源結構造成的，既排放大氣污染物，也排放碳，隨著大氣污染治理的不斷深入，降低污染物排放的難度越來越大，將二氧化碳減排融入生態(tài)環(huán)境保護，推動污染源源頭治理，通過碳減排持續(xù)改善空氣質量，實現(xiàn)大氣污染防治與碳減排協(xié)同控制。“十四五”時期，我國生態(tài)環(huán)境保護將進入減污降碳協(xié)同治理的新階段。
隨著環(huán)境空氣污染物濃度顯著降低，市場對污染物監(jiān)測種類、組分監(jiān)測的精確度要求都有所提高，環(huán)境監(jiān)測總站、地方環(huán)保機構也陸續(xù)根據(jù)市場需求起草修訂設備檢測規(guī)范，加快檢測實驗室的建設，如固定污染源溫室氣體檢測規(guī)范、環(huán)境空氣溫室氣體檢測規(guī)范、環(huán)境空氣非甲烷總烴檢測規(guī)范、環(huán)境空氣硫化氫和氨檢測規(guī)范等。
2.水環(huán)境監(jiān)測方面
根據(jù)水污染治理、水生態(tài)修復、水資源保護“三水共治”需求，統(tǒng)籌流域與區(qū)域、水域與陸域、生物與生境，逐步實現(xiàn)水質監(jiān)測向水生態(tài)監(jiān)測轉變。“十四五”國家地表水按“9+N”方式進行監(jiān)測（9，即水溫、濁度、電導率、pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮；N，即化學需氧量、五日生化需氧量、陰陽離子、重金屬、有機物、水生態(tài)綜合毒性等特征指標），進一步拓展自動監(jiān)測指標和覆蓋范圍。
為進一步加強地級及以上城市國家地表水考核斷面水環(huán)境質量，國家在主要斷面的監(jiān)測考核持續(xù)加強，按照“科學評價、厘清責任、三水統(tǒng)籌”的總體原則，統(tǒng)籌優(yōu)化地表水國控斷面，實現(xiàn)十大流域干流及重要支流、地級及以上城市、重要水體省市界、重要水功能區(qū)全覆蓋，增加更多監(jiān)測點位。戶外小型化水站由于監(jiān)測方法與國標站一致，不受站房征地建設的影響而得到廣泛應用。
隨著水環(huán)境管理的加強，對水質設備的精確度、數(shù)據(jù)的可靠性方面提出更高要求，有些地方已經(jīng)開展了新指標體系的驗證。
3.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）顆粒物監(jiān)測現(xiàn)場質控裝置的研制；2）光化學監(jiān)測智能化不足，質譜類尚存衰減、內標不穩(wěn)、殘留等共性問題；3）大氣污染物自動監(jiān)測技術和方法標準需要健全。
在水質監(jiān)測儀器方面存在的主要問題有：1）多采用化學+光電檢測技術，廢液等二次污染依然存在；2）監(jiān)測儀器以常規(guī)污染物濃度監(jiān)測為主，不能全面反映水質生態(tài)系統(tǒng)的綜合情況；3）非真正意義上的在線監(jiān)測。
三、關鍵技術
1.大氣環(huán)境監(jiān)測關鍵技術
(1)溫室氣體監(jiān)測技術：碳達峰、碳中和是目前和未來一段時間內生態(tài)文明建設工作的熱點和重點。環(huán)境及污染源排放的二氧化碳等溫室氣體的直接測量是核算和評估等工作的基礎和數(shù)據(jù)支撐。目前常用的監(jiān)測方法有非分散紅外、可調諧半導體激光、傅里葉紅外、紅外氣體濾光相關法等。
(2）氨氣監(jiān)測技術：氨氣是大氣中唯一的高濃度堿性氣體，逃逸到大氣中的氨與硝酸或硫酸等酸性氣體發(fā)生反應，形成硫酸鹽、硝酸鹽等二次顆粒物，是大氣環(huán)境中氣態(tài)污染物轉變成固態(tài)污染物的重要推手。環(huán)境空氣中的氨氣濃度低、易溶于水、易吸附，監(jiān)測技術和準確性上有一定難度。目前常用的監(jiān)測方法有可調諧半導體激光吸收光譜、差分吸收光譜技術等。
(3）大氣VOCs監(jiān)測技術：大氣中揮發(fā)性有機物(VOCs)來源廣泛，組成復雜，可與氮氧化物(NOX)發(fā)生光化學反應生成二次污染物臭氧(O3)和細顆粒物(PM2.5)，準確、持續(xù)開展大氣VOCs監(jiān)測是落實國家VOCs污染防治規(guī)劃和計劃的必要前提。大氣VOCs目標物種多、不同物種濃度差異大、對監(jiān)測方法靈敏度要求高，在監(jiān)測靈敏度、準確度、數(shù)據(jù)有效性及可比性等方面還存在著一系列挑戰(zhàn)。目前常用的監(jiān)測方法有氣相色譜-火焰離子化檢測法（GC-FID）、氣相色譜質譜法（GC-MS）等。
(4）區(qū)域碳匯反演數(shù)值模擬研究：加強由溫室氣體監(jiān)測濃度到排放量的同化反演模型等研究，說清碳源碳匯的時間變化和空間分布特征及區(qū)域貢獻，科學預估碳源碳匯的未來趨勢，推進監(jiān)測數(shù)據(jù)的業(yè)務化應用，盡早助力碳達峰行動。
2.水環(huán)境監(jiān)測關鍵技術
(1）高頻通量、微型光譜傳感器監(jiān)測技術：是指開發(fā)、推廣和應用高頻次（秒級以下）測量的微型光譜法檢測技術，實現(xiàn)對水環(huán)境特征物的高頻次監(jiān)測、水斷面的通量監(jiān)測。識別水中的懸浮泥沙、葉綠素、污染物等不同物質成分的含量，監(jiān)測水中各項光學性質的分布、變化規(guī)律，為環(huán)境監(jiān)測提供可靠依據(jù)，同時為赤潮等災害監(jiān)測提供快速應急監(jiān)測能力，能夠滿足水資源環(huán)境監(jiān)測和管理的高精度、大尺度和實時的技術要求。
(2）基于環(huán)境 DNA 技術的水體生物多樣性監(jiān)測技術：環(huán)境DNA技術可通過檢測水樣中是否含有特定的DNA序列來判斷某一物種是否存在，這使得原本復雜且耗時的工作變得高效省力。環(huán)境 DNA技術用于生物多樣性監(jiān)測，具有如下的優(yōu)勢：（1）靈敏度高：可用于密度很低的珍稀物種和瀕危物種的定性監(jiān)測;（2）高效省時：與傳統(tǒng)監(jiān)測方法相比，所需的人力、物力和時間更少;（3）降低了對人員的要求：只需使用分子生物學方法就可以進行物種鑒定，操作更為便捷;（4）采樣受限小：只需采集一定量的水樣，受外界影響較小;（5）對生態(tài)系統(tǒng)干擾較小。
(3）微量和痕量有害物質連續(xù)自動監(jiān)測技術：痕量有害物質具有高毒性、生物蓄積性以及長期殘留性，存在于水環(huán)境中會對人類的身體健康以及生態(tài)環(huán)境造成極大的危害，色譜方法在水環(huán)境有機有害物質監(jiān)測中具有重要地位，毛細柱氣相色譜及高效液相色譜等方法被廣泛應用。
(4）高通量生物毒性綜合監(jiān)測技術：生物法監(jiān)測已經(jīng)成為各種飲用水源地水質預警系統(tǒng)中不可或缺的部分。
四、面臨的挑戰(zhàn)和機遇
2021年，新冠肺炎疫情持續(xù)蔓延，給環(huán)境監(jiān)測行業(yè)整體發(fā)展帶來深遠影響，也帶來新的發(fā)展機遇。
1.面臨挑戰(zhàn)
（1）受疫情影響，行業(yè)企業(yè)的管理效率大幅降低、既定招標項目的延期、市場營銷被迫減緩、市場銷量大幅下滑、已推進或開展項目實施延遲、原材料上漲、經(jīng)營成本增加、導致企業(yè)資金周轉壓力增加，疫情對環(huán)境監(jiān)測的沖擊短期內將持續(xù)存在；
（2）環(huán)境監(jiān)測儀器的監(jiān)測深度、廣度以及設備維護、現(xiàn)場質控等傳統(tǒng)運維方式受到挑戰(zhàn)，新晉的監(jiān)測指標和智能化的運維方式將為環(huán)境監(jiān)測儀器行業(yè)帶來巨大商機，新型冠狀病毒疫情加速行業(yè)企業(yè)的優(yōu)勝劣汰。
2.發(fā)展機遇
（1）持續(xù)進行技術攻關與創(chuàng)新，重視大數(shù)據(jù)、智能化等新技術的業(yè)務應用，多方布局。疫情下，設備的傳統(tǒng)生產和運維方式受到制約。5G、人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術的創(chuàng)新進展，對智能生產設備的投入和環(huán)境監(jiān)測儀器設備的智能化、近場通訊、遠程交互等提出新要求，推動儀器向“自主運行、自主/遠程質控、自主/遠程維護”發(fā)展；
（2）高效產銷協(xié)同，緊密跟蹤需求端變化，推動環(huán)境監(jiān)測產能恢復。疫情的出現(xiàn)，引導生態(tài)環(huán)境監(jiān)測從理化指標的常規(guī)監(jiān)測，進入生命健康安全的生態(tài)安全監(jiān)測及應急快速監(jiān)測領域，新的應用場景帶來新的監(jiān)測需求。環(huán)境監(jiān)測的深度、廣度將進一步加強。
2022年環(huán)境監(jiān)測發(fā)展展望
2022年，深刻認識新階段污染防治工作的新形勢、新特征，以持續(xù)改善生態(tài)環(huán)境質量為核心，堅持方向不變、力度不減，進一步延伸深度、拓展廣度，堅持細顆粒物(PM2.5)和臭氧(O3)污染治理相協(xié)同、溫室氣體和大氣污染物排放控制相協(xié)同、本地治污和區(qū)域共治相協(xié)同，全面抓好各項措施落實，切實提升治理能力。
在大氣環(huán)境方面 以京津冀及周邊、長三角、汾渭平原等重點區(qū)域為主戰(zhàn)場，調整優(yōu)化產業(yè)結構、能源結構、運輸結構、用地結構，強化區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控和重污染天氣應對，進一步明顯降低PM2.5濃度，明顯減少重污染天數(shù)，明顯改善大氣環(huán)境質量。
強化重點區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控聯(lián)治，臭氧（O3）與細顆粒物協(xié)同控制，有效降低污染程度。在大氣污染防治重點區(qū)域、VOCs高排放城市、臭氧超標城市開展光化學組分監(jiān)測；在京津冀及周邊地區(qū)、汾渭平原開展顆粒物組分、氨氣、氣溶膠垂直分布等監(jiān)測；在PM2.5年平均濃度未達標的城市開展顆粒物組分監(jiān)測；在石化、工業(yè)涂裝、包裝印刷等涉VOCs、氮氧化物的產業(yè)集群和工業(yè)園區(qū)開展顆粒物組分監(jiān)測，涉消耗臭氧層物質ODS、氫氟碳化物HFCs的密集區(qū)開展相關物質的試點監(jiān)測。
強化工業(yè)企業(yè)無組織排放管理，推進揮發(fā)性有機物排放綜合整治，開展大氣氨排放控制試點，推動鋼鐵等行業(yè)超低排放改造。對于高速道路、港口、機場、鐵路貨路場等交通樞紐移動排放源，開展必要的環(huán)境空氣質量監(jiān)測，建立道路交通監(jiān)測網(wǎng)絡。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，精準治污。
在碳達峰碳中和“雙碳”背景下，為進一步提升溫室氣體監(jiān)測與評估能力，實現(xiàn)溫室氣體的可測量、可報告、可核查，生態(tài)環(huán)境部積極部署碳監(jiān)測評估體系建設，目前已著手在電力、鋼鐵等十大行業(yè)開展碳排放在線監(jiān)測試點工作，未來溫室氣體排放的在線監(jiān)測有可能覆蓋重點行業(yè)數(shù)十萬家重點企業(yè)，包括排放源監(jiān)測、城市環(huán)境監(jiān)測、背景監(jiān)測等，都有非常好的市場前景。
另一方面，國家和地方空氣質量監(jiān)測城市站的儀器逐步進入更新期，各地結合實際優(yōu)化轄區(qū)內空氣質量監(jiān)測站點，綜合標準站、微型站、單指標站、移動站等多種模式，實現(xiàn)縣城和污染較重鄉(xiāng)鎮(zhèn)全覆蓋；同時鼓勵有條件的地方以保障公眾健康為導向優(yōu)化監(jiān)測點位和監(jiān)測項目設置，逐步開展鉛、汞、苯并芘等有毒有害污染物監(jiān)測。隨著環(huán)境空氣質量持續(xù)向好，污染物濃度顯著降低，對監(jiān)測設備的量程、檢出限、精密度的要求顯著提高，因此，改進常規(guī)參數(shù)監(jiān)測設備性能指標，甚至采用新技術新方法實現(xiàn)突破，將會是監(jiān)測設備生產商競爭的主要方向。
在水環(huán)境方面，以水生態(tài)為核心，統(tǒng)籌水資源利用、水生態(tài)保護、水環(huán)境治理，實現(xiàn)水環(huán)境監(jiān)測從現(xiàn)狀監(jiān)測向預警監(jiān)測跨越，水質監(jiān)測向水生態(tài)監(jiān)測跨越。
地表水環(huán)境質量監(jiān)測將向縱深方向發(fā)展，首先監(jiān)測范圍不斷擴大，由水環(huán)境監(jiān)測向水資源、水環(huán)境和水生態(tài)“三水”統(tǒng)籌方向發(fā)展；其次監(jiān)測手段不斷更新，由傳統(tǒng)手工地面監(jiān)測向智能化和天地一體化方向發(fā)展；再次監(jiān)測深度也將不斷延伸，由斷面水質現(xiàn)狀監(jiān)測向污染溯源監(jiān)測和監(jiān)控預警監(jiān)測方向發(fā)展。
加大自動采樣、全自動前處理、痕量超痕量檢測分析、在線監(jiān)控、儀器檢定校準等監(jiān)測技術裝備研發(fā)與應用力度，推動形成自主知識產權的高端監(jiān)測技術裝備和核心部件的研發(fā)，推進水生態(tài)環(huán)境高水平保護。引入無人船無人機進行采樣作業(yè)、全自動分析儀器進行實驗室分析，使監(jiān)測更高效；引入環(huán)境DNA技術、水聲技術，使監(jiān)測更全面。其次，需要開展高效率的數(shù)據(jù)挖掘和應用。通過地理信息系統(tǒng)、遙感、物聯(lián)網(wǎng)的應用，實現(xiàn)實時監(jiān)測；通過人工智能、大數(shù)據(jù)挖掘的應用，實現(xiàn)科學分析。最后，構建高標準的評價方法和體系。構建多維度生態(tài)環(huán)境評價指標，使環(huán)境評價更合理；構建基于水環(huán)境、水生態(tài)、水資源的評價體系，使環(huán)境決策更精準。
基本實現(xiàn)以“自動監(jiān)測為主、手工監(jiān)測為輔”的水環(huán)境質量監(jiān)測體系，水環(huán)境質量監(jiān)測自動化、標準化和信息化水平顯著提高。初步構建水生態(tài)監(jiān)測技術體系，探索由常規(guī)理化指標評價向水生態(tài)環(huán)境綜合評估的轉變。
在土壤和地下水方面 以生態(tài)監(jiān)測為契合點，推動土壤和地下水監(jiān)測由質量監(jiān)測向生態(tài)生物監(jiān)測發(fā)展，擴大監(jiān)測范圍、增加監(jiān)測指標，以更好的滿足土壤和地下水質量評估、考核、預警需求，為污染防治攻堅戰(zhàn)提供精細化支撐。
在土壤污染執(zhí)法和污染事故應急監(jiān)測過程中，能模擬手工土壤樣品制備的全自動制備設備和小型化便攜式氣相色譜等能精準分析特定污染物的監(jiān)測設備，能夠實現(xiàn)自動識別并剔除非土物質，且能逐級研磨，保障土壤制備的粒徑需求和均勻性。
地下水監(jiān)測網(wǎng)絡遍及全國，部分污染地塊修復或管控過程中，需要長期不間斷監(jiān)測，現(xiàn)有在線監(jiān)測設備在監(jiān)測指標和準確性等方面還存在一系列挑戰(zhàn)；同時為確保地下水例行監(jiān)測的時效性，實現(xiàn)快速監(jiān)測，移動式地下水監(jiān)測系統(tǒng)或將成為新的市場需求。
以上文章來源于中國環(huán)保產業(yè)協(xié)會 ，作者遲穎 鄧寶卿等
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