2021年環境監測發展評述
一、主要政策標準
1月，生態環境部發布《關于統籌和加強應對氣候變化與生態環境保護相關工作的指導意見》。鼓勵能源、工業、交通、建筑等重點領域制定達峰專項方案。結合現有污染源監測體系，對重點排放單位開展溫室氣體排放源監測工作，建立重點排放單位溫室氣體排放源監測的管理體系和技術體系，加強源頭治理、系統治理、整體治理，實現減污降碳協同效應，為實現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《關于完整準確全面貫徹新發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《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驗，提出減污降碳協同增效新理念，以結構調整、布局優化為重點，以政策協同、機制創新為手段，對顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、揮發性有機物、氨等大氣污染物和溫室氣體實施協同控制，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的意見》。《意見》指出，要深入貫徹習近平生態文明思想，以實現減污降碳協同增效為總抓手，以改善生態環境質量為核心，以精準治污、科學治污、依法治污為工作方針，統籌污染治理、生態保護、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、凈土保衛戰，以高水平保護推動高質量發展、創造高品質生活，努力建設人與自然和諧共生的美麗中國。
2021年，生態環境部發布《規劃環境影響評價技術導則 產業園區》（HJ 131-2021）、《水質 色度的測定 稀釋倍數法》（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項國家生態環境標準。9項標準均為首次發布，主要涉及產業園區、地表水、地下水、生活污水和工業廢水及微生物實驗室廢水滅菌效果的生物學監測領域，為藍天、碧水保衛戰提供技術支撐。
二、行業發展
1.大氣環境監測方面
隨著近年來超低排放的推廣，企業減排、管控的落實，我國環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，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組分監測及一般地市的光化學污染監測等，在今年的環境監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環境保護，推動污染源源頭治理，通過碳減排持續改善空氣質量，實現大氣污染防治與碳減排協同控制。“十四五”時期，我國生態環境保護將進入減污降碳協同治理的新階段。
隨著環境空氣污染物濃度顯著降低，市場對污染物監測種類、組分監測的精確度要求都有所提高，環境監測總站、地方環保機構也陸續根據市場需求起草修訂設備檢測規范，加快檢測實驗室的建設，如固定污染源溫室氣體檢測規范、環境空氣溫室氣體檢測規范、環境空氣非甲烷總烴檢測規范、環境空氣硫化氫和氨檢測規范等。
2.水環境監測方面
根據水污染治理、水生態修復、水資源保護“三水共治”需求，統籌流域與區域、水域與陸域、生物與生境，逐步實現水質監測向水生態監測轉變。“十四五”國家地表水按“9+N”方式進行監測（9，即水溫、濁度、電導率、pH、溶解氧、高錳酸鹽指數、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、水生態綜合毒性等特征指標），進一步拓展自動監測指標和覆蓋范圍。
為進一步加強地級及以上城市國家地表水考核斷面水環境質量，國家在主要斷面的監測考核持續加強，按照“科學評價、厘清責任、三水統籌”的總體原則，統籌優化地表水國控斷面，實現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、重要水功能區全覆蓋，增加更多監測點位。戶外小型化水站由于監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。
隨著水環境管理的加強，對水質設備的精確度、數據的可靠性方面提出更高要求，有些地方已經開展了新指標體系的驗證。
3.環境監測儀器存在的問題
在大氣監測儀器方面，還存在需要攻克的難題：1）顆粒物監測現場質控裝置的研制；2）光化學監測智能化不足，質譜類尚存衰減、內標不穩、殘留等共性問題；3）大氣污染物自動監測技術和方法標準需要健全。
在水質監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）監測儀器以常規污染物濃度監測為主，不能全面反映水質生態系統的綜合情況；3）非真正意義上的在線監測。
三、關鍵技術
1.大氣環境監測關鍵技術
(1)溫室氣體監測技術：碳達峰、碳中和是目前和未來一段時間內生態文明建設工作的熱點和重點。環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據支撐。目前常用的監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生反應，形成硫酸鹽、硝酸鹽等二次顆粒物，是大氣環境中氣態污染物轉變成固態污染物的重要推手。環境空氣中的氨氣濃度低、易溶于水、易吸附，監測技術和準確性上有一定難度。目前常用的監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監測技術：大氣中揮發性有機物(VOCs)來源廣泛，組成復雜，可與氮氧化物(NOX)發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、持續開展大氣VOCs監測是落實國家VOCs污染防治規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、對監測方法靈敏度要求高，在監測靈敏度、準確度、數據有效性及可比性等方面還存在著一系列挑戰。目前常用的監測方法有氣相色譜-火焰離子化檢測法（GC-FID）、氣相色譜質譜法（GC-MS）等。
(4）區域碳匯反演數值模擬研究：加強由溫室氣體監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域貢獻，科學預估碳源碳匯的未來趨勢，推進監測數據的業務化應用，盡早助力碳達峰行動。
2.水環境監測關鍵技術
(1）高頻通量、微型光譜傳感器監測技術：是指開發、推廣和應用高頻次（秒級以下）測量的微型光譜法檢測技術，實現對水環境特征物的高頻次監測、水斷面的通量監測。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，監測水中各項光學性質的分布、變化規律，為環境監測提供可靠依據，同時為赤潮等災害監測提供快速應急監測能力，能夠滿足水資源環境監測和管理的高精度、大尺度和實時的技術要求。
(2）基于環境 DNA 技術的水體生物多樣性監測技術：環境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。環境 DNA技術用于生物多樣性監測，具有如下的優勢：（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測;（2）高效省時：與傳統監測方法相比，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）對生態系統干擾較小。
(3）微量和痕量有害物質連續自動監測技術：痕量有害物質具有高毒性、生物蓄積性以及長期殘留性，存在于水環境中會對人類的身體健康以及生態環境造成極大的危害，色譜方法在水環境有機有害物質監測中具有重要地位，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測技術：生物法監測已經成為各種飲用水源地水質預警系統中不可或缺的部分。
四、面臨的挑戰和機遇
2021年，新冠肺炎疫情持續蔓延，給環境監測行業整體發展帶來深遠影響，也帶來新的發展機遇。
1.面臨挑戰
（1）受疫情影響，行業企業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、經營成本增加、導致企業資金周轉壓力增加，疫情對環境監測的沖擊短期內將持續存在；
（2）環境監測儀器的監測深度、廣度以及設備維護、現場質控等傳統運維方式受到挑戰，新晉的監測指標和智能化的運維方式將為環境監測儀器行業帶來巨大商機，新型冠狀病毒疫情加速行業企業的優勝劣汰。
2.發展機遇
（1）持續進行技術攻關與創新，重視大數據、智能化等新技術的業務應用，多方布局。疫情下，設備的傳統生產和運維方式受到制約。5G、人工智能、大數據、區塊鏈等技術的創新進展，對智能生產設備的投入和環境監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”發展；
（2）高效產銷協同，緊密跟蹤需求端變化，推動環境監測產能恢復。疫情的出現，引導生態環境監測從理化指標的常規監測，進入生命健康安全的生態安全監測及應急快速監測領域，新的應用場景帶來新的監測需求。環境監測的深度、廣度將進一步加強。
2022年環境監測發展展望
2022年，深刻認識新階段污染防治工作的新形勢、新特征，以持續改善生態環境質量為核心，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)污染治理相協同、溫室氣體和大氣污染物排放控制相協同、本地治污和區域共治相協同，全面抓好各項措施落實，切實提升治理能力。
在大氣環境方面 以京津冀及周邊、長三角、汾渭平原等重點區域為主戰場，調整優化產業結構、能源結構、運輸結構、用地結構，強化區域聯防聯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，明顯改善大氣環境質量。
強化重點區域聯防聯控聯治，臭氧（O3）與細顆粒物協同控制，有效降低污染程度。在大氣污染防治重點區域、VOCs高排放城市、臭氧超標城市開展光化學組分監測；在京津冀及周邊地區、汾渭平原開展顆粒物組分、氨氣、氣溶膠垂直分布等監測；在PM2.5年平均濃度未達標的城市開展顆粒物組分監測；在石化、工業涂裝、包裝印刷等涉VOCs、氮氧化物的產業集群和工業園區開展顆粒物組分監測，涉消耗臭氧層物質ODS、氫氟碳化物HFCs的密集區開展相關物質的試點監測。
強化工業企業無組織排放管理，推進揮發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，開展必要的環境空氣質量監測，建立道路交通監測網絡。污染源企業、城市、區域全域覆蓋，地面、近地面立體遙感，為實現精準治污提供有效污染物分布、通道傳輸等數據，助力實現有效溯源，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測與評估能力，實現溫室氣體的可測量、可報告、可核查，生態環境部積極部署碳監測評估體系建設，目前已著手在電力、鋼鐵等十大行業開展碳排放在線監測試點工作，未來溫室氣體排放的在線監測有可能覆蓋重點行業數十萬家重點企業，包括排放源監測、城市環境監測、背景監測等，都有非常好的市場前景。
另一方面，國家和地方空氣質量監測城市站的儀器逐步進入更新期，各地結合實際優化轄區內空氣質量監測站點，綜合標準站、微型站、單指標站、移動站等多種模式，實現縣城和污染較重鄉鎮全覆蓋；同時鼓勵有條件的地方以保障公眾健康為導向優化監測點位和監測項目設置，逐步開展鉛、汞、苯并芘等有毒有害污染物監測。隨著環境空氣質量持續向好，污染物濃度顯著降低，對監測設備的量程、檢出限、精密度的要求顯著提高，因此，改進常規參數監測設備性能指標，甚至采用新技術新方法實現突破，將會是監測設備生產商競爭的主要方向。
在水環境方面，以水生態為核心，統籌水資源利用、水生態保護、水環境治理，實現水環境監測從現狀監測向預警監測跨越，水質監測向水生態監測跨越。
地表水環境質量監測將向縱深方向發展，首先監測范圍不斷擴大，由水環境監測向水資源、水環境和水生態“三水”統籌方向發展；其次監測手段不斷更新，由傳統手工地面監測向智能化和天地一體化方向發展；再次監測深度也將不斷延伸，由斷面水質現狀監測向污染溯源監測和監控預警監測方向發展。
加大自動采樣、全自動前處理、痕量超痕量檢測分析、在線監控、儀器檢定校準等監測技術裝備研發與應用力度，推動形成自主知識產權的高端監測技術裝備和核心部件的研發，推進水生態環境高水平保護。引入無人船無人機進行采樣作業、全自動分析儀器進行實驗室分析，使監測更高效；引入環境DNA技術、水聲技術，使監測更全面。其次，需要開展高效率的數據挖掘和應用。通過地理信息系統、遙感、物聯網的應用，實現實時監測；通過人工智能、大數據挖掘的應用，實現科學分析。最后，構建高標準的評價方法和體系。構建多維度生態環境評價指標，使環境評價更合理；構建基于水環境、水生態、水資源的評價體系，使環境決策更精準。
基本實現以“自動監測為主、手工監測為輔”的水環境質量監測體系，水環境質量監測自動化、標準化和信息化水平顯著提高。初步構建水生態監測技術體系，探索由常規理化指標評價向水生態環境綜合評估的轉變。
在土壤和地下水方面 以生態監測為契合點，推動土壤和地下水監測由質量監測向生態生物監測發展，擴大監測范圍、增加監測指標，以更好的滿足土壤和地下水質量評估、考核、預警需求，為污染防治攻堅戰提供精細化支撐。
在土壤污染執法和污染事故應急監測過程中，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測設備，能夠實現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。
地下水監測網絡遍及全國，部分污染地塊修復或管控過程中，需要長期不間斷監測，現有在線監測設備在監測指標和準確性等方面還存在一系列挑戰；同時為確保地下水例行監測的時效性，實現快速監測，移動式地下水監測系統或將成為新的市場需求。
以上文章來源于中國環保產業協會 ，作者遲穎 鄧寶卿等
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