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2021年环境监测行业发展评述和2022年发展展望

发布时间: 2022-02-07 发布者:中国环保产业协会


    一、2021年发展评述

1.主要政策标准

1月,生态环境部发布《关于统筹和加强应对气候变化与生态环境保护相关工作的指导意见》。鼓励能源、工业、交通、建筑等重点领域制定达峰专项方案。结合现有污染源监测体系,对重点排放单位开展温室气体排放源监测工作,建立重点排放单位温室气体排放源监测的管理体系和技术体系,加强源头治理、系统治理、整体治理,实现减污降碳协同效应,为实现碳达峰目标与碳中和提供支撑保障。

10月24日,中共中央、国务院印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,对中国碳达峰碳中和进行顶层设计,并提出具体目标和措施。26日,国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》,聚焦2030年前碳达峰目标,对推进碳达峰工作作出总体部署。27日,国务院新闻办公室发表《中国应对气候变化的政策与行动》白皮书,介绍中国应对气候变化进展,分享中国应对气候变化实践和经验,提出减污降碳协同增效新理念,以结构调整、布局优化为重点,以政策协同、机制创新为手段,对颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物、氨等大气污染物和温室气体实施协同控制,提供政策基础。

11月,中共中央、国务院审议并通过《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》。《意见》指出,要深入贯彻习近平生态文明思想,以实现减污降碳协同增效为总抓手,以改善生态环境质量为核心,以精准治污、科学治污、依法治污为工作方针,统筹污染治理、生态保护、应对气候变化,保持力度、延伸深度、拓宽广度,以更高标准打好蓝天、碧水、净土保卫战,以高水平保护推动高质量发展、创造高品质生活,努力建设人与自然和谐共生的美丽中国。

2021年,生态环境部发布《规划环境影响评价技术导则 产业园区》(HJ 131-2021)、《水质 色度的测定 稀释倍数法》(HJ 1182-2021)、《水质 氧化乐果、甲胺磷、乙酰甲胺磷、辛硫磷的测定 液相色谱-三重四极杆质谱法》(HJ 1183-2021)、《土壤和沉积物 6种邻苯二甲酸酯类化合物的测定 气相色谱-质谱法》(HJ 1184-2021)、《水质 28种有机磷农药的测定 气相色谱-质谱法》(HJ 1189-2021)、《水质 灭菌生物指示物(枯草芽孢杆菌黑色变种)的鉴定 生物学检测法》(HJ 1190-2021)、《水质 叠氮化物的测定 分光光度法》(HJ 1191-2021)、《水质 9种烷基酚类化合物和双酚A的测定 固相萃取/高效液相色谱法》(HJ 1192-2021)、《水质 铟的测定 石墨炉原子吸收分光光度法》(HJ 1193-2021)9项国家生态环境标准。9项标准均为首次发布,主要涉及产业园区、地表水、地下水、生活污水和工业废水及微生物实验室废水灭菌效果的生物学监测领域,为蓝天、碧水保卫战提供技术支撑。

2.行业发展

1)大气环境监测方面

随着近年来超低排放的推广,企业减排、管控的落实,我国环境空气质量得以明显改善。PM2.5及主要一次污染物浓度有了一定程度的下降,但颗粒物浓度仍处于高位,臭氧超标问题逐渐显现,PM2.5和臭氧复合污染特征明显,因此,加强细颗粒物与臭氧污染协同控制仍是2022年重要的市场动向。在政策指引下,作为臭氧前体物的VOCs组分监测及一般地市的光化学污染监测等,在今年的环境监测领域得到了明显增长。

另一方面,我国大气污染主要是以化石能源为主的能源结构造成的,既排放大气污染物,也排放碳,随着大气污染治理的不断深入,降低污染物排放的难度越来越大,将二氧化碳减排融入生态环境保护,推动污染源源头治理,通过碳减排持续改善空气质量,实现大气污染防治与碳减排协同控制。“十四五”时期,我国生态环境保护将进入减污降碳协同治理的新阶段。

随着环境空气污染物浓度显著降低,市场对污染物监测种类、组分监测的精确度要求都有所提高,环境监测总站、地方环保机构也陆续根据市场需求起草修订设备检测规范,加快检测实验室的建设,如固定污染源温室气体检测规范、环境空气温室气体检测规范、环境空气非甲烷总烃检测规范、环境空气硫化氢和氨检测规范等。

2)水环境监测方面

根据水污染治理、水生态修复、水资源保护“三水共治”需求,统筹流域与区域、水域与陆域、生物与生境,逐步实现水质监测向水生态监测转变。“十四五”国家地表水按“9+N”方式进行监测(9,即水温、浊度、电导率、pH、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮;N,即化学需氧量、五日生化需氧量、阴阳离子、重金属、有机物、水生态综合毒性等特征指标),进一步拓展自动监测指标和覆盖范围。

为进一步加强地级及以上城市国家地表水考核断面水环境质量,国家在主要断面的监测考核持续加强,按照“科学评价、厘清责任、三水统筹”的总体原则,统筹优化地表水国控断面,实现十大流域干流及重要支流、地级及以上城市、重要水体省市界、重要水功能区全覆盖,增加更多监测点位。户外小型化水站由于监测方法与国标站一致,不受站房征地建设的影响而得到广泛应用。

随着水环境管理的加强,对水质设备的精确度、数据的可靠性方面提出更高要求,有些地方已经开展了新指标体系的验证。

3)环境监测仪器存在的问题

在大气监测仪器方面,还存在需要攻克的难题:1)颗粒物监测现场质控装置的研制;2)光化学监测智能化不足,质谱类尚存衰减、内标不稳、残留等共性问题;3)大气污染物自动监测技术和方法标准需要健全。

在水质监测仪器方面存在的主要问题有:1)多采用化学+光电检测技术,废液等二次污染依然存在;2)监测仪器以常规污染物浓度监测为主,不能全面反映水质生态系统的综合情况;3)非真正意义上的在线监测。

3.关键技术

1)大气环境监测关键技术

1)温室气体监测技术:碳达峰、碳中和是目前和未来一段时间内生态文明建设工作的热点和重点。环境及污染源排放的二氧化碳等温室气体的直接测量是核算和评估等工作的基础和数据支撑。目前常用的监测方法有非分散红外、可调谐半导体激光、傅里叶红外、红外气体滤光相关法等。

2)氨气监测技术:氨气是大气中唯一的高浓度碱性气体,逃逸到大气中的氨与硝酸或硫酸等酸性气体发生反应,形成硫酸盐、硝酸盐等二次颗粒物,是大气环境中气态污染物转变成固态污染物的重要推手。环境空气中的氨气浓度低、易溶于水、易吸附,监测技术和准确性上有一定难度。目前常用的监测方法有可调谐半导体激光吸收光谱、差分吸收光谱技术等。

3)大气VOCs监测技术:大气中挥发性有机物(VOCs)来源广泛,组成复杂,可与氮氧化物(NOX)发生光化学反应生成二次污染物臭氧(O3)和细颗粒物(PM2.5),准确、持续开展大气VOCs监测是落实国家VOCs污染防治规划和计划的必要前提。大气VOCs目标物种多、不同物种浓度差异大、对监测方法灵敏度要求高,在监测灵敏度、准确度、数据有效性及可比性等方面还存在着一系列挑战。目前常用的监测方法有气相色谱-火焰离子化检测法(GC-FID)、气相色谱质谱法(GC-MS)等。

4)区域碳汇反演数值模拟研究:加强由温室气体监测浓度到排放量的同化反演模型等研究,说清碳源碳汇的时间变化和空间分布特征及区域贡献,科学预估碳源碳汇的未来趋势,推进监测数据的业务化应用,尽早助力碳达峰行动。

2)水环境监测关键技术

1)高频通量、微型光谱传感器监测技术:是指开发、推广和应用高频次(秒级以下)测量的微型光谱法检测技术,实现对水环境特征物的高频次监测、水断面的通量监测。识别水中的悬浮泥沙、叶绿素、污染物等不同物质成分的含量,监测水中各项光学性质的分布、变化规律,为环境监测提供可靠依据,同时为赤潮等灾害监测提供快速应急监测能力,能够满足水资源环境监测和管理的高精度、大尺度菠菜导航网时的技术要求。

2)基于环境 DNA 技术的水体生物多样性监测技术:环境DNA技术可通过检测水样中是否含有特定的DNA序列来判断某一物种是否存在,这使得原本复杂且耗时的工作变得高效省力。环境 DNA技术用于生物多样性监测,具有如下的优势:(1)灵敏度高:可用于密度很低的珍稀物种和濒危物种的定性监测;(2)高效省时:与传统监测方法相比,所需的人力、物力和时间更少;(3)降低了对人员的要求:只需使用分子生物学方法就可以进行物种鉴定,操作更为便捷;(4)采样受限小:只需采集一定量的水样,受外界影响较小;(5)对生态系统干扰较小。

3)微量和痕量有害物质连续自动监测技术:痕量有害物质具有高毒性、生物蓄积性以及长期残留性,存在于水环境中会对人类的身体健康以及生态环境造成极大的危害,色谱方法在水环境有机有害物质监测中具有重要地位,毛细柱气相色谱及高效液相色谱等方法被广泛应用。

4)高通量生物毒性综合监测技术:生物法监测已经成为各种饮用水源地水质预警系统中不可或缺的部分。

4.面临的挑战和机遇

2021年,新冠肺炎疫情持续蔓延,给环境监测行业整体发展带来深远影响,也带来新的发展机遇。

1)面临挑战

1、受疫情影响,行业企业的管理效率大幅降低、既定招标项目的延期、市场营销被迫减缓、市场销量大幅下滑、已推进或开展项目实施延迟、原材料上涨、经营成本增加、导致企业资金周转压力增加,疫情对环境监测的冲击短期内将持续存在;

2、环境监测仪器的监测深度、广度以及设备维护、现场质控等传统运维方式受到挑战,新晋的监测指标和智能化的运维方式将为环境监测仪器行业带来巨大商机,新型冠状病毒疫情加速行业企业的优胜劣汰。

2)发展机遇

1、持续进行技术攻关与创新,重视大数据、智能化等新技术的业务应用,多方布局。疫情下,设备的传统生产和运维方式受到制约。5G、人工智能、大数据、区块链等技术的创新进展,对智能生产设备的投入和环境监测仪器设备的智能化、近场通讯、远程交互等提出新要求,推动仪器向“自主运行、自主/远程质控、自主/远程维护”发展;

2、高效产销协同,紧密跟踪需求端变化,推动环境监测产能恢复。疫情的出现,引导生态环境监测从理化指标的常规监测,进入生命健康安全的生态安全监测及应急快速监测领域,新的应用场景带来新的监测需求。环境监测的深度、广度将进一步加强。

二、2022年发展展望

2022年,深刻认识新阶段污染防治工作的新形势、新特征,以持续改善生态环境质量为核心,坚持方向不变、力度不减,进一步延伸深度、拓展广度,坚持细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)污染治理相协同、温室气体和大气污染物排放控制相协同、本地治污和区域共治相协同,全面抓好各项措施落实,切实提升治理能力。

在大气环境方面 以京津冀及周边、长三角、汾渭平原等重点区域为主战场,调整优化产业结构、能源结构、运输结构、用地结构,强化区域联防联控和重污染天气应对,进一步明显降低PM2.5浓度,明显减少重污染天数,明显改善大气环境质量。

强化重点区域联防联控联治,臭氧(O3)与细颗粒物协同控制,有效降低污染程度。在大气污染防治重点区域、VOCs高排放城市、臭氧超标城市开展光化学组分监测;在京津冀及周边地区、汾渭平原开展颗粒物组分、氨气、气溶胶垂直分布等监测;在PM2.5年平均浓度未达标的城市开展颗粒物组分监测;在石化、工业涂装、包装印刷等涉VOCs、氮氧化物的产业集群和工业园区开展颗粒物组分监测,涉消耗臭氧层物质ODS、氢氟碳化物HFCs的密集区开展相关物质的试点监测。

强化工业企业无组织排放管理,推进挥发性有机物排放综合整治,开展大气氨排放控制试点,推动钢铁等行业超低排放改造。对于高速道路、港口、机场、铁路货路场等交通枢纽移动排放源,开展必要的环境空气质量监测,建立道路交通监测网络。污染源企业、城市、区域全域覆盖,地面、近地面立体遥感,为实现精准治污提供有效污染物分布、通道传输等数据,助力实现有效溯源,精准治污。

在碳达峰碳中和“双碳”背景下,为进一步提升温室气体监测与评估能力,实现温室气体的可测量、可报告、可核查,生态环境部积极部署碳监测评估体系建设,目前已着手在电力、钢铁等十大行业开展碳排放在线监测试点工作,未来温室气体排放的在线监测有可能覆盖重点行业数十万家重点企业,包括排放源监测、城市环境监测、背景监测等,都有非常好的市场前景。

另一方面,国家和地方空气质量监测城市站的仪器逐步进入更新期,各地结合实际优化辖区内空气质量监测站点,综合标准站、微型站、单指标站、移动站等多种模式,实现县城和污染较重乡镇全覆盖;同时鼓励有条件的地方以保障公众健康为导向优化监测点位和监测项目设置,逐步开展铅、汞、苯并芘等有毒有害污染物监测。随着环境空气质量持续向好,污染物浓度显著降低,对监测设备的量程、检出限、精密度的要求显著提高,因此,改进常规参数监测设备性能指标,甚至采用新技术新方法实现突破,将会是监测设备生产商竞争的主要方向。

在水环境方面 以水生态为核心,统筹水资源利用、水生态保护、水环境治理,实现水环境监测从现状监测向预警监测跨越,水质监测向水生态监测跨越。

地表水环境质量监测将向纵深方向发展,首先监测范围不断扩大,由水环境监测向水资源、水环境和水生态“三水”统筹方向发展;其次监测手段不断更新,由传统手工地面监测向智能化和天地一体化方向发展;再次监测深度也将不断延伸,由断面水质现状监测向污染溯源监测和监控预警监测方向发展。

加大自动采样、全自动前处理、痕量超痕量检测分析、在线监控、仪器检定校准等监测技术装备研发与应用力度,推动形成自主知识产权的高端监测技术装备和核心部件的研发,推进水生态环境高水平保护。引入无人船无人机进行采样作业、全自动分析仪器进行实验室分析,使监测更高效;引入环境DNA技术、水声技术,使监测更全面。其次,需要开展高效率的数据挖掘和应用。通过地理信息系统、遥感、物联网的应用,实现实时监测;通过人工智能、大数据挖掘的应用,实现科学分析。最后,构建高标准的评价方法和体系。构建多维度生态环境评价指标,使环境评价更合理;构建基于水环境、水生态、水资源的评价体系,使环境决策更精准。

基本实现以“自动监测为主、手工监测为辅”的水环境质量监测体系,水环境质量监测自动化、标准化和信息化水平显著提高。初步构建水生态监测技术体系,探索由常规理化指标评价向水生态环境综合评估的转变。

在土壤和地下水方面 以生态监测为契合点,推动土壤和地下水监测由质量监测向生态生物监测发展,扩大监测范围、增加监测指标,以更好的满足土壤和地下水质量评估、考核、预警需求,为污染防治攻坚战提供精细化支撑。

在土壤污染执法和污染事故应急监测过程中,能模拟手工土壤样品制备的全自动制备设备和小型化便携式气相色谱等能精准分析特定污染物的监测设备,能够实现自动识别并剔除非土物质,且能逐级研磨,保障土壤制备的粒径需求和均匀性。

地下水监测网络遍及全国,部分污染地块修复或管控过程中,需要长期不间断监测,现有在线监测设备在监测指标和准确性等方面还存在一系列挑战;同时为确保地下水例行监测的时效性,实现快速监测,移动式地下水监测系统或将成为新的市场需求。

 

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