(来源:中国环境网)

转自:中国环境网

近日,记者跟随上海市生态环境局监测技术调研团队,深入多家技术服务机构实验室与监测现场,实地探访数字化浪潮之下环境监测行业发生的深刻变革。上海第三方环境监测行业紧扣“真、准、新”三维目标协同发力:严守监测数据真实底线,持续精进监测技术精度,积极开拓前沿监测领域,清晰勾勒出行业高质量发展行动脉络。

上海近5000家排污单位纳入排污许可重点监管清单,废水、废气、土壤、地下水等大量监测任务由第三方技术服务机构承接。上海市生态环境局坚持“严管厚爱”工作思路,系统推动技术服务机构监测工作提质增效。依托上海市环境科学学会发挥行业桥梁纽带作用,引导技术服务机构摒弃粗放运营模式,推动内部质量管理由“人防”向“科技智防”深度转型,业务布局由传统监测向高新技术、前沿领域拓展延伸,积极探索现代环境监测高质量发展新模式。

无感智防守住数据底线

人为干预空间较大、全流程难以追溯,是长期困扰环境监测数据真实性的突出难题。传统模式依靠人工采样、纸质记录,大量环节依赖从业人员自律,“黑箱操作”风险难以根除。上海积极引导技术服务机构加快数字化改造,推动质量管理模式从事后查处向事前防范转变,运用 “无感智防” 构建技术屏障,全方位堵塞数据失真漏洞。

在东方国际集团上海环境科技有限公司烟气监测作业现场,技术经理薛衡直指行业旧疾:“传统监测最大痛点就是全过程监管难以落地。过去监管人员很难确认,采样人员是否抵达点位、操作是否规范、数据有无人为修改,一旦产生争议,常常难以厘清责任。”

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为从源头消除监管盲区,这家机构对烟尘烟气成套监测装备实施智能化升级,打通现场采样设备与实验室信息管理系统,围绕人员、点位、设备、操作四大关键环节搭建数字化闭环质控体系。

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升级后的监测设备搭载北斗+4G双频融合定位模块,在开阔区域依托北斗精准定位,在室内、井下等信号薄弱区域借助4G基站辅助定位。操作人员登录设备后,身份、采样时间、地理位置自动绑定;设备时钟由卫星同步锁定,后台无法手动篡改,确保“人、机、时、地”一一对应,从源头杜绝未到现场却编造监测记录等行为。系统建立计量器具数字化档案,标准气体、流量核查装置均录入唯一识别信息,现场仪器校准只能选用备案匹配设备,无法私自更换标准物质。采样烟枪加装红外测距传感器,自动判断探头烟道插入深度,点位布设不合规即时预警,防范简化操作造成数据失真。所有操作全程留痕,日志不可删除、无法篡改,出现数据争议时,可完整还原现场、固化数字化证据。

水环境样品管控领域,上海博优环境科技发展有限公司在行业内试点RFID射频识别全生命周期溯源体系。走进实验室,一只只贴有电子标签的采样瓶有序摆放,读写设备轻轻扫过,样品全部信息即刻呈现。

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“一枚芯片背后,是一套系统化管控逻辑。”公司负责人邓文澜一边在平台演示样品流转轨迹,一边向记者介绍,二维码需要一对一扫码识别,RFID最大的优势是实现批量无感识别。数十份样品同步转运,数秒内即可完成全部核验。

系统设置电子围栏,人员抵达预设点位后方可启动采样;样品封装后加装一次性易碎电子封签,智能保温箱实时监控温度与开箱记录,异常情况实时预警。样品送入实验室,RFID通道门自动完成入库登记,室内定位基站持续追踪样品流转轨迹;母样、子样编码自动关联,从分样、前处理、仪器检测到留样回收,每一步均可溯源。

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“电子围栏保障实地采样,电子封签防范样品调包,智能温控避免样品变质。”企业技术负责人表示,从前样品运输、流转全靠人工登记,耗费大量人力且容易出错。如今数字化链条自动运转,既降低检测机构合规风险,也为生态环境部门精准执法提供坚实支撑。

自动作业提升监测效能

人工操作误差、录入失误、连续性监测不足,直接影响监测数据精准度。上海依托智能化平台、自动化装备破解质控难题,推动监测作业无人化、质控流程标准化,构建事前预警、事中管控、事后可溯的穿透式监管体系,稳步提升监测质量。

走进华测检测认证集团股份有限公司上海分公司指挥中心,巨型电子屏上数十个光点在市域地图持续闪动,代表外勤一线运行的大气移动监测设备。

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“数字化改造之前,想要掌握现场采样情况,只能依靠外勤人员拍照上报,信息滞后、细节管控难度大。”现场采样负责人田小四坦言,过去现场质控人工抽查覆盖率不足 10%,监管成本高。

目前,这家公司完成101套大气移动监测设备数字化改造并实现全域联网。平台实时展示全市外勤监测设备分布、在线状态、传感器有效期,设备临近校准、传感器失效自动告警。平台采用仪器终端、现场设备、云端三端区块链同步存证,所有监测数据多重备份、操作全程留痕,无法单方面篡改。外勤人员通过移动端一键申领任务,系统自动匹配排污许可、设备台账信息;现场监测过程中,平台自动比对实测数据与标准阈值,异常情况双向推送预警信息。后台划分企业管理、仪器管理、现场监测三大模块,打通“设备管控—数据采集—现场作业—后台监管—数据溯源”全链条。

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依托这套智能体系,全部作业点位实现100%质控覆盖,质控综合成本下降70%以上。平台内置200余项数据校验规则,快速识别采样时长不足、流量异常、浓度大幅波动等各类问题。监测数据自动直传实验室LIMS系统,省去人工录入与纸质台账整理,单点位现场作业时长压缩30%以上。依托定位、水印、电子签名三重验证与AI智能审核,采样、检测、出具报告全流程电子化管控,有效减少人为失误。

让实现自动化采样也是保证实验样本稳定的一个方向,中国宝武钢铁集团有限公司旗下上海金艺检测技术有限公司介绍的一台外形类似自动贩卖机的自动化设备吸引了记者的关注。公司技术负责人陈曦介绍:“在污水排放设施处采样,依靠传统手工采样,每隔4小时就要安排人员前往排污口,保存剂添加剂量依靠人工把控,人力投入大,野外作业还存在安全风险。”

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这款企业自主研发的水污染源自动采样设备可固定安装于排污口,自动完成抽水、混匀、分装,并按照预设程序精准投加保存剂,样品信息通过RFID写入标签、全程不可篡改。设备长期运行成本远低于持续人工投入,现已在宝钢股份排污口稳定试点运行,配套地方性技术规范正式出台。调研专家评价,自动化采样装备不仅减少数据偏差,更是新质生产力在环境监测领域的生动实践,行业正加速从人海战术向质量效益模式转型。

AI赋能布局前沿赛道

随着 “双碳” 战略深入实施、新污染物治理行动全面推进,生态环境监测内涵持续拓展。上海引导监测机构跳出传统污染物监测范畴,依托人工智能、高端分析仪器拓展监测边界,向自动化智慧实验室、新污染物筛查、温室气体监测等前沿领域布局,持续抢占技术高地。

上海市城市排水监测站有限公司实验室,没有传统实验室人声嘈杂、器皿交错的景象,数十米长的污水自动化质检线平稳运转,样品瓶沿着传送带有序流转,机械臂精准完成抓取、试剂加注整套工序。这里便是业内知名的“黑灯实验室”,国内首条投入常态化批量检测的污水自动化检测线。

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“上海拥有上千座泵站,汛期每个站点一次性需要采集多组水样。放在以往,需要15至20人日夜轮班,劳动强度极大。”排水监测站负责人苏笑丰指着一组分析数据介绍,屏幕上两条曲线紧密贴合,蓝色代表实测值,黄色为 AI 预测值。“我们搭建AI数据自动审核模型,依托海量历史数据预判各项指标合理区间。一旦实测结果出现明显偏离,系统立刻报警,提醒工作人员复核。”

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该系统自2025年2月投运以来,稳定运行超500天,累计处理样品3万余个、检测指标15万个,AI预测值与实测值相关系数高于90%,相关成果已通过技术查新。系统可实现pH值、氨氮、总磷等5项核心指标24小时不间断监测,极端工况下单月可处理5000份样品,人工模式难以达到同等检测规模。

紧扣新污染物、温室气体监测等新兴领域核心需求,通标标准技术服务(上海)有限公司(SGS)搭建起系统化、专业化的前沿监测技术体系。在企业实验室,高分辨率质谱仪高速运转,精准拆解环境样品中的各类化合物分子结构,有效提升监测精准水平。SGS环境服务部技术经理欧冬妮打了一个形象比方:“如果说传统监测是磅秤称重,高分辨率质谱技术就相当于精度达到小数点后三四位的精密天平。”

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新污染物具有种类繁杂、迭代更新快、环境浓度极低、隐蔽性强等特征,长期面临监测“看不清、找不准、管不住”的难题。依托高分辨质谱等先进分析平台,企业可针对地表水、地下水、工业园区废水、污泥、土壤等多类环境介质,开展全氟化合物、抗生素、内分泌干扰物、阻燃剂、增塑剂、短链氯化石蜡等典型新污染物筛查方法研究。相关技术成果已应用于上海化工园区、固废处置设施污染摸底调查。

“这类污染物健康危害存在滞后性,微塑料已经在人体血液中检出,长期健康风险值得高度警惕。”欧冬妮告诉记者。企业构建“非靶向筛查—疑似靶向筛查—靶向定量”三层分析路径,精准识别隐蔽性新污染物,依托谱库算法溯源污染源头。

在温室气体监测领域,企业着力推动碳排放监测提质升级,推动碳排放核算从“算得出”向“测得实”跨越。欧冬妮介绍,企业运用便携式现场监测装备同步检测二氧化碳、甲烷、六氟化硫等温室气体,依托实地监测数据构建适配国内工况的碳排放因子,搭建“可测量、可定位、可验证”监测体系,服务碳市场建设。同时,企业深度参与国家级标准研制,推动高端筛查技术走出科研院所,走向常态化商业化监测。

业内专家表示,开展新污染物监测、温室气体监测,既是倒逼产业绿色转型的重要抓手,也是我国履行《斯德哥尔摩公约》等国际环境公约的必然要求。上海坚持技术应用与标准输出同步推进,鼓励检测机构提前布局前沿赛道,持续夯实生态环境风险防控基础。

面向“十五五”,“美丽上海”建设提出更高标准,《生态环境监测“十五五”规划》正式印发实施。上海市生态环境局环境监测处相关负责人表示,将锚定打造全国检验检测产业高地目标,持续用好政府引导、市场创新、科技赋能模式,不断完善智慧监测监管体系,持续规范第三方检测市场秩序,以生态环境监测能力现代化支撑超大城市精准治污、科学治污,为全国生态环境智慧治理持续贡献“上海经验”。