客服電話
在線客服
Online
公眾號
回到頂部
中(zhong)國環境(jing)報:臭氧逐漸(jian)上升(sheng)為(wei)僅次于(yu)PM2.5的(de)(de)影響優(you)良天數(shu)的(de)(de)重要因素,今年夏季,在新冠(guan)肺炎疫情防控常(chang)態化(hua)形勢下,生(sheng)態環境(jing)部門(men)開展臭氧污染(ran)防治(zhi)監督幫扶攻堅行動,越來越倚重新一代信息化(hua)技術的(de)(de)參與。在臭氧監測(ce)領域(yu),有哪些高新技術手(shou)段出現?
孫越:臭氧污染防治工作的(de)艱巨(ju)性和(he)復雜性,亟需(xu)監(jian)測科技力量(liang)的(de)支持。
臭(chou)氧(yang)污染具有明(ming)顯的復(fu)合(he)型,其成因非常復(fu)雜(za),涉及氮氧(yang)化物(wu)(NOx)和揮發性(xing)有機物(wu)(VOCs)的排放,還與氣象條件(jian)、地理(li)環境,比如(ru)氣溫、光照(zhao)、濕(shi)度、氣壓、風(feng)速(su)、風(feng)向都有關系。
因此,我們(men)(men)不僅(jin)要監測臭氧(yang)的(de)濃度,更要研究它的(de)生成機理,測出導致臭氧(yang)污染的(de)各個(ge)因素的(de)貢獻率(lv)。以此為出發(fa)點,我們(men)(men)設計(ji)了一系列參與臭氧(yang)生成光(guang)化學反應(ying)的(de)常規污染物、特征污染物監測指標,這(zhe)些(xie)監測不僅(jin)指向區域,甚(shen)至(zhi)能鎖(suo)定(ding)污染行業、企業、工藝。
目前大(da)家可(ke)以看到的臭氧污染監測,除固定(ding)站外,已經增加了大(da)氣環(huan)境走航(hang)監測車。大(da)部分走航(hang)車功能還比較簡單(dan),僅(jin)僅(jin)是監測VOCs,主要作用是定(ding)位(wei) VOCs超標的點位(wei),從(cong)而識別(bie)來源。
在此(ci)基礎上(shang),聚光科技(ji)提出了協(xie)同(tong)走(zou)航監測(ce)的(de)概念,也(ye)就是(shi)同(tong)時(shi)監測(ce) VOCs、NOx、臭(chou)氧以及(ji)PM2.5。一(yi)臺走(zou)航車協(xie)同(tong)監測(ce)的(de)優勢在于不僅能獲知(zhi)VOCs濃度(du)(du),而且通過模型演(yan)繹,計算(suan)和預(yu)測(ce)各(ge)類污(wu)染(ran)(ran)(ran)源對整個地區(qu)臭(chou)氧污(wu)染(ran)(ran)(ran)的(de)貢獻,全(quan)面、精(jing)準、實(shi)時(shi)、定(ding)性、定(ding)量地診斷區(qu)域(yu)污(wu)染(ran)(ran)(ran)狀況。有效改善了過去雖然監測(ce)到單(dan)一(yi)污(wu)染(ran)(ran)(ran)物(wu)的(de)濃度(du)(du),但(dan)還是(shi)無法判斷污(wu)染(ran)(ran)(ran)源究竟(jing)(jing)是(shi)誰,以及(ji)它與片(pian)區(qu)臭(chou)氧濃度(du)(du)究竟(jing)(jing)關聯性有多大的(de)被動局面。
我(wo)們(men)試(shi)圖通(tong)過這樣的(de)(de)監測和模型計算,對(dui)一個地(di)區的(de)(de)臭氧(yang)污染(ran)成(cheng)因精準畫像,什么時(shi)間生(sheng)成(cheng),哪(na)個時(shi)段濃度最(zui)高,哪(na)些(xie)因子較活躍,是哪(na)些(xie)行(xing)業(ye)導致的(de)(de)……當然,一個城市(shi)的(de)(de)臭氧(yang)不僅僅來自于本地(di),還(huan)(huan)有(you)(you)外(wai)源輸入(ru)。對(dui)此(ci),我(wo)們(men)也有(you)(you)一個監測指(zhi)標——PAN。PAN(CH3C(O)OONO2,過氧(yang)乙酰(xian)硝酸(suan)酯)是由大氣中部分VOCs和NOx進行(xing)光化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)而生(sheng)成(cheng)的(de)(de),是一種重要的(de)(de)二次污染(ran)物(wu),聚光科(ke)技PANs在線監測系統就是針對(dui)它。通(tong)過這一監測,能(neng)迅速分析(xi)出臭氧(yang)污染(ran)是外(wai)源輸入(ru)還(huan)(huan)是本地(di)源造成(cheng)的(de)(de)。
這些圍繞VOCs的(de)監測,除了因為它通過光照與NOx發生反應后生產臭(chou)(chou)氧(yang),也(ye)源于它與空(kong)氣中的(de)氧(yang)化(hua)劑(ji)、硝酸(suan)等發生氧(yang)化(hua)、吸(xi)附、凝結反應會生成二次(ci)有機(ji)顆粒物,也(ye)就(jiu)是我們熟(shu)知的(de)PM2.5。監測分(fen)析VOCs就(jiu)把(ba)臭(chou)(chou)氧(yang)防治和(he)PM2.5防治兩項任(ren)務(wu)協同起來了,也(ye)就(jiu)是既要扭(niu)轉臭(chou)(chou)氧(yang)污染升(sheng)高態勢,還要保持PM2.5污染持續下降。
我們的走航車同(tong)時開展VOCs+大氣(qi)常規六參數(shu)(O3、NO2、SO2、CO、PM2.5、PM10)監測(ce)工作,再通(tong)過搭載的空氣(qi)質量模型,分析本地生成和(he)外部傳輸臭(chou)氧(yang)前體(ti)物與(yu)臭(chou)氧(yang)的占比,獲(huo)得各(ge)地區各(ge)類污染源排放對受體(ti)點環境(jing)臭(chou)氧(yang)濃(nong)度的貢獻。當得到環境(jing)中臭(chou)氧(yang)濃(nong)度與(yu)其生成前體(ti)物排放之間的定量關系(xi)后,還可(ke)以以此為依(yi)據開展減排效果(guo)評估。
這(zhe)些復雜(za)的源(yuan)解析模型(xing)和擴散(san)模型(xing)、預警模型(xing)都(dou)需要(yao)人(ren)工智能(neng)(AI)不斷(duan)優化,讓一臺車至少解決(jue)五六(liu)個(ge)方面的問題,大大降低了監(jian)測(ce)(ce)成(cheng)本。比(bi)如除(chu)了前面講的,PM10我們怎么辦?在(zai)走航車底部就(jiu)有這(zhe)樣的裝置,針對建(jian)筑工地或(huo)者城市(shi)道路的道路積(ji)塵負荷(he),都(dou)可以做到實時監(jian)測(ce)(ce)。
除(chu)了降低成(cheng)本,還要(yao)提升(sheng)工作效率。現在的大氣走航監測車采用飛行(xing)時(shi)間質譜(pu)儀(yi)(yi),實現秒級(ji)出數,便于快(kuai)速摸清污(wu)染底數。同時(shi)與搭載的氣相色譜(pu)-質譜(pu)聯用儀(yi)(yi)(GC-MS分析儀(yi)(yi))相結合,輸出VOCs特(te)征(zheng)因子污(wu)染全域圖,全面摸排、定性定量診斷污(wu)染情況。
另外,5G技術的(de)(de)應用也使走航(hang)車(che)對(dui)污(wu)染源的(de)(de)定(ding)位日臻(zhen)精準(zhun),已經(jing)達到(dao)(dao)(dao)(dao)厘(li)米級,如(ru)果是(shi)4G的(de)(de)話,也就只能(neng)精確到(dao)(dao)(dao)(dao)10米級。這(zhe)意(yi)味著,溯源對(dui)于(yu)我(wo)們來說不(bu)僅限(xian)于(yu)一個(ge)地(di)區、一家企業,而(er)是(shi)可(ke)以找(zhao)到(dao)(dao)(dao)(dao)某個(ge)車(che)間(jian)。盡管有些(xie)車(che)間(jian)和(he)生(sheng)產工(gong)藝是(shi)連續性的(de)(de),但我(wo)們在(zai)工(gong)藝段之間(jian)的(de)(de)走航(hang)能(neng)夠非常準(zhun)確地(di)找(zhao)到(dao)(dao)(dao)(dao)無(wu)組織排(pai)放(fang)點到(dao)(dao)(dao)(dao)底(di)是(shi)在(zai)哪個(ge)位置(zhi)。伴隨著快速定(ding)位,我(wo)們還能(neng)夠進行遠(yuan)程(cheng)的(de)(de)可(ke)視化(hua)管控,也就是(shi)在(zai)走航(hang)過程(cheng)中增加了(le)攝(she)像頭(tou)(tou),攝(she)像頭(tou)(tou)抓拍到(dao)(dao)(dao)(dao)的(de)(de)無(wu)組織排(pai)放(fang)違(wei)法(fa)行為,包括視頻、圖像,都通過5G網絡瞬時傳輸到(dao)(dao)(dao)(dao)監(jian)察人(ren)員手中。
無論利用(yong)空氣(qi)質量(liang)模(mo)型(xing)對臭(chou)氧源解析和敏感(gan)性(xing)進行(xing)分析,對臭(chou)氧污染過程(cheng)進行(xing)模(mo)擬,還是精準溯源、實(shi)時可視化監(jian)管,都是目前(qian)5G+ AI與環(huan)境(jing)監(jian)測(ce)深(shen)度耦合,助力我們數(shu)字化轉型(xing)的(de)例子。
中國環境報:關(guan)于(yu)生(sheng)(sheng)態環境部提(ti)出的構(gou)建全(quan)流域(yu)生(sheng)(sheng)態質量監測(ce)(ce)(ce)一張網,您(nin)怎么理解?作(zuo)為環境監測(ce)(ce)(ce)行業的龍頭企業,又(you)會在水環境監測(ce)(ce)(ce)領域(yu)有何(he)布局?
孫越:按照全流(liu)域(yu)、全要(yao)素的要(yao)求系統治理水環境,是當前的新方向。一條河是統一的自然生態系統,生態修復必須遵循自然規律,統籌兼顧各種要素、協調各方關系,把局部問題放在整個生態系統中來解決。之前我們投入的大量治污工程雖然成效顯著,但也有所反復,就說明水環境治理既有其顯著性,又有其復雜性。
一(yi)條河流(liu)(liu)途經不(bu)同(tong)行政轄區,原本具有整(zheng)體性、關聯性特征的流(liu)(liu)域(yu)自然(ran)空間被行政區單元所分(fen)割管理(li)(li),流(liu)(liu)域(yu)內各(ge)類資源、各(ge)個因(yin)素相互(hu)影響、相互(hu)促進、相互(hu)約束,共同(tong)構成統一(yi)的動態平衡系統,因(yin)此涉水事務非常(chang)多,管理(li)(li)部門業務上相互(hu)交(jiao)叉。
把“系統(tong)治(zhi)理”“協同治(zhi)理”作為方向指(zhi)南(nan),對(dui)流(liu)域(yu)治(zhi)理來說既是(shi)挑戰也是(shi)機遇。我們以此提(ti)出“源(yuan)(yuan)、網、岸、排、河”五(wu)方面(mian)監測(ce),分(fen)別對(dui)應污染源(yuan)(yuan)、排水(shui)管網、近水(shui)岸線、入(ru)河排污口和河道水(shui)質。
污染源不(bu)僅(jin)有工業源,污水處理(li)(li)(li)廠也可(ke)以當成點源,還有農業面源,都要(yao)監測。以改(gai)善(shan)水環(huan)境、恢復(fu)水生(sheng)態(tai)治(zhi)理(li)(li)(li)為主的(de)系統性(xing)治(zhi)理(li)(li)(li)將(jiang)逐步(bu)成為未(wei)來市場(chang)的(de)發展趨(qu)勢。
排水(shui)管網(wang)不僅要監(jian)測污水(shui)管網(wang),還有雨水(shui)管網(wang),也可能出現(xian)超標。
管網的(de)(de)終端就是(shi)(shi)排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)口。生(sheng)態環(huan)境部開展(zhan)長江(jiang)入河排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)污(wu)(wu)(wu)(wu)口排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)查整治專項行動(dong)時就提出,往長江(jiang)里(li)排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)污(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)到(dao)底(di)有多(duo)少排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)污(wu)(wu)(wu)(wu)口,在(zai)哪(na)里(li)排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai),誰在(zai)排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai),排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)什(shen)么,排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)多(duo)少等一系列問(wen)題。如(ru)何把(ba)入河排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)污(wu)(wu)(wu)(wu)口這個最重要的(de)(de)基礎性底(di)數摸清楚,也(ye)是(shi)(shi)對監測(ce)行業的(de)(de)一場大考。首先,這個數量是(shi)(shi)非常龐大的(de)(de)。以去年生(sheng)態環(huan)境部完成的(de)(de)長江(jiang)流域2.4萬(wan)公(gong)里(li)岸(an)線及沿岸(an)2公(gong)里(li)區域的(de)(de)入河排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)污(wu)(wu)(wu)(wu)口排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)查為例,排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)查出長江(jiang)入河排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)污(wu)(wu)(wu)(wu)口6萬(wan)多(duo)個。這是(shi)(shi)我們目前掌(zhang)握的(de)(de)數字,具體到(dao)每一個排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)污(wu)(wu)(wu)(wu)口 如(ru)何監測(ce)則涉及更復雜、更多(duo)樣的(de)(de)情況。比如(ru),許多(duo)污(wu)(wu)(wu)(wu)染排(pai)(pai)(pai)(pai)(pai)放不是(shi)(shi)連(lian)續性的(de)(de),如(ru)果是(shi)(shi)抽查,很難監測(ce)到(dao)超(chao)標現(xian)象。
所(suo)以說(shuo),水里的(de)問題(ti),根源(yuan)在岸(an)(an)上,對長(chang)江沿(yan)岸(an)(an)的(de)重點工業企業,我(wo)們也要(yao)全(quan)部納入日常監測,進行(xing)全(quan)過程跟蹤,實現長(chang)江沿(yan)岸(an)(an)區域污染源(yuan)情況(kuang)明、底數清(qing)。
我們(men)發現(xian),河(he)(he)流、湖泊(bo)岸線范圍不明(ming),功能界定(ding)不清,部分河(he)(he)段岸線開(kai)發不合理,也會嚴重破壞河(he)(he)流生(sheng)態環(huan)境。比如用河(he)(he)道兩側兩公里保(bao)護范(fan)圍的(de)這把“綠色標尺”去(qu)衡量(liang),涉及(ji)到的(de)監測對象(xiang)包括沿河化工(gong)企業的(de)排(pai)污(wu),建筑垃(la)圾生(sheng)活垃(la)圾等固(gu)體廢(fei)物堆存產生(sheng)的(de)滲濾液廢(fei)水。
岸線的管控(kong)也是非(fei)常重(zhong)要(yao),最終回歸到水體(ti)本身。除(chu)了水質監(jian)測(ce),還有(you)很多(duo)外(wai)延(yan),比如非(fei)法(fa)采砂、非(fei)法(fa)養殖、非(fei)法(fa)捕撈、非(fei)法(fa)傾(qing)倒廢棄物等。試想如果(guo)長江(jiang)沿(yan)岸密集安(an)裝(zhuang)攝像(xiang)頭(tou),那么海量(liang)的監(jian)控(kong)錄像(xiang)由誰來甄別(bie)鑒定?
查看監控視頻是(shi)工作(zuo)量巨(ju)大(da)且效率低下的事情(qing),靠人力幾乎難以解決(jue)。如何真正節約人力和成本,提高效率和正確率?
這(zhe)就要依靠視(shi)(shi)覺(jue)AI技術。對人(ren)類而(er)(er)言,70%~80%的(de)(de)(de)信息(xi)獲取(qu)來(lai)自(zi)視(shi)(shi)覺(jue),但人(ren)類長期(qi)觀看監視(shi)(shi)錄像(xiang)易喪失注意力和辨別力。而(er)(er)我們(men)希望讓計算機(ji)具備“從識(shi)人(ren)知(zhi)物到(dao)辨識(shi)萬物”的(de)(de)(de)能力,幫(bang)助我們(men)在環境監管中,提升處理信息(xi)的(de)(de)(de)效(xiao)率(lv)。
真正的視頻監測(ce)可以(yi)(yi)區分(fen)(fen)人體(ti)(ti)形(xing)態(tai)(tai),車輛、船(chuan)只或選定物(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)與所(suo)有其(qi)他物(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)的一(yi)般移動和變化,從(cong)而進行抓取、分(fen)(fen)析、預警。隨(sui)著(zhu)以(yi)(yi)改善水(shui)環境、恢(hui)復(fu)水(shui)生(sheng)(sheng)態(tai)(tai)治理為主的系(xi)統性治理將逐(zhu)步成為未(wei)來市場的發展趨(qu)勢(shi),我們要監測(ce)的對(dui)象可以(yi)(yi)是藍藻(zao)的覆蓋(gai)面積、生(sheng)(sheng)長速度、擴散情況,還有水(shui)生(sheng)(sheng)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)的多樣性情況,外來物(wu)(wu)(wu)種對(dui)生(sheng)(sheng)態(tai)(tai)平衡(heng)的破壞,甚至(zhi)結合電子顯微(wei)鏡(jing)監測(ce)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)種類、菌(jun)群數(shu)量(liang)。
AI技術適用(yong)于生物識別場景的(de)(de)(de)預演已經在(zai)進行中,推(tui)動(dong)環境(jing)遠程監測(ce)(ce)、在(zai)線監測(ce)(ce)是(shi)繼高清(qing)(qing)化和網絡化之(zhi)后的(de)(de)(de)第(di)三次技術變革(ge)。從“看得見(jian)”到(dao)“看得清(qing)(qing)”再到(dao)現在(zai)的(de)(de)(de)“看得懂(dong)”,在(zai)未來必將有(you)更多的(de)(de)(de)AI算法、AI芯片、AI產品被(bei)應(ying)用(yong)到(dao)環境(jing)監測(ce)(ce)行業,比如對(dui)岸上、水(shui)里的(de)(de)(de)不同(tong)種類動(dong)物,從顏色、形態、運(yun)動(dong)軌跡(ji)、三維(wei)位置及尺寸信息來差異(yi)化判別它們。
中國環(huan)(huan)境報(bao):《生態(tai)環(huan)(huan)境監(jian)測條例》正(zheng)在加(jia)速出臺(tai),此舉將大(da)大(da)推進(jin)生態(tai)環(huan)(huan)境監(jian)測的(de)法治化進(jin)程。對于公開征(zheng)求意(yi)見的(de)《條例(草(cao)案)》,您(nin)怎么理解?從中可(ke)以看出哪些環(huan)(huan)境監(jian)測行業未來發展(zhan)的(de)一個(ge)方向(xiang)和(he)可(ke)以突破、拓(tuo)展(zhan)的(de)空間?
孫越:生態環境監測是生態環境保護的基(ji)礎,但(dan)過去這項工作的法律支撐不太完(wan)善。比如關于監測數據的法律效力,《條例(草案)》首次明確,通過自動監測設備、設施獲取的監測數據,可以作為環境監督管理和行政執法的依據,是一個轉折性的變化。通過《條例》的制訂,進一步確立了各級生態環境監測的法律地位和作用,保護各級各類生態環境監測機構的權利和義務,同時也進一步強化各界生態環境監測機構的法律責任。
通過《條例(草案)》,我們欣喜地看(kan)到,生態環境監測(ce)的(de)定(ding)義擴展到了六大(da)(da)內涵(han),包(bao)括對環境質(zhi)量、生態狀況和污染物排放(fang)及其變化(hua)(hua)趨勢的(de)采樣觀測(ce)、調查(cha)普查(cha)、遙感解譯、分(fen)(fen)析測(ce)試、評價評估(gu)、預(yu)測(ce)預(yu)報(bao)等活動。過去無論(lun)是在線分(fen)(fen)析還是實(shi)驗室分(fen)(fen)析,我們的(de)監測(ce)機構(gou)還局限在理化(hua)(hua)分(fen)(fen)析層面,也(ye)就是對各類污染物排放(fang)活動的(de)監測(ce),而今(jin)后,環境監測(ce)的(de)范(fan)疇將大(da)(da)幅度拓(tuo)寬。
除了六大(da)(da)內涵,我們還看到了九大(da)(da)外延,也(ye)就是對(dui)(dui)森林(lin)、草原、濕地(di)(di)、荒漠、河湖、海洋、農田、城市(shi)和(he)鄉村等生態狀況的監(jian)測(ce),包括(kuo)對(dui)(dui)大(da)(da)氣、地(di)(di)表水、地(di)(di)下水、海水、土壤、聲(sheng)、光(guang)、熱(re)、生物(wu)、振(zhen)動、輻射(she)、溫室(shi)氣體等環(huan)境(jing)要素質量的監(jian)測(ce)。顯而易(yi)見,未(wei)來(lai)生態環(huan)境(jing)監(jian)測(ce)高新技(ji)術、先進裝備(bei)的研究、開發(fa)應(ying)用和(he)推廣(guang),新型污(wu)染物(wu)、應(ying)對(dui)(dui)新興環(huan)境(jing)問題(ti)和(he)履(lv)行(xing)國際(ji)環(huan)境(jing)公約涉及污(wu)染物(wu)的研究性監(jian)測(ce)將有更多突(tu)破和(he)發(fa)展。
環(huan)境(jing)(jing)監(jian)(jian)測網絡的(de)不斷完善,監(jian)(jian)測對象和適用(yong)范(fan)圍的(de)不斷豐富,將推(tui)動物聯網、傳感器、區塊鏈、人工智(zhi)能等新(xin)技(ji)術在(zai)監(jian)(jian)測檢(jian)測業務(wu)中的(de)應(ying)用(yong),一批生態(tai)環(huan)境(jing)(jing)監(jian)(jian)測創(chuang)新(xin)示范(fan)基地(di)有(you)望建立,具有(you)自主知識產(chan)(chan)權(quan)的(de)監(jian)(jian)測技(ji)術裝備研發和應(ying)用(yong)轉化(hua)全面加速,生態(tai)環(huan)境(jing)(jing)監(jian)(jian)測自動化(hua)、智(zhi)能化(hua)、信息化(hua)能力不斷提(ti)升,為創(chuang)新(xin)驅動環(huan)境(jing)(jing)監(jian)(jian)測產(chan)(chan)品(pin)的(de)不斷升級與(yu)(yu)推(tui)陳(chen)出新(xin)助(zhu)力。同(tong)時我(wo)們的(de)研發投(tou)入也(ye)在(zai)持續(xu)加大,例(li)如在(zai)環(huan)境(jing)(jing)與(yu)(yu)健康領域(yu),我(wo)們已經對環(huan)境(jing)(jing)病理性(xing)、毒(du)理性(xing)監(jian)(jian)測分析(xi)有(you)所(suo)布局。