來(lái)源：中國環境報(bào)第8版

　　中國環境報(bào)：臭氧逐漸上(shàng)升爲僅次于PM2.5的影響優良天數的重要因素，今年夏季，在新冠肺炎疫情防控常态化形勢下(xià)，生态環境部門(mén)開(kāi)展臭氧污染防治監督幫扶攻堅行動，越來(lái)越倚重新一代信息化技術的參與。在臭氧監測領域，有哪些(xiē)高(gāo)新技術手段出現(xiàn)？

　　孫越：臭氧污染防治工(gōng)作(zuò)的艱巨性和(hé)複雜(zá)性，亟需監測科技力量的支持。

　　臭氧污染具有明(míng)顯的複合型，其成因非常複雜(zá)，涉及氮氧化物（NOx）和(hé)揮發性有機物（VOCs）的排放(fàng)，還與氣象條件、地理(lǐ)環境，比如氣溫、光照、濕度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向都有關系。

　　因此，我們不僅要監測臭氧的濃度，更要研究它的生成機理(lǐ)，測出導緻臭氧污染的各個因素的貢獻率。以此爲出發點，我們設計(jì)了(le)一系列參與臭氧生成光化學反應的常規污染物、特征污染物監測指标，這(zhè)些(xiē)監測不僅指向區(qū)域，甚至能(néng)鎖定污染行業、企業、工(gōng)藝。

　　目前大(dà)家可以看(kàn)到(dào)的臭氧污染監測，除固定站(zhàn)外(wài)，已經增加了(le)大(dà)氣環境走航監測車。大(dà)部分走航車功能(néng)還比較簡單，僅僅是監測VOCs，主要作(zuò)用(yòng)是定位 VOCs超标的點位，從(cóng)而識别來(lái)源。

　　在此基礎上(shàng)，聚光科技提出了(le)協同走航監測的概念，也(yě)就是同時(shí)監測 VOCs、NOx、臭氧以及PM2.5。一台走航車協同監測的優勢在于不僅能(néng)獲知(zhī)VOCs濃度，而且通過模型演繹，計(jì)算(suàn)和(hé)預測各類污染源對(duì)整個地區(qū)臭氧污染的貢獻，全面、精準、實時(shí)、定性、定量地診斷區(qū)域污染狀況。有效改善了(le)過去雖然監測到(dào)單一污染物的濃度，但(dàn)還是無法判斷污染源究竟是誰，以及它與片區(qū)臭氧濃度究竟關聯性有多大(dà)的被動局面。

　　我們試圖通過這(zhè)樣的監測和(hé)模型計(jì)算(suàn)，對(duì)一個地區(qū)的臭氧污染成因精準畫(huà)像，什(shén)麽時(shí)間生成，哪個時(shí)段濃度最高(gāo)，哪些(xiē)因子較活躍，是哪些(xiē)行業導緻的……當然，一個城(chéng)市的臭氧不僅僅來(lái)自(zì)于本地，還有外(wài)源輸入。對(duì)此，我們也(yě)有一個監測指标——PAN。PAN（CH3C（O）OONO2，過氧乙酰硝酸酯）是由大(dà)氣中部分VOCs和(hé)NOx進行光化學反應而生成的，是一種重要的二次污染物，聚光科技PANs在線監測系統就是針對(duì)它。通過這(zhè)一監測，能(néng)迅速分析出臭氧污染是外(wài)源輸入還是本地源造成的。

　　這(zhè)些(xiē)圍繞VOCs的監測，除了(le)因爲它通過光照與NOx發生反應後生産臭氧，也(yě)源于它與空(kōng)氣中的氧化劑、硝酸等發生氧化、吸附、凝結反應會(huì)生成二次有機顆粒物，也(yě)就是我們熟知(zhī)的PM2.5。監測分析VOCs就把臭氧防治和(hé)PM2.5防治兩項任務協同起來(lái)了(le)，也(yě)就是既要扭轉臭氧污染升高(gāo)态勢，還要保持PM2.5污染持續下(xià)降。

　　我們的走航車同時(shí)開(kāi)展VOCs+大(dà)氣常規六參數（O3、NO2、SO2、CO、PM2.5、PM10）監測工(gōng)作(zuò)，再通過搭載的空(kōng)氣質量模型，分析本地生成和(hé)外(wài)部傳輸臭氧前體物與臭氧的占比，獲得各地區(qū)各類污染源排放(fàng)對(duì)受體點環境臭氧濃度的貢獻。當得到(dào)環境中臭氧濃度與其生成前體物排放(fàng)之間的定量關系後，還可以以此爲依據開(kāi)展減排效果評估。

　　這(zhè)些(xiē)複雜(zá)的源解析模型和(hé)擴散模型、預警模型都需要人工(gōng)智能(néng)（AI）不斷優化，讓一台車至少解決五六個方面的問題，大(dà)大(dà)降低(dī)了(le)監測成本。比如除了(le)前面講的，PM10我們怎麽辦？在走航車底部就有這(zhè)樣的裝置，針對(duì)建築工(gōng)地或者城(chéng)市道(dào)路的道(dào)路積塵負荷，都可以做到(dào)實時(shí)監測。

　　除了(le)降低(dī)成本，還要提升工(gōng)作(zuò)效率。現(xiàn)在的大(dà)氣走航監測車采用(yòng)飛(fēi)行時(shí)間質譜儀，實現(xiàn)秒級出數，便于快(kuài)速摸清污染底數。同時(shí)與搭載的氣相色譜-質譜聯用(yòng)儀（GC-MS分析儀）相結合，輸出VOCs特征因子污染全域圖，全面摸排、定性定量診斷污染情況。

　　另外(wài)，5G技術的應用(yòng)也(yě)使走航車對(duì)污染源的定位日臻精準，已經達到(dào)厘米級，如果是4G的話(huà)，也(yě)就隻能(néng)精确到(dào)10米級。這(zhè)意味着，溯源對(duì)于我們來(lái)說不僅限于一個地區(qū)、一家企業，而是可以找到(dào)某個車間。盡管有些(xiē)車間和(hé)生産工(gōng)藝是連續性的，但(dàn)我們在工(gōng)藝段之間的走航能(néng)夠非常準确地找到(dào)無組織排放(fàng)點到(dào)底是在哪個位置。伴随着快(kuài)速定位，我們還能(néng)夠進行遠程的可視(shì)化管控，也(yě)就是在走航過程中增加了(le)攝像頭，攝像頭抓拍(pāi)到(dào)的無組織排放(fàng)違法行爲，包括視(shì)頻、圖像，都通過5G網絡瞬時(shí)傳輸到(dào)監察人員手中。

　　無論利用(yòng)空(kōng)氣質量模型對(duì)臭氧源解析和(hé)敏感性進行分析，對(duì)臭氧污染過程進行模拟，還是精準溯源、實時(shí)可視(shì)化監管，都是目前5G+ AI與環境監測深度耦合，助力我們數字化轉型的例子。

　　中國環境報(bào)：關于生态環境部提出的構建全流域生态質量監測一張網，您怎麽理(lǐ)解？作(zuò)爲環境監測行業的龍頭企業，又會(huì)在水(shuǐ)環境監測領域有何布局？

　　孫越：按照全流域、全要素的要求系統治理(lǐ)水(shuǐ)環境，是當前的新方向。一條河(hé)是統一的自(zì)然生态系統，生态修複必須遵循自(zì)然規律，統籌兼顧各種要素、協調各方關系，把局部問題放(fàng)在整個生态系統中來(lái)解決。之前我們投入的大(dà)量治污工(gōng)程雖然成效顯著，但(dàn)也(yě)有所反複，就說明(míng)水(shuǐ)環境治理(lǐ)既有其顯著性，又有其複雜(zá)性。

　　一條河(hé)流途經不同行政轄區(qū)，原本具有整體性、關聯性特征的流域自(zì)然空(kōng)間被行政區(qū)單元所分割管理(lǐ)，流域内各類資源、各個因素相互影響、相互促進、相互約束，共同構成統一的動态平衡系統，因此涉水(shuǐ)事(shì)務非常多，管理(lǐ)部門(mén)業務上(shàng)相互交叉。

　　把“系統治理(lǐ)”“協同治理(lǐ)”作(zuò)爲方向指南，對(duì)流域治理(lǐ)來(lái)說既是挑戰也(yě)是機遇。我們以此提出“源、網、岸、排、河(hé)”五方面監測，分别對(duì)應污染源、排水(shuǐ)管網、近水(shuǐ)岸線、入河(hé)排污口和(hé)河(hé)道(dào)水(shuǐ)質。

　　污染源不僅有工(gōng)業源，污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)也(yě)可以當成點源，還有農(nóng)業面源，都要監測。以改善水(shuǐ)環境、恢複水(shuǐ)生态治理(lǐ)爲主的系統性治理(lǐ)将逐步成爲未來(lái)市場的發展趨勢。

　　排水(shuǐ)管網不僅要監測污水(shuǐ)管網，還有雨水(shuǐ)管網，也(yě)可能(néng)出現(xiàn)超标。

　　管網的終端就是排口。生态環境部開(kāi)展長江入河(hé)排污口排查整治專項行動時(shí)就提出，往長江裏排污的到(dào)底有多少排污口，在哪裏排，誰在排，排什(shén)麽，排多少等一系列問題。如何把入河(hé)排污口這(zhè)個最重要的基礎性底數摸清楚，也(yě)是對(duì)監測行業的一場大(dà)考。首先，這(zhè)個數量是非常龐大(dà)的。以去年生态環境部完成的長江流域2.4萬公裏岸線及沿岸2公裏區(qū)域的入河(hé)排污口排查爲例，排查出長江入河(hé)排污口6萬多個。這(zhè)是我們目前掌握的數字，具體到(dào)每一個排污口 如何監測則涉及更複雜(zá)、更多樣的情況。比如，許多污染排放(fàng)不是連續性的，如果是抽查，很(hěn)難監測到(dào)超标現(xiàn)象。

　　所以說，水(shuǐ)裏的問題，根源在岸上(shàng)，對(duì)長江沿岸的重點工(gōng)業企業，我們也(yě)要全部納入日常監測，進行全過程跟蹤，實現(xiàn)長江沿岸區(qū)域污染源情況明(míng)、底數清。

　　我們發現(xiàn)，河(hé)流、湖泊岸線範圍不明(míng)，功能(néng)界定不清，部分河(hé)段岸線開(kāi)發不合理(lǐ)，也(yě)會(huì)嚴重破壞河(hé)流生态環境。比如用(yòng)河(hé)道(dào)兩側

　　兩公裏保護範圍的這(zhè)把“綠色标尺”去衡量，涉及到(dào)的監測對(duì)象包括沿河(hé)化工(gōng)企業的排污，建築垃圾生活垃圾等固體廢物堆存産生的滲濾液廢水(shuǐ)。

　　岸線的管控也(yě)是非常重要，最終回歸到(dào)水(shuǐ)體本身。除了(le)水(shuǐ)質監測，還有很(hěn)多外(wài)延，比如非法采砂、非法養殖、非法捕撈、非法傾倒廢棄物等。試想如果長江沿岸密集安裝攝像頭，那麽海量的監控錄像由誰來(lái)甄别鑒定？

　　查看(kàn)監控視(shì)頻是工(gōng)作(zuò)量巨大(dà)且效率低(dī)下(xià)的事(shì)情，靠人力幾乎難以解決。如何真正節約人力和(hé)成本，提高(gāo)效率和(hé)正确率？

　　這(zhè)就要依靠視(shì)覺AI技術。對(duì)人類而言，70%~80%的信息獲取來(lái)自(zì)視(shì)覺，但(dàn)人類長期觀看(kàn)監視(shì)錄像易喪失注意力和(hé)辨别力。而我們希望讓計(jì)算(suàn)機具備“從(cóng)識人知(zhī)物到(dào)辨識萬物”的能(néng)力，幫助我們在環境監管中，提升處理(lǐ)信息的效率。

　　真正的視(shì)頻監測可以區(qū)分人體形态，車輛、船(chuán)隻或選定物體與所有其他(tā)物體的一般移動和(hé)變化，從(cóng)而進行抓取、分析、預警。随着以改善水(shuǐ)環境、恢複水(shuǐ)生态治理(lǐ)爲主的系統性治理(lǐ)将逐步成爲未來(lái)市場的發展趨勢，我們要監測的對(duì)象可以是藍藻的覆蓋面積、生長速度、擴散情況，還有水(shuǐ)生生物的多樣性情況，外(wài)來(lái)物種對(duì)生态平衡的破壞，甚至結合電子顯微鏡監測微生物種類、菌群數量。

　　AI技術适用(yòng)于生物識别場景的預演已經在進行中，推動環境遠程監測、在線監測是繼高(gāo)清化和(hé)網絡化之後的第三次技術變革。從(cóng)“看(kàn)得見”到(dào)“看(kàn)得清”再到(dào)現(xiàn)在的“看(kàn)得懂”，在未來(lái)必将有更多的AI算(suàn)法、AI芯片、AI産品被應用(yòng)到(dào)環境監測行業，比如對(duì)岸上(shàng)、水(shuǐ)裏的不同種類動物，從(cóng)顔色、形态、運動軌迹、三維位置及尺寸信息來(lái)差異化判别它們。

　　中國環境報(bào)：《生态環境監測條例》正在加速出台，此舉将大(dà)大(dà)推進生态環境監測的法治化進程。對(duì)于公開(kāi)征求意見的《條例（草案）》，您怎麽理(lǐ)解？從(cóng)中可以看(kàn)出哪些(xiē)環境監測行業未來(lái)發展的一個方向和(hé)可以突破、拓展的空(kōng)間？

　　孫越：生态環境監測是生态環境保護的基礎，但(dàn)過去這(zhè)項工(gōng)作(zuò)的法律支撐不太完善。比如關于監測數據的法律效力，《條例（草案）》首次明(míng)确，通過自(zì)動監測設備、設施獲取的監測數據，可以作(zuò)爲環境監督管理(lǐ)和(hé)行政執法的依據，是一個轉折性的變化。通過《條例》的制訂，進一步确立了(le)各級生态環境監測的法律地位和(hé)作(zuò)用(yòng)，保護各級各類生态環境監測機構的權利和(hé)義務，同時(shí)也(yě)進一步強化各界生态環境監測機構的法律責任。

　　通過《條例（草案）》，我們欣喜地看(kàn)到(dào)，生态環境監測的定義擴展到(dào)了(le)六大(dà)内涵，包括對(duì)環境質量、生态狀況和(hé)污染物排放(fàng)及其變化趨勢的采樣觀測、調查普查、遙感解譯、分析測試、評價評估、預測預報(bào)等活動。過去無論是在線分析還是實驗室分析，我們的監測機構還局限在理(lǐ)化分析層面，也(yě)就是對(duì)各類污染物排放(fàng)活動的監測，而今後，環境監測的範疇将大(dà)幅度拓寬。

　　除了(le)六大(dà)内涵，我們還看(kàn)到(dào)了(le)九大(dà)外(wài)延，也(yě)就是對(duì)森林(lín)、草原、濕地、荒漠、河(hé)湖、海洋、農(nóng)田、城(chéng)市和(hé)鄉(xiāng)村等生态狀況的監測，包括對(duì)大(dà)氣、地表水(shuǐ)、地下(xià)水(shuǐ)、海水(shuǐ)、土壤、聲、光、熱、生物、振動、輻射、溫室氣體等環境要素質量的監測。顯而易見，未來(lái)生态環境監測高(gāo)新技術、先進裝備的研究、開(kāi)發應用(yòng)和(hé)推廣，新型污染物、應對(duì)新興環境問題和(hé)履行國際環境公約涉及污染物的研究性監測将有更多突破和(hé)發展。

　　環境監測網絡的不斷完善，監測對(duì)象和(hé)适用(yòng)範圍的不斷豐富，将推動物聯網、傳感器、區(qū)塊鏈、人工(gōng)智能(néng)等新技術在監測檢測業務中的應用(yòng)，一批生态環境監測創新示範基地有望建立，具有自(zì)主知(zhī)識産權的監測技術裝備研發和(hé)應用(yòng)轉化全面加速，生态環境監測自(zì)動化、智能(néng)化、信息化能(néng)力不斷提升，爲創新驅動環境監測産品的不斷升級與推陳出新助力。同時(shí)我們的研發投入也(yě)在持續加大(dà)，例如在環境與健康領域，我們已經對(duì)環境病理(lǐ)性、毒理(lǐ)性監測分析有所布局。