水质监测现代化生态环境监测体系的9个发展趋势

作者： 《水环境解决方案》

中国环境监测总站4月18日发文《以数智化转型加快推动建立现代化生态环境监测体系》重点方向之一是加强高效感知，以实现“无人化”为目标，以运维、采样、检测自动化，人员异常行为识别、设备与试剂耗材管理、周边环境感知等智能化为突破，推动环境质量传统监测手段数智化改造。探索机器视觉、视觉识别、多模态大模型等人工智能技术在生物多样性、噪声等环境感知领域的应用。加强遥感、传感器等边际效应凸显的新一代感知技术应用，强化智能遥感解译、数据同化反演、跨技术量值溯源等技术研究。加强高光谱、紫外可见光谱、三维荧光等光学特征图谱识别技术在污染溯源场景中的应用。

1. 小型化革新

仪器的小型化进程日益加快，目前的水质监测仪表的体积是上一代产品的1/3-1/2。随着微流控技术的发展，使得水质监测设备在保持高性能的同时实现了尺寸上的压缩。水站集成也更加的集约化，2平米、1平米的标准水质监测站也得到了全面的推广（已完成认证）。这些技术的应用都将加剧市场的下沉，在乡镇、乃至发达地区的村都将广泛应用。

2. 快速检测能力 

伴随监管需求，能够实现快速的水质预警，要求分析仪器的检测时间要大大缩短，并能在短时间内获取高精度的水质数据，越来越多的场景需要预警站和趋势站的建立，催生了电极法及非标方法的需求。

3. 智能化转型

监测仪器的智能化水平显著提升，可以实现AI采样、全自动检测实验分析、自我检测与诊断功能，通过智能化技术，监测设备能主动适应环境变化，自主判定故障，协同集成系统进行修复，自主运行维护。

4. 特征因子

监测重心逐步从传统的常规水质因子（9参数）转向更具针对性的特征因子（X），通过对特定污染物、新型污染物和生物活性物质的精密监测，更准确地描绘出水质特征和潜在污染源，从而实现更为的环境健康管理，这些年着重关注的特征因子挥发酚、氟化物、铊、锑、高氯酸盐等。

5. 传感技术的大规模应用

传感器技术在水质监测领域的渗透日益加深，越来越多的设备搭载了先进的传感模块，无论是河流、湖泊还是地下水体，都能够实时、连续地获取水质信息，这一变革无疑为地表水环境质量的长期监测提供了强大的技术支持，应用广泛的是COD、氨氮、氟化物、硝酸盐、亚硝酸、色度、藻类分类；重点研发计划还支持了原位重金属和有机物的研发；以及机器学习，视觉技术在生态监测中的广泛应用。

6. 综合表征技术 

通过融合高光谱、全光谱、三维荧光等多种高科技手段，水质在线监测实现了对污染物的综合表征和深层次解析，为污染物质的溯源提供了强有力的技术支持。

7. 监测全面性的提升

监测体系的覆盖面愈发广阔，推出覆盖 GB 3838、GB 5749全部标准指标的超级监测站，同时加强对新污染物、未知风险因子的筛查，力求做到水质监测的全维度、无遗漏，特征应用水中异味、藻分类、非靶向有机物。

8. 场景化应用的精细化

监测工作开始深入到各个具体应用场景之中，由水源地和考核断面，延伸至异味、水华、农业面源污染、入河排污口、潮汐变化、汛期污染等多种复杂环境。

9. 协同监测研究深入

监测工作不再孤立看待地表水、地下水、大气、土壤等环境介质，而是倡导多介质、多维度的协同监测，探究污染物在生态系统中的迁移转化路径和循环过程，实现从单一介质到多介质联防联控的跨越，有效保障水资源的可持续利用与环境质量的全面提升，比较有代表的是大气沉降协同地表水、土壤和地下水，地表水和地下水协同监测。