臭氧逐漸上升為僅次于PM2.5的影響優(yōu)良天數(shù)的重要因素，今年夏季，在新冠肺炎疫情防控常態(tài)化形勢(shì)下，生態(tài)環(huán)境部門開(kāi)展臭氧污染防治監(jiān)督幫扶攻堅(jiān)行動(dòng)，越來(lái)越倚重新一代信息化技術(shù)的參與。在臭氧監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，有哪些高新技術(shù)手段出現(xiàn)？

 

孫越：臭氧污染防治工作的艱巨性和復(fù)雜性，亟需監(jiān)測(cè)科技力量的支持。

 

臭氧污染具有明顯的復(fù)合型，其成因非常復(fù)雜，涉及氮氧化物（NOx）和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）的排放，還與氣象條件、地理環(huán)境，比如氣溫、光照、濕度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向都有關(guān)系。

 

因此，我們不僅要監(jiān)測(cè)臭氧的濃度，更要研究它的生成機(jī)理，測(cè)出導(dǎo)致臭氧污染的各個(gè)因素的貢獻(xiàn)率。以此為出發(fā)點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一系列參與臭氧生成光化學(xué)反應(yīng)的常規(guī)污染物、特征污染物監(jiān)測(cè)指標(biāo)，這些監(jiān)測(cè)不僅指向區(qū)域，甚至能鎖定污染行業(yè)、企業(yè)、工藝。

 

目前大家可以看到的臭氧污染監(jiān)測(cè)，除固定站外，已經(jīng)增加了大氣環(huán)境走航監(jiān)測(cè)車。大部分走航車功能還比較簡(jiǎn)單，僅僅是監(jiān)測(cè)VOCs，主要作用是定位 VOCs超標(biāo)的點(diǎn)位，從而識(shí)別來(lái)源。

 

在此基礎(chǔ)上，聚光科技提出了協(xié)同走航監(jiān)測(cè)的概念，也就是同時(shí)監(jiān)測(cè) VOCs、NOx、臭氧以及PM2.5。一臺(tái)走航車協(xié)同監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)在于不僅能獲知VOCs濃度，而且通過(guò)模型演繹，計(jì)算和預(yù)測(cè)各類污染源對(duì)整個(gè)地區(qū)臭氧污染的貢獻(xiàn)，全面、精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、定性、定量地診斷區(qū)域污染狀況。有效改善了過(guò)去雖然監(jiān)測(cè)到單一污染物的濃度，但還是無(wú)法判斷污染源究竟是誰(shuí)，以及它與片區(qū)臭氧濃度究竟關(guān)聯(lián)性有多大的被動(dòng)局面。

 

我們?cè)噲D通過(guò)這樣的監(jiān)測(cè)和模型計(jì)算，對(duì)一個(gè)地區(qū)的臭氧污染成因精準(zhǔn)畫(huà)像，什么時(shí)間生成，哪個(gè)時(shí)段濃度最高，哪些因子較活躍，是哪些行業(yè)導(dǎo)致的……當(dāng)然，一個(gè)城市的臭氧不僅僅來(lái)自于本地，還有外源輸入。對(duì)此，我們也有一個(gè)監(jiān)測(cè)指標(biāo)——PAN。PAN（CH3C（O）OONO2，過(guò)氧乙酰硝酸酯）是由大氣中部分VOCs和NOx進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)而生成的，是一種重要的二次污染物，聚光科技PANs在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是針對(duì)它。通過(guò)這一監(jiān)測(cè)，能迅速分析出臭氧污染是外源輸入還是本地源造成的。

 

這些圍繞VOCs的監(jiān)測(cè)，除了因?yàn)樗�通過(guò)光照與NOx發(fā)生反應(yīng)后生產(chǎn)臭氧，也源于它與空氣中的氧化劑、硝酸等發(fā)生氧化、吸附、凝結(jié)反應(yīng)會(huì)生成二次有機(jī)顆粒物，也就是我們熟知的PM2.5。監(jiān)測(cè)分析VOCs就把臭氧防治和PM2.5防治兩項(xiàng)任務(wù)協(xié)同起來(lái)了，也就是既要扭轉(zhuǎn)臭氧污染升高態(tài)勢(shì)，還要保持PM2.5污染持續(xù)下降。

 

我們的走航車同時(shí)開(kāi)展VOCs+大氣常規(guī)六參數(shù)（O3、NO2、SO2、CO、PM2.5、PM10）監(jiān)測(cè)工作，再通過(guò)搭載的空氣質(zhì)量模型，分析本地生成和外部傳輸臭氧前體物與臭氧的占比，獲得各地區(qū)各類污染源排放對(duì)受體點(diǎn)環(huán)境臭氧濃度的貢獻(xiàn)。當(dāng)?shù)玫江h(huán)境中臭氧濃度與其生成前體物排放之間的定量關(guān)系后，還可以以此為依據(jù)開(kāi)展減排效果評(píng)估。

 

這些復(fù)雜的源解析模型和擴(kuò)散模型、預(yù)警模型都需要人工智能（AI）不斷優(yōu)化，讓一臺(tái)車至少解決五六個(gè)方面的問(wèn)題，大大降低了監(jiān)測(cè)成本。比如除了前面講的，PM10我們?cè)趺崔k？在走航車底部就有這樣的裝置，針對(duì)建筑工地或者城市道路的道路積塵負(fù)荷，都可以做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

 

除了降低成本，還要提升工作效率�，F(xiàn)在的大氣走航監(jiān)測(cè)車采用飛行時(shí)間質(zhì)譜儀，實(shí)現(xiàn)秒級(jí)出數(shù)，便于快速摸清污染底數(shù)。同時(shí)與搭載的氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS分析儀）相結(jié)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，5G技術(shù)的應(yīng)用也使走航車對(duì)污染源的定位日臻精準(zhǔn)，已經(jīng)達(dá)到厘米級(jí)，如果是4G的話，也就只能精確到10米級(jí)。這意味著，溯源對(duì)于我們來(lái)說(shuō)不僅限于一個(gè)地區(qū)、一家企業(yè)，而是可以找到某個(gè)車間。盡管有些車間和生產(chǎn)工藝是連續(xù)性的，但我們?cè)诠に嚩沃�間的走航能夠非常準(zhǔn)確地找到無(wú)組織排放點(diǎn)到底是在哪個(gè)位置。伴隨著快速定位，我們還能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程的可視化管控，也就是在走航過(guò)程中增加了攝像頭，攝像頭抓拍到的無(wú)組織排放違法行為，包括視頻、圖像，都通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)瞬時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)察人員手中。

 

無(wú)論利用空氣質(zhì)量模型對(duì)臭氧源解析和敏感性進(jìn)行分析，對(duì)臭氧污染過(guò)程進(jìn)行模擬，還是精準(zhǔn)溯源、實(shí)時(shí)可視化監(jiān)管，都是目前5G+ AI與環(huán)境監(jiān)測(cè)深度耦合，助力我們數(shù)字化轉(zhuǎn)型的例子。

 

 

關(guān)于生態(tài)環(huán)境部提出的構(gòu)建全流域生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測(cè)一張網(wǎng)，您怎么理解？作為環(huán)境監(jiān)測(cè)行業(yè)的龍頭企業(yè)，又會(huì)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域有何布局？

 

孫越：按照全流域、全要素的要求系統(tǒng)治理水環(huán)境，是當(dāng)前的新方向。一條河是統(tǒng)一的自然生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)修復(fù)必須遵循自然規(guī)律，統(tǒng)籌兼顧各種要素、協(xié)調(diào)各方關(guān)系，把局部問(wèn)題放在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中來(lái)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(fù)，就說(shuō)明水環(huán)境治理既有其顯著性，又有其復(fù)雜性。

 

一條河流途經(jīng)不同行政轄區(qū)，原本具有整體性、關(guān)聯(lián)性特征的流域自然空間被行政區(qū)單元所分割管理，流域內(nèi)各類資源、各個(gè)因素相互影響、相互促進(jìn)、相互約束，共同構(gòu)成統(tǒng)一的動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)，因此涉水事務(wù)非常多，管理部門業(yè)務(wù)上相互交叉。

 

把“系統(tǒng)治理”“協(xié)同治理”作為方向指南，對(duì)流域治理來(lái)說(shuō)既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。我們以此提出 “源、網(wǎng)、岸、排、河”五方面監(jiān)測(cè)，分別對(duì)應(yīng)污染源、排水管網(wǎng)、近水岸線、入河排污口和河道水質(zhì)。

 

污染源不僅有工業(yè)源，污水處理廠也可以當(dāng)成點(diǎn)源，還有農(nóng)業(yè)面源，都要監(jiān)測(cè)。以改善水環(huán)境、恢復(fù)水生態(tài)治理為主的系統(tǒng)性治理將逐步成為未來(lái)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。

 

排水管網(wǎng)不僅要監(jiān)測(cè)污水管網(wǎng)，還有雨水管網(wǎng)，也可能出現(xiàn)超標(biāo)。

 

管網(wǎng)的終端就是排口。生態(tài)環(huán)境部開(kāi)展長(zhǎng)江入河排污口排查整治專項(xiàng)行動(dòng)時(shí)就提出，往長(zhǎng)江里排污的到底有多少排污口，在哪里排，誰(shuí)在排，排什么，排多少等一系列問(wèn)題。如何把入河排污口這個(gè)最重要的基礎(chǔ)性底數(shù)摸清楚，也是對(duì)監(jiān)測(cè)行業(yè)的一場(chǎng)大考。首先，這個(gè)數(shù)量是非常龐大的。以去年生態(tài)環(huán)境部完成的長(zhǎng)江流域2.4萬(wàn)公里岸線及沿岸2公里區(qū)域的入河排污口排查為例，排查出長(zhǎng)江入河排污口6萬(wàn)多個(gè)。這是我們目前掌握的數(shù)字，具體到每一個(gè)排污口 如何監(jiān)測(cè)則涉及更復(fù)雜、更多樣的情況。比如，許多污染排放不是連續(xù)性的，如果是抽查，很難監(jiān)測(cè)到超標(biāo)現(xiàn)象。

 

所以說(shuō)，水里的問(wèn)題，根源在岸上，對(duì)長(zhǎng)江沿岸的重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)，我們也要全部納入日常監(jiān)測(cè)，進(jìn)行全過(guò)程跟蹤，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)江沿岸區(qū)域污染源情況明、底數(shù)清。

 

我們發(fā)現(xiàn)，河流、湖泊岸線范圍不明，功能界定不清，部分河段岸線開(kāi)發(fā)不合理，也會(huì)嚴(yán)重破壞河流生態(tài)環(huán)境。比如用河道兩側(cè)兩公里保護(hù)范圍的這把“綠色標(biāo)尺”去衡量，涉及到的監(jiān)測(cè)對(duì)象包括沿河化工企業(yè)的排污，建筑垃圾生活垃圾等固體廢物堆存產(chǎn)生的滲濾液廢水。

 

岸線的管控也是非常重要，最終回歸到水體本身。除了水質(zhì)監(jiān)測(cè)，還有很多外延，比如非法采砂、非法養(yǎng)殖、非法捕撈、非法傾倒廢棄物等。試想如果長(zhǎng)江沿岸密集安裝攝像頭， 那么海量的監(jiān)控錄像由誰(shuí)來(lái)甄別鑒定？

 

查看監(jiān)控視頻是工作量巨大且效率低下的事情，靠人力幾乎難以解決。如何真正節(jié)約人力和成本，提高效率和正確率？

 

這就要依靠視覺(jué)AI技術(shù)。對(duì)人類而言，70%~80%的信息獲取來(lái)自視覺(jué)，但人類長(zhǎng)期觀看監(jiān)視錄像易喪失注意力和辨別力。而我們希望讓計(jì)算機(jī)具備“從識(shí)人知物到辨識(shí)萬(wàn)物”的能力，幫助我們?cè)诃h(huán)境監(jiān)管中，提升處理信息的效率。

 

真正的視頻監(jiān)測(cè)可以區(qū)分人體形態(tài)，車輛、船只或選定物體與所有其他物體的一般移動(dòng)和變化，從而進(jìn)行抓取、分析、預(yù)警。隨著以改善水環(huán)境、恢復(fù)水生態(tài)治理為主的系統(tǒng)性治理將逐步成為未來(lái)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，我們要監(jiān)測(cè)的對(duì)象可以是藍(lán)藻的覆蓋面積、生長(zhǎng)速度、擴(kuò)散情況，還有水生生物的多樣性情況，外來(lái)物種對(duì)生態(tài)平衡的破壞，甚至結(jié)合電子顯微鏡監(jiān)測(cè)微生物種類、菌群數(shù)量。

 

AI技術(shù)適用于生物識(shí)別場(chǎng)景的預(yù)演已經(jīng)在進(jìn)行中，推動(dòng)環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、在線監(jiān)測(cè)是繼高清化和網(wǎng)絡(luò)化之后的第三次技術(shù)變革。從“看得見(jiàn)”到“看得清”再到現(xiàn)在的“看得懂”，在未來(lái)必將有更多的AI算法、AI芯片、AI產(chǎn)品被應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測(cè)行業(yè)，比如對(duì)岸上、水里的不同種類動(dòng)物，從顏色、形態(tài)、運(yùn)動(dòng)軌跡、三維位置及尺寸信息來(lái)差異化判別它們。

 

 

《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)條例》正在加速出臺(tái)，此舉將大大推進(jìn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的法治化進(jìn)程。對(duì)于公開(kāi)征求意見(jiàn)的《條例（草案）》，您怎么理解？從中可以看出哪些環(huán)境監(jiān)測(cè)行業(yè)未來(lái)發(fā)展的一個(gè)方向和可以突破、拓展的空間？

 

孫越：生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)，但過(guò)去這項(xiàng)工作的法律支撐不太完善。比如關(guān)于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的法律效力，《條例（草案）》首次明確，通過(guò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備、設(shè)施獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以作為環(huán)境監(jiān)督管理和行政執(zhí)法的依據(jù)，是一個(gè)轉(zhuǎn)折性的變化。通過(guò)《條例》的制訂，進(jìn)一步確立了各級(jí)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的法律地位和作用，保護(hù)各級(jí)各類生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的權(quán)利和義務(wù)，同時(shí)也進(jìn)一步強(qiáng)化各界生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)的法律責(zé)任。

 

通過(guò)《條例（草案）》，我們欣喜地看到，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的定義擴(kuò)展到了六大內(nèi)涵，包括對(duì)環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)狀況和污染物排放及其變化趨勢(shì)的采樣觀測(cè)、調(diào)查普查、遙感解譯、分析測(cè)試、評(píng)價(jià)評(píng)估、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等活動(dòng)。過(guò)去無(wú)論是在線分析還是實(shí)驗(yàn)室分析，我們的監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)還局限在理化分析層面，也就是對(duì)各類污染物排放活動(dòng)的監(jiān)測(cè)，而今后，環(huán)境監(jiān)測(cè)的范疇將大幅度拓寬。

 

除了六大內(nèi)涵，我們還看到了九大外延，也就是對(duì)森林、草原、濕地、荒漠、河湖、海洋、農(nóng)田、城市和鄉(xiāng)村等生態(tài)狀況的監(jiān)測(cè)，包括對(duì)大氣、地表水、地下水、海水、土壤、聲、光、熱、生物、振動(dòng)、輻射、溫室氣體等環(huán)境要素質(zhì)量的監(jiān)測(cè)。顯而易見(jiàn)，未來(lái)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)高新技術(shù)、先進(jìn)裝備的研究、開(kāi)發(fā)應(yīng)用和推廣，新型污染物、應(yīng)對(duì)新興環(huán)境問(wèn)題和履行國(guó)際環(huán)境公約涉及污染物的研究性監(jiān)測(cè)將有更多突破和發(fā)展。

 

環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，監(jiān)測(cè)對(duì)象和適用范圍的不斷豐富，將推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、區(qū)塊鏈、人工智能等新技術(shù)在監(jiān)測(cè)檢測(cè)業(yè)務(wù)中的應(yīng)用，一批生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)創(chuàng)新示范基地有望建立，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的監(jiān)測(cè)技術(shù)裝備研發(fā)和應(yīng)用轉(zhuǎn)化全面加速，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)自動(dòng)化、智能化、信息化能力不斷提升，為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)環(huán)境監(jiān)測(cè)產(chǎn)品的不斷升級(jí)與推陳出新助力。同時(shí)我們的研發(fā)投入也在持續(xù)加大，例如在環(huán)境與健康領(lǐng)域，我們已經(jīng)對(duì)環(huán)境病理性、毒理性監(jiān)測(cè)分析有所布局。