环境监测及监测仪器发展趋势 当前位置:首页仪电自控
 

    环境监测仪器(digital thermometer)是用于监测室内外环境各项参数的仪器总称,通过对影响环境质量因素的代表值的测定,确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势。


    我国环境监测仪器行业起步较晚,大约在2000年才有国产产品出现,但发展迅速。2011年,我国环境监测仪器仪表产量348979台,同比增长4.90%;行业实现产值约111.33亿元,较2000年增长超过3倍;行业收入规模为107.76亿元,较2000年增长近4倍;规模以上(年收入2000万元以上)企业有66家,较2000年的27家增长近3倍。


    随着我国工业结构调整与产业技术升级的发展,面向“高能耗、高物耗、高污染”的监测和专用优化系统将有较大的市场需求。为了满足实现循环经济和节能减排的要求,钢铁、石化、电力、有色金属等企业在环境监测系统和安全监测系统的需求进一步增加。


    与此同时,分析仪器领域,尤其是高端环境监测系统领域,不仅仅涉及传统的光学、电化学、色谱、质谱类分析技术,还涉及精密机械、电子学、计算机技术、自动化、人工智能等多种核心技术。这些高新技术的发展推动了环境监测仪器的测量技术不断提高,应用范围和领域不断扩大。


    工作原理
    环境检测的过程一般为接受任务,现场调查和收集资料,监测计划设计,优化布点,样品采集,样品运输和保存,样品的预处理,分析测试,数据处理,综合评价等。
    环境监测的对象:自然因素,人为因素,污染组分。
    环境监测包括:化学监测,物理监测,生物监测,生态监测。


    发展趋势
    目前,全国已形成了国家、省、市、县4级环境监测网络。共有专业、行业监测站4800多个,其中环保系统2200多个监测站,行业监测站2600多个。国控的空气质量监测网站103个、酸雨监测网站113个、水质监测网站135个。此外还建有噪声监测网、辐射监测网、区域监测网等。
    到2005年,国控环境监测网络调整为:环境空气监测网站226个,测点数793个;酸雨监测网站239个,测点数472个;水质监测网站197个,监测断面1074个;生态监测网站15个。
    目前,我国已制定各类国家环境标准410项,覆盖了大气、水质、土壤、噪声、辐射、固体废物、农药等领域。已开展了环境质量监测、环境质量周报、日报、预报监测;污染源监测、污染事故应急监测、污染物总量控制监测、污染源解析监测,环境污染治理工程效果监测等等。需监测的污染因子达百余种。


    环境监测及监测仪器发展趋势
    1、以目前人工采样和实验室分析为主,向自动化、智能化和网络化为主的监测方向发展;
    2、由劳动密集型向技术密集型方向发展;
    3、由较窄领域监测向全方位领域监测的方向发展;
    4、由单纯的地面环境监测向与遥感环境监测相结合的方向发展;
    6、环境监测仪器向物理、化学、生物、电子、光学等技术综合应用的高技术领域发展。


    生产现状
    环境监测是环境管理的基础和技术支持,随着我国环境保护工作的发展,我国环境监测技术也取得了较大的进步,环境监测仪器生产形成了一定的规模。
    目前,我国环境监测仪器的生产企业有140余家,年产值4.8亿元,约占全国环保产品产值的2.3。环境监测仪器的主要产品是各种水污染和大气污染监测、噪声与振动监测、放射性和电磁波监测仪器。我国生产的烟尘采样器、烟气采样器、总悬浮微粒采样器、油份测定仪、污水流量计等环境监测仪器已接近或达到国际先进水平,在国内市场上占有很大比例。国产大型实验室用原子吸收、紫外可见分光光度仪、气相色谱仪等监测仪器自动控制技术采用程度较低,关键零部件尚依赖进口。
    1、我国环境监测仪器多是中小型企业生产,产品基本集中在中低档的环境监测仪器,远不能适应我国环境监测工作发展的需要。主要表现为:
    ① 技术档次低,低水平、重复生产严重,规模效益差;
    ② 产品质量不高,性能不稳定,一致性较差,使用寿命短,故障率高;
    ③ 研究开发能力较低,在线监测仪器的系统配套生产能力较低,不能适应市场的需要。

    2、由劳动密集型向技术密集型方向发展;
    3、由较窄领域监测向全方位领域监测的方向发展;
    4、由单纯的地面环境监测向与遥感环境监测相结合的方向发展;
    5、环境监测仪器将向高质量、多功能、集成化、自动化、系统化和智能化的方面发展。


    主要仪器
    1、空气和废气监测仪器:
    (1) 污染源烟尘(粉尘)在线监测仪
    用于在线监测污染源烟尘、工艺粉尘排放量(浓度或总量),包括测量相关参数:流量、O2、含湿量、温度等,是实现污染源排放总量监测的必备监测仪器。
    (2) 烟气SO2、NOx在线监测仪
    用于在线监测烟气中SO2、NOx含量,通过流量测量,实现总量监测。
    (3) 环境空气地面自动监测系统
    该系统用于空气质量周报、日报监测,主要监测项目有:SO2、NOx、CO、O3、PM10等。
    (4) 酸雨自动采样器
    自动采集降水样品,以便测定降水的pH值。
    (5) PM10采样器
    用于采集环境空气中空气动力学当量直径10μm以下的颗粒物。
    (6) 固定和便携式机动车尾气监测仪
    用于测定机动车排放尾气中CH、CO等含量。

    2、污染源和环境水质监测仪器:
    (1) 污染源在线监测仪器
    污染物排放的总量监测要求浓度与流量同步连续监测,在线测流和比例采样是总量监测的基本技术手段,对于重点污染源还需要配备在线监测仪器。
    (2) 流量计
    用于规范化的明渠污水排放口流量的在线连续监测仪器。
    (3) 自动采样器
    用于污染源排放口具有流量比例和时间比例两种方式的在线自动采样装置。
    (4) 在线监测仪器
    用于工业污染源或污水排放口的在线测分析仪器。监测主要项目有:COD、TOC、UV、NH4、NO3-N、氰化物、挥发酚、矿物油、pH等,应具有自动校正和自动冲洗管路功能。
    (5) 环境水质自动监测仪器
    用于地表水环境质量指标的在线自动监测仪器。水质自动监测项目分为水质常规五参数和其它项目,水质常规五参数包括温度、pH、溶解氧(DO)、电导率和浊度,其它项目包括高锰酸盐指数、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)及氨氮(NH3-N)。
    (6) 总有机碳(TOC)测定仪
    总有机碳(TOC)是反应水体有机物含量的指标,可用于污染源或地表水的监测。

    3、便携式现场应急监测仪器
    便携式现场应急监测仪器,用于突发性环境污染事故监测,其主要特点为小型、便于携带及快速监测。
    (1) 便携式分光光度计
    用于现场监测的便携式分光光度计,测试组件一般包括氰化物、氨氮、酚类、苯胺类、砷、汞及钡等毒性强的项目。
    (2) 小型有毒有害气体监测仪
    用于现场有毒有害气体监测的小型便携式仪器,主要监测项目有CO、Cl2、H2S、SO2及可燃气监测等。
    (3) 简易快速检测管
    用于快速定量或半定量检测水中或空气中有害成分的现场用简易装置,主要监测项目有CO、Cl2、H2S、SO2、可燃气、氨氮、酚、六价铬、氟、硫化物及COD等。

    4、电磁辐射和放射性监测仪器
    (1) 全向宽带场强仪
    用于测量某频率范围内的综合电磁场强。
    (2) 频谱仪
    用于测量不同频率电磁辐射的场强及谱分布。
    (3) 工频场强仪
    用于测量50HZ工频电磁场强度。
    (4) 大面积屏栅电离室α谱仪
    测量环境介质中α放射性核素的浓度。
    (5) 全身计数器
    用于监测职业工作者或公众的全身污染情况。
    (6) 环境辐射剂量率仪
    用于监测环境贯穿辐射水平。

    五大问题

    一是:国内环境监测仪器大多是中小企业生产的中低档产品,技术水平比较低,产品种类少,故障率比较高,使用寿命比较短,这导致监测频次低、采样误差大、监测数据不准确,不能及时反映排污状况。
    二是:在我国,高质量的分析仪、专用监测仪器和自动监测系统绝大多数是从国外引进的,国产环境监测仪器占有的份额很小。国内环境监测仪器研究开发能力比较低,在线监测仪器的系统配套生产能力比较低,不能适应市场的需要。
    三是:国内环境监测仪器行业经营管理能力差,劳动生产率不高,趋同化倾向严重。
    五是:当前,国内自动在线监测设备市场发展缓慢,主要是受到各地重视程度不够,仪器设备质量不够理想,服务不到位,无法与国外产品竞争,不规范操作和不正当竞争导致市场无法健康发展,难以吸引国外先进技术。环境自动在线监测市场亟待拓展。
    未来环境监测仪器设备生产企业将有两个发展方向:

    一是,大型的具有国际竞争能力的综合性企业;另一种是一批极其专业化的中小型企业,它们主要擅长某类技术或精于某种产品或服务,其特点是规模小,人员专、富于经验。一大批生产企业迅速的发展起来了,国内环境监测领域只靠进口仪器的现状开始得到改变。同时,企业、高校、科研机构、设计单位、金融、市场中介实现沟通与互动,规模化生产企业和规模化市场正在逐步形成。