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。
前景
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
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。
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。
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。
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。
环境监测及监测仪器发展趋势:
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
用于测量某频率范围内的综合电磁场强。
用于测量不同频率电磁辐射的场强及谱分布。
(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。
用于监测环境贯穿辐射水平。
四大问题
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。
四是: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。