环境监测及监测传感仪器发展趋势


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;  

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;  

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。

为了引导和促进我国环境监测技术产业的发展,提高环境监测仪器的技术水平,特编制环境监测仪器发展指南。

一、环境监测仪器生产及技术现状 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。
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。
二、环境监测的现状和发展趋势 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; 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; 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。 三、重点发展的环境监测仪器 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+-N、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。 四、重点研究的环境监测仪器和环境标准样品 1、环境遥感监测系统。用于监测大范围的环境污染状况与生态环境状况。如监测河上、海上溢油;监测各排污口排污状况;远距离监测污染源烟尘、烟气排放情况以及发生赤潮的面积、程度等。实现环境预报监测。 2、有机污染物自动连续监测系统。 3、光化学烟雾监测系统。 4、有机物环境标准样品(①挥发性卤代烃混合标样,②挥发性芳香烃混合标样,③多环芳烃混合标样,④苯胺类混合标样,⑤酞酸酯类混合标样,⑥有机磷农药混合标样,⑦有机氯农药混合标样,⑧含N、含P的有机农药混合标样,⑨半挥发性有机物混合标样,⑩挥发性有机物混合标样)等。 5、PM2.5采样器。 

五、 发展环境监测仪器的政策措施 

1、发展环境监测仪器及其设备是实现监测技术现代化,为环境保护和经济可持续发展提供准确信息的重要保证,国家鼓励研制开发和生产国家所需的监测仪器设备。 2、加强对环境监测仪器的开发和生产的宏观引导,加强对环境监测技术、监测仪器发展趋势的调查研究,适时制订环境监测仪器的发展规划和技术政策,明确环境监测的的需求和方向,指导和规范环境监测仪器的发展。 3、加强环境监测仪器的标准化工作。环境监测仪器是环境监测工作的物质基础,为保证环境监测数据的科学、准确、可比,应加强环境监测仪器标准的制订工作。将环境监测仪器标准纳入环境保护标准体系,与环境监测规范、环境分析、检测方法的制订工作统一规划,协调进行。通过制订统一的标准引导环境监测仪器的技术进步。 4、加强对环境监测仪器的监督管理,建立一批具有良好的技术基础和权威性的技术中介机构,对环境监测仪器的技术水平和质量状况进行检测,并向社会公布。对在环境监测中用于执法监测的环境监测专用仪器实行“准入”制度。 5、加强环境监测仪器的技术创新工作,加大对环境保护工作急需的监测技术的科研投入,把环境监测技术的开发列入环境科研重点领域。借助国家各种扶持政策,推进环境监测仪器的产业化和技术升级。 6、促进监测仪器科研与生产结合,鼓励环境监测仪器生产企业、大学和科研机构采取多种方式开展技术合作,加快环境监测技术的成果转化。 7、走引进、消化、吸收和国产化的道路。对我国目前生产技术落后,国外已有先进的成套技术的监测仪器,鼓励引进国外的关键技术,合资生产,再逐步实现国产化。 8、利用市场调控手段,促进环境监测仪器生产企业的重新组合,逐步改变监测仪器生产技术薄弱、投资分散、低水平重复、市场竞争力低的状况,实现适度规模化集约化生产,形成一批监测仪器生产的骨干企业。 9、根据环境监测能力建设规划,制订环境监测工作的相应法规,逐步在一些大中城市建立区域性的环境质量和污染源监测的自动化网络系统。通过组织实施环境监测自动化网络建设的示范工程,带动自动化环境监测网络系统的形成。扩大环境监测仪器设备的市场需求。
附:环境监测仪器分类 附件: 环境监测仪器分类 按使用领域环境监测用主要仪器设备分以下几类: 1、空气质量与污染源废气监测专用仪器: TSP采样器(大、中流量) PM10采样器(大、中流量)* PM2.5采样器** 粗(PM2.5-10)细(PM〈2.5)颗粒物双道采样器 空气颗粒物分级采样器 粉尘采样器 酸雨自动采样器* 气体采样器 气体监测仪(SO2、NOx、CO、O3、HCl、Cl2、CH等) 环境空气地面自动监测系统* 烟尘采样器 烟气采样器 烟尘在线自动监测系统* 烟气SO2在线自动监测系统* 烟气NOx在线自动监测系统* 烟气参数O2、湿度、压力、流速等在线自动监测系统 区域(如机场、交通干线、工业区)及重点污染源(如电厂、冶炼厂、建材厂的烟囱)连续监测系统** 汽车尾气监测仪* 光化学烟雾监测系统** 2、环境水质与污水监测专用仪器: 水质采样器 污水采样器 COD测定仪 BOD5测定仪 油份浓度仪 溶解氧测定仪 色度计 浊度计 盐度计 总有机碳(TOC)测定仪* 总氮测定仪 总磷测定仪 氨测定仪 氰化物测定仪 游离氯测定仪 环境水质的自动监测系统*
污水测流和在线连续监测系统* 有机污染物自动连续监测系统**
3、环境污染事故应急监测仪器: 便携式气相色谱仪(带PID检测器,可在野外现场监测大部分有机污染物)
车载式X射线-荧光光谱仪(可用于土壤、固废现场金属污染调查) 车载式GC_MS仪 便携式分光光度计* 有毒有害气体监测器(Cl2、CO、可燃气、CH4、苯系物等)* 报警装置(CO、CH4、Cl2、H2S、汽油泄漏等)
简易快速检测管* 快速BOD测定仪 便携式溶解氧测定仪 流动监测车 4、其它要素监测仪器 噪声监测仪 噪声自动监测系统 振动监测仪 场强仪* 全向宽带场强仪* 宽带电磁场强仪* 工频场强仪* 大面积屏栅电离室α谱仪* 全身计数器* 环境辐射剂量率仪* 生态环境的遥感遥测系统 环保治理设施、监测仪器运行状态监视仪 5、实验室通用分析仪器及其设备 (1) 光学类仪器: 可见分光光度计 紫外分光光度计 荧光分光光度计 火焰光度计 原子吸收分光光度计 原子荧光光度计 等离子发射光谱仪
X-射线荧光光谱仪 (2) 电化学仪器: pH计 离子计 电位计
示波极谱仪 阳极溶出仪 库仑仪 电位滴定仪 电导仪 (3) 色谱类仪器 离子色谱仪: 气相色谱仪 高压液相色谱仪
气相色谱-质谱联机 液相色谱-质谱联机 色谱-富里埃红外光谱联机 (4) 生物监测仪器: 生物显微镜 生化培养箱
体视显微镜 生物样品处理设备及化学成分分析仪器 (5) 标准计量仪器及器具: 分析天平(包括万分之一、十万分之一、百万分之一和微电子天平)
标准温度计 标准压力计 标准气体流量校正仪(如大流量用的罗茨流量计、孔板流量计;中流量用的钟罩式流量计,小流量用的皂膜流量计) 环境标准样品** 标准玻璃量器 (6) 实验室常用的辅助设备: 冰箱 干燥箱 恒温箱 马弗炉
空压机 土壤、固废样品加工设备 土壤、固废样品消解设备 环境样品分离与富集设备 

注:*为重点发展的仪器 **为重点研究的仪器。
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