又浊又脏又难搞,污染源能用上智慧监测实验室?深圳:我能
2026-09-15 01:35:18 中环报记者刘晶 阅读(73)
机械臂从容抓起一支水样试管,扫码、开盖、分液、检测,一气呵成。没有试管架的碰撞声,没有人声的交流,整座实验室像一座无人值守的“智能工厂”,昼夜不息,分秒不差。
近日,由广东省深圳市生态环境监测站打造的污染源智慧监测实验室圆满建成并完成试运行,正式通过验收。它不仅是深圳在生态环境监测数智化转型中的“硬核”答卷,更意味着全国污染源监测从此多了一位不知疲倦的“智慧哨兵”。
戳视频,实验室“长这样”
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污染源智慧监测室,有啥不一样?
你可能会问,污染源监测和地表水监测有什么不一样?
如果说,地表水是成分相对稳定的“清流”,那么污染源废水就是成分多变的复杂体系——浊度高、悬浮物多、基质干扰强,堪称监测领域公认的“硬骨头”。也正因如此,当前国内已建成的智能实验室大多面向地表水监测场景布局,技术成熟、干扰少。而污染源智慧监测仍处于探索攻关阶段,行业应用案例极为有限。
放眼全国,生态环境监测网络正加速织密,污染源监测的“量级”与“难度”同步增加,生态环境监测站承担的污染源各类监测任务量逐年攀升。与此并存的,是传统手工监测模式像一辆超载的老车,缓慢地向前挪动:实验人员长期高负荷运转,效率却早已见顶,同时还面临有毒有害试剂带来的健康风险。手工操作环节多,在满足当前监测数据“真、准、全、快、新”的刚性需求方面,仍需要进一步加强。
说白了,人海战术跑不动了,必须换赛道。
2024年以来,生态环境部先后印发《关于加快建立现代化生态环境监测体系的实施意见》《国家生态环境监测网络数智化转型方案》;今年7月,生态环境部、国家发展改革委联合印发《生态环境监测“十五五”规划》,明确要求加速监测技术与装备数智化升级。其中,《数智化转型方案》明确提出,到2027年在重点区域率先探索以无人运维、智能采样、黑灯实验室、立体遥测为标志的新一代监测网络。
数智化转型,不是选择题,是必答题。
而作为中国特色社会主义先行示范区,深圳的答案是:既要率先突破,更要瞄准最难处发力,率先探索智能实验室,攻下污染源智慧监测这座山头。
都有哪些硬核技术?
历时一年多建设,这座实验室于2025年启动,2026年完成建设并通过试运行验收。它遵循“重需求、优利旧、慎新增、创集群、强合作、争示范”六大原则,锚定“智能、国产、低碳”方向,采用“新建设备配置+ 存量仪器利旧改造”模式,把原有场地改造成为集样品智能处理、全流程自动化分析、数据智慧管理于一体的现代化监测平台。
说几个硬核数据:实验室占地仅96平方米,全部采用国产仪器设备搭建,全流程自动化检测效率提升3倍,节省人力投入约70%,单机与全流程整体实样比对测试结果全部达标。
值得一提的是,实验室建设在“产研用”深度融合方面也做出了卓越的探索。实验室全部采用国产仪器设备搭建,依托国产仪器可定制迭代优势,以“用”为出发点,实验室将一线监测中遇到的现实痛点反馈给科研单位与国产仪器企业,联合开展技术攻关。这种“需求从一线来、成果回一线去”的良性循环,正是新质生产力在环保领域的生动实践。
但真正让它脱颖而出的,是五大亮点。这五大亮点,相当于给实验室装上了“大脑”“眼睛”和“双手”。
亮点一:污水“智能SPA”,攻克前处理难关。
针对污染源废水高浊、高干扰的前处理难题,实验室自主研发了“浊度预判—精细补偿—智能鼓泡—分级处置”全自动前处理工艺。系统搭配高精度电极实时感知,根据预判结果自动匹配浊度色度补偿等前处理方式。简单说,以前靠老师傅“凭经验看”,现在靠系统“用数据算”。
亮点二:“老将”焕新,利旧设备的“逆袭”。
实验室没有“喜新厌旧”。创新采用“技术革新+利旧改造”建设模式:针对氨氮、总氮、总磷3项指标,配套部署全新的自动化分析仪;针对氰化物、挥发酚、阴离子表面活性剂3项指标,技术人员为原有的流动注射分析仪加装了多协议适配接口,相当于给老设备配了个“翻译器”,让它无缝对接自动化新系统。相较全新采购方案节省约60%设备投入。这套“利旧改造”模式,为行业存量设备盘活探出一条可行路径。
亮点三:流式进样,告别“人等样”。
传统手工及批次化上机,需集齐整批样品才能启动,效率低下。实验室创新应用“轨道机器人+流式进样”协同调度模式,实现来样即测、流水线作业。单台设备日处理量提升约50%,样品平均等待时间缩减约74%,设备空闲率直降约70%,激活仪器全效潜能。
亮点四:智慧大脑护航,全流程质控溯源。
针对样品流转环节易出现的身份识别偏差、位置信息脱节、过程数据缺失等潜在风险,实验室创新搭建了“前端扫码双向校验+节点管控样品追踪+全流程数据可溯源”的技术体系,让每个样品都有唯一电子身份,通过全链条数字化管控保障从进样到出报告全程留痕,真正做到“数据跟着样品走,全程可控可溯源”,从源头杜绝样品混淆与信息断链,确保每一组数据真实可靠、经得起复核。
亮点五:绿色低碳,智能模式下的节能路径。
依托绿色低碳实验室的建设基础,配套风光互补照明、试剂动态监控系统,实验室耗材与废弃物排放量降低40%—60%。配套无害废液利用系统,处理后的无害废液可用于植被灌溉。
实战应用效果怎么样?
光有技术还不够,实验室要靠实战来证明。试运行3个多月,实验室经历了四大战役。
一战性能关,指标全达标。氨氮、总磷、总氮、氰化物、挥发酚、阴离子表面活性剂6项指标的校准曲线、检出限、精密度、正确度全部满足规范要求:检出限远优于国家标准;校准曲线相关系数均大于0.9995;精密度相对标准偏差均低于5%;有证标准样品测定值均符合不确定度要求。
二战对真样,数据全一致。选取辖区典型行业污染源废水样品,手工法与全自动系统双检测,单机与全流程实样比对测试结果全部满足要求。
三战抗重压,设备全稳跑。开展不同浓度实际样品批量连续检测、24小时不间断极限负荷、多轮耐持久抗疲劳试验,满足设计标准≥50样/天。单指标日处理量接近100个样品,全程无停机、无管路堵塞、无信号中断,确保高峰时期不“掉链子”。
四战促优化,档案全留痕。边运行边优化,标准曲线图谱、采样台账、设备运行日志、故障处置台账、标准物质证书、通量测试表单全套资料完整可溯源,完全契合CMA、ISO/IEC 17025评审归档规范。
四战全胜。试运行收官,标志着实验室已具备常态化运行条件,从“建起来”到“用得好”的关键一跃。
如何保障监测数据真实准确?
实验室从3个维度筑牢防线。
流程自动化,人为误差减。从样品信息录入、条码识别、智能分拣、自动分样传输,到预处理、分析测试、质量控制,中央控制系统全程联动,最大限度减少人工介入。
溯源全链条,篡改无处藏。每一个样品以唯一身份、空间坐标、时间戳三重锁定,辅以设备日志交叉校验,实现样品走到哪、做了什么处理、出了什么结果,全程留痕,所有环节可回溯、可核查。
预警智能化,风险实时防。系统实时跟踪运行状态,一旦出现设备故障、数据异常或样品超时,系统立即自动推送预警,实现从传统“人防”到系统“技防”质的跨越。
目前,实验室已编制完成CMA资质认定工作方案,全流程对标CMA评审准则,扎实推进智慧实验室资质认定工作。同时,联合科研院所与产业力量,深化产研用协同,推动关键检测技术联合攻关,持续输出可复制、可推广的智慧监测经验,为粤港澳大湾区生态协同治理和美丽中国建设贡献深圳力量。
人减了,
数据更准,
效率更高。
深圳污染源智慧监测实验室,
正以深圳速度,
照亮污染源监测现代化的新路径