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[山武质量流量计] [弯管质量流量计]环境监测领域颠覆性技术

作者: 来源: 更新时间:2021-01-05 浏览:
内容提要:[山武质量流量计] [弯管质量流量计]环境监测领域颠覆性技术

 [山武质量流量计] [弯管质量流量计]

环境监测领域颠覆性技术

环境监测技术是支撑和保障环境管理的重要基础,分析研判本领域颠覆性技术的发展态势,有利于加快推进我国生态文明建设与环保产业发展。

 

中国工程院院士王金南团队在《中国工程科学》撰文,结合文献计量与专利情报分析方法,全面分析评价国内外环境监测领域颠覆性技术的发展历程及最新态势。针对我国环保发展对环境监测技术的重大需求,提出了基于大数据融合的多介质环境与生态系统感知技术、基于新材料与器件的微型智能化环境要素传感技术、基于光谱质谱的环境痕量污染物快速在线监测技术以及基于卫星遥感的区域/全球生态环境要素的高分辨率遥感技术等发展方向,以期为我国环境管理与环保产业发展规划提供决策依据。

 

一、前言

 

环境监测技术是支撑和保障环境管理的基础,不仅为环境污染防治提供决策依据,也为污染防治效果评估提供先进的技术手段。“十二五”以来,国务院陆续出台《“十三五”生态环境保护规划》《生态环境监测网络建设方案》,深入实施大气、水、土壤污染防治三大行动计划,进一步推动了我国生态环境监测技术体系建设。2018年5月28日,习近平总书记在2018年两院院士大会上强调,要以关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新为突破口,敢于走前人没走过的路,努力实现关键核心技术自主可控。

 

因此,在当前背景下,围绕国家生态环境保护与环境安全的重大需求,深入剖析环境监测技术领域颠覆性技术的发展态势,思考技术未来的发展方向,有望为我国环境领域科技发展规划及政策提供决策支撑,为我国环保产业未来优先发展方向提供重要参考。

 

二、国内外环境监测颠覆性技术发展现状

 

19世纪末,英国、美国等国家首先开展环境监测,第二次世界大战后,随着工业的迅速发展,英美等国多次发生严重的污染事件,引起了世界的广泛关注,自此环境监测技术开始迅速发展。基于环境监测技术的发展历程,可将其分为三个阶段。

 

(一)分光光度和电化学技术迅速崛起,初步建立环境污染物检测标准

 

20世纪50至80年代初,重金属、有机氯化合物、芳香烃、卤代烃等污染物成为环境监测的重点,分光光度法和电化学法迅速崛起,并逐步建立起环境污染物检测标准。电化学法在监测水体中重金属元素时具有选择性高、分析准确、可在线监测等优势,使环境监测技术从实验室检测走向了现场、原位、在线分析。在这期间,初步建立了各项环境污染物的检测标准。

 

(二)化学发光等技术快速发展,逐步形成环境质量自动监测与分析技术体系

 

从20世纪80年代开始,英国、美国等发达国家的环境质量明显好转,其研究重点也开始转向PM2.5、机动车尾气等方面。水体、空气、土壤、固体废物中的监测组分、监测技术均已明确与完善。与此同时,随着信息、新能源、生物技术、新材料技术的快速发展,检测速度更快,监测范围更广的光学技术开始引入环境监测领域,并推动了环境监测技术的进一步发展。诸多跨领域的技术开始应用到环境监测当中,如化学发光法以其高灵敏、高选择性、仪器简便等优势在环境监测领域迅速发展,并有效支撑了业务化环境质量自动监测网络建设。

 

(三)光学遥测技术获得广泛应用,开始构建典型区域大气环境综合立体监测网络

 

进入21世纪后,由于光电技术的巨大进步,光学遥测技术迅速发展,环境监测技术进入新的发展阶段。光学遥测技术通常能够远距离监测目标环境状况,避免了取样、预处理以及实验室检测等繁琐步骤,极大地提高了环境监测效率。2005年以来,差分吸收光谱(DOAS)、可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)、傅立叶转换红外光谱(FTIR)、激光雷达(LIDAR)、卫星遥感等光学遥测技术获得广泛应用。

 

目前我国环境监测单项技术已取得重要突破,初步形成了满足常规监测业务需求的技术体系。研发的部分高端科研仪器如气溶胶雷达、单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪等已得到应用,并自主构建了我国首个大气环境综合立体监测系统。基于生物、质谱、色谱的环境监测手段也迅速发展,共同奠定了我国现代环境监测技术体系的基础。近年来我国在卫星遥感、激光雷达等环境监测技术领域已达到国际先进水平。

 

为分析全球环境监测领域技术总体研究布局,对1930—2017年的发明专利进行检索并进行专利技术聚类分析。可以看出,全球环境监测技术专利主要集中于化学发光、色谱、质谱、FTIR、LIDAR、激光诱导击穿光谱(LIBS)等方面。

 

对近三年(2015—2017年)的环境监测技术专利进行聚类分析,可以看出环境监测技术领域呈现出数据处理、智能监测、生物传感器、三维激光雷达、无人机等新的技术特点。

 

对于专利检索结果中的授权专利,进一步采用Innograophy专利分析平台来分析环境监测技术领域的核心专利,如图1所示。由图1可知,从2010年开始,中国的核心专利授权量迅速增长,并在2014年超越美国。环境监测领域核心专利国家及地区分布如图2所示,我国所拥有的核心专利总数量已仅次于美国。我国环境监测技术领域核心专利的不断增加标志着我国环境监测技术研究已取得显著进步。

 

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