为认真贯彻落实生态环境部的工作部署，以挖掘更多创新技术在环境监测的应用为目的，中国环境监测总站深圳质控技术研究创新中心组织站内外相关专家启动了生态环境监测新技术应用首个示范研究项目——量子点光谱传感技术研究工作。
作为权威环境监测机构，中国环境监测总站肩负着通过新技术引领全国环境监测技术发展的重要职责。为贯彻落实生态环境部领导关于“监测先行、监测灵敏”“保障监测数据‘快、新’”等要求，监测总站专门组织了站内外相关专家参与此次启动会，旨在通过技术比对、技术评估、团体标准到示范推广等工作，推动生态环境监测新技术应用示范。
近日，来自安徽、宁夏、湖南、江西、西藏、江苏、山东等地省市监测中心站9名环境监测领域的专家与芯视界科技的专家团队，共同对量子点光谱传感技术展开相关技术研讨及应用案例分享沟通。
作为首个入选的新技术示范研究项目，全球首创的量子点光谱传感技术以其创新性和前瞻性引领了对水生态环境原位实时、污染告警、精准溯源、分析预警的高科技监测潮流，同时利用海量数据形成的光谱大数据资源在助力水生态环境治理工作减污降碳、协同增效方面发挥引领示范作用。
该技术的应用不仅突破了传统方法难以解决的及时监测和精准溯源的瓶颈，而且在设备微型化的同时保持高性能，小巧灵活易于网格化布设，且对环境、气候等外部因素的适应性强，保持了数据的准确性和产品的稳定性。
在万物互联及智能化的发展趋势下，量子点光谱传感技术在水环境监测领域的推广应用进一步完善了现有的监测方式，且通过海量水质数据信息的积累，将信息化与数字化的管理理念更好地融入，对环境监测行业智慧化发展具有重要意义。
此次监测总站的项目交流会，在芯视界科技公司对量子点光谱传感技术的工作原理、监测指标、芯禹®的产品特点、工作流程和应用案例做了详实的讲解和展示。专家们就生态环境监测业务的实际需求，结合该技术的核心特点，针对饮用水源地水环境质量预警监测、应急监测实时跟踪预警监测、沿程溯源监测、水体返黑臭预警监测等场景应用开展了技术论证，并对安排开展的技术比对和应用评估提出了建设性建议。
生态环境监测是生态环境保护的“生命线“，是生态环境保护的基础和重要依据。
2021年12月28日，生态环境部印发《“十四五“生态环境监测规划》，绘制出了”十四五“时期全国生态环境监测发展的宏伟蓝图。“十四五”生态环境监测规划将提升监测的整体性、系统性、协同性和创新性，构建“现代化”监测能力，对于整体的监测网络的建设，监测格局的提升以及监测科技和产品的性能都提出了全新的需求。
前沿科技 助力生态环境监测领跑全球
我国环境监测的发展
20世纪70年代 -- 2012年 · 镜像反应环境变化阶段
2012 -- 2020年 · 支持考核评估阶段
2020年 -- 至今 · 智慧监测阶段
《规划》提出，要实现我国环境监测在全球生态环境监测格局中从"跟跑“”并跑“到”领跑"的跨越，因此前沿技术向“智慧监测阶段”迈进的阶段，将发挥关键作用。
上世纪开始，光谱法作为生态环境监测中对化学法的有益补充开始在环境监测领域崭露头角;从化学法预处理补充光谱法检测，到不需要预处理，免试剂直接使用光谱法原位检测。在环境监测领域，光谱法的应用价值得到不断地发挥，从便捷、高效、智慧化等方面持续推动水环境监测的高科技发展。
一直以来，国内光谱法水质监测的应用普遍以国外的技术为主，产品以光栅分光的原理为核心;此类技术设备可以对特定区域的水质进行实时原位监测，并获取水质动态情况;但由于存在设备体积大，安装要求高，可移动性和集成性相对不高的问题，其对于整条河流每个区域水质，乃至某一行政区域整体河流水质的监测及信息的掌握还远远不够，难以形成大数据资源和信息化分析支撑智慧水务的发展。
随着量子点光谱传感技术落地环境监测领域，适用于河流、湖泊、水库等地表水环境芯禹®S20地表水监测终端和用于城市排水管道的芯禹®R10排水管网监测终端相继问世，一举解决上述问题，并且助力国内生态环境监测技术“领跑”全球。
芯禹®以量子点光谱传感芯片为核心，将实验室使用的大型光谱仪直接微缩为针眼尺寸的传感芯片，在保持大型光谱仪高性能的同时，解决了设备无法微型化，无法根据不同水域灵活安装的难点。芯禹®的广泛应用相当于将无数mini光谱实验室布设在湖泊水库里，将无数看透光谱世界的AI眼睛安装在城市排水管道中，随时守护水质的“生命线”，监视光照不到的地下排水世界。
除了全流域网格化7*24小时源源不断的收集水质数据，所有芯禹®都通过物联网技术连接，将四面八方的水质信息实时不断汇聚成庞大的光谱大数据资源，并融合水文、气象、工程等信息进行AI智能分析计算，提供整体水环境解决方案和管理决策依据，用新技术和新设备让信息化和数字化在水环境监管领域发挥更大作用。
以芯禹®为起点，抓住“云大物智”的时代新机遇，芯视界科技致力于从环境监测端不断发力，用大数据资源助力生态环境“测管治”的一体化和系统化，为推动生态环境治理体系和治理能力现代化和智能化发挥积极作用。_ueditor_page_break_tag_
深挖光谱数据价值 推动智慧监测发展
在数字经济引领经济增长的新时代，数据对于环境监测领域发展的重要性不言而喻，特别是环境监测行业从支持考核排名向智慧监测过渡的关键时期。达到智慧监测的标志即是实现感知高效化、数据集成化、分析关联化、测管一体化，应用智能化、服务社会化。作为智慧监测核心和基础，数据的 “真、准、全、快、新”，数据价值的充分发挥将为实现智慧监测起到关键的作用。
数据真实性是数据发挥价值的基础
芯视界科技对于数据采集和管理实行全系统多重保障可追溯机制，通过科学和严格的加密管理制度，从根源、存储机制、管理制度上为真实性提供多重保障。
数据准确性是数据价值的核心需求
量子点光谱传感芯片利用了新型纳米材料“量子点”对特定光谱范围敏感的特性，将成百上千种量子点集成到微型芯片上，不仅突破了以往大型光谱仪因减小尺寸而导致分辨率、使用范围和效率显著下降的缺陷，更提高了光通量、通道数和适应性。
设备采集的数据准确性和设备自身稳定性不逊色于实验室光谱仪
基于光谱法独特的技术特点，芯禹®采集的光谱数据波动小，离散度低，整体数据距离中心标准数据的集中度高，从基础技术特点上提高了数据的准确度。
芯禹®S20 地表水监测终端可以监测河湖、水库等地表水环境中的氨氮、化学需氧量、总有机碳等指标以及常规五参数(温度、pH、溶解氧、电导率、浊度)
芯禹®R10排水管网监测终端可以监测排水管网中水环境的温度、化学需氧量、浊度、电导率等指标。
经过长期水样数据对比，芯视界科技光谱法所测水质数与国标法高度一致
通过实际项目获得权威验证，监测数据已接入地方政府监管平台
作为采集数据的智能设备，芯禹®的产品性能也获得了国家权威第三方检测机构CMA(中国计量认证)和北京市计量院的全面认定，结果优于国标、行标等要求(包括响应时间、检出限、示值误差、准确性、重复性等性能测试)。
案例： “北京市水环境侦察兵”项目作为芯视界科技服务北京市“河长制”管理的重点项目，监测数据覆盖全北京16个辖区;且监测数据和水质突变告警数据已接入北京“河长系统”，实现水环境污染实时告警，事件及时核实和处置;项目上线后，水质异常现场核查准确率达85%;产品性能稳定：跨越夏季汛期和冬季结冰期，实现首例冰下自动监测。2019年以来，较高的数据质量保障了北京市“水环境侦察兵”系统运行。
应用全面覆盖是数据深化价值的体现
芯禹®实现对目标水域全流域、全时段、全覆盖的监测目标。
1. 实现对不同类型的水源地(水库、小微水体、考核断面等)环境质量的实时监测，对不同需求(入河排口、溢流口等)的重点污染源的实时监测及精准溯源。
2 实现原位实时在线，网格化布设;7*24小时全自动源源不断地收集水质数据
3 基于技术领先性和产品设计特色，定制化需求能满足不同水域、不同季节(夏季汛期和冬季结冰期)和狭小空间(排水管道)监测需求。
此外，芯视界科技不断探索量子点光谱传感技术在生态监测领域的应用，通过芯禹®水生态遥感监测终端，对于生物多样化的动态监测也在积极和试点应用中， 力争实现水环境质量监测、水生态质量监测、重点污染源监管全覆盖。
案例：延庆区生态环境局启动了入河排口污染溯源及动态管理，通过多种方式对延庆全区46条河流的入河排口开展全面查、测、溯，建立了完整的入河排口台账，并进行了入河排口规范化建设和标记。依据入河排口台账，芯视界科技提出了在重要支流实施动态监测，溯源入河排污口污染，建立水质监测动态监管系统，最终实现延庆区摸清底数、夯实责任，入河排口长效管控。延庆区入河排口污染溯源及动态管理项目率先通过验收。
数据灵敏与创新 是深挖数据价值的目标
相对于采样监测的漫长工作时效，和岸边站固定的监测范围，芯禹®小巧灵活便捷的布设方式，和实时高效的数据收集能力，让其随时可以对水质动态变化做出迅捷反应;且通过全流域网格化的布设方式，覆盖任何一处水域的水质动态数据;精准的污染溯源与轨迹追踪可为突发水污染事件应急执法等重大需求提供数据支持
1 从数据收集、上传并云端AI智能计算、 到终端可视化呈现，不超过10秒钟
2 监测频率4小时/次提至10分钟/次 (*较自动监测站)
3 将污染事件发现问题的周期由之前的3天缩短到3小时，效率大幅提升95%
小尺度精细化告警能力
芯禹®让更多细小的水质动态变化可以初期被发现，快速告警，锁定目标并自动追踪，助力管理部门提升应对突发事件的处置能力;避免小污染汇集成难以解决的水环境问题，为污染管控精准发力提供技术支持。
“合抱之木 生于毫末”
芯禹®采集的光谱数据通过数据清洗获取有效数据、通过模型算法分析出不同河流不同时空维度的水质指标数据特征，不仅解决了数据监测的问题，更是给予了监管部门决策支撑，尤其是在一些汛期、内涝情况下，其测量数据的快速性和敏锐度获得客户一致好评。
目前，芯视界科技每年将数亿条水环境监测数据(水质数据、告警信息等)推送并分享给相关监管业务部门，有助于水环境、水事务、水生态、水工程等业务部门建立底层数据共享。目前，数据已经服务了全国多个省市，连接了上百家政企单位，在水环境治理提质增效及“厂网河湖一体化”建设中发挥了积极的作用。
自2020年开始的新冠疫情为中国城市管理带来了很多的挑战，“智能化”管理模式在特殊时期为城市管理提供了高效管理手段。在环境监测领域，芯禹®通过创新的“零接触式管理”为水生态环境守住了“生命线”。
案例1
2020年，在新冠疫情带来的社交隔离的考验下，城市管理对于智能化的需求迫在眉睫。北京市“水环境侦察兵”项目脱颖而出，在无法进行现场勘查与人工采样的情况下，通过芯禹®不间断的数据收集及动态信息展示，监管单位可以实时掌握、查看北京市各水域的水环境状况。相关工作人员表示，芯视界科技以较高的数据质量保障了北京市“水环境侦察兵”系统的运行，实时高效、有序的运行，成为特殊时期水务工作的重要信息来源。
案例2
2021年，某条河流下游发生污染事件，在面临污染不断扩散，以及督察警告限期整改的双重压力下，当地生态环境局基于对“量子点光谱传感技术”应用效果的信任，委托芯视界科技在目标水域共布设5台原位水质在线监测设备，对污染源进行溯源与预警。通过污染溯源模型计算污染排放的位置，结合现场核查和降雨情况分析，得出降雨后的初雨污染或合流制溢流污染的结论;并通过污染告警和预警追踪的方式精确定位了污染源的位置，为后续应急处理争取了宝贵的时间和专业的分析参考。
助力“三水统筹”光谱大数据引领智慧监测创新应用
生态环境部印发《重点流域水生态环境保护“十四五”规划编制技术大纲》，明确提出要突出水资源、水生态、水环境“三水”统筹，实现“水清岸绿、鱼翔浅底、水草丰美、白鹭成群”的目标。面向“美丽中国”建设目标，“三水统筹”实施系统治理是全面改善水生态环境质量的根本路径。
芯视界科技的量子点光谱传感技术，通过物质光谱数据连接起更多的政企机构，实现数据融合与分享，助力建设环境质量、生态质量、污染源监测全覆盖的生态环境监测“一张网”，用全球领先的科技赋能“三水”的监测与监管，力争用系统性的大数据资源和数字管理模式从源头守护好改善生态环境的“生命线”。
自2018年首款自主研发的智慧化产品应用于河湖、水库等地表水水环境监测以来，芯视界科技“五阶四全一体”的智慧化综合解决方案，在监测、计算分析、治理、决策、智慧环保五个环节发挥前沿科技的作用，通过全覆盖、全流域、全时段、全方位的四全综合治理思路，致力于助力厂网河湖一体化智能监管。目前，已经在全国多个省市推广应用，示范效果显著，细分市场排名稳居全国前列。
首都·智慧环保
在北京，以“量子点光谱传感技术”为核心的监测系统已经覆盖16个区的近百条河流湖库，颐和园昆明湖、雁栖湖、密云水库都有“水环境侦察兵”的身影;项目的高效运转，3年来不断推动了日常水环境监管工作的智能化精细化发展，其中，南沙河获评“2021年北京市优美河湖”。同时，在新冠疫情的特殊时期，项目通过“零接触管理”的方式，助力政府部门实现对北京河湖的高效智能监管。
“‘水环境侦察兵’以10分钟/条采集频率实现化学需氧量、电导率、溶解氧、浊度等参数全时段监测，及时快速地发现水质异常变化，一旦出现偷排、排污现象，就会实时预警 ”。
—来自《新京报》
与北京排水集团合作“全国首个排水管网水质智慧监测项目”，数据接入北排智慧水务SCADA监测系统;并合作建立及时发现北京市排水管网入流入渗识别、污染排放溯源的管理方式，为城市基础建设的智慧化发展提供高科技支撑。
国家重点项目 · 长江大保护
在国家战略长江大保护项目，为促进长江流域环境生态平衡，芯视界科技参与了共抓长江大保护新模式——“厂网河湖岸一体化”治理模式，针对长江流域水环境监测的问题及难点，引入了“量子点光谱传感技术”，通过对沿江城市地下管网的健康排查和诊断，助力“绿色综合能源管家”和“水管家”双模式在长江大保护工作中的快速推进。
“智慧水务系统在九江、芜湖试点应用，采集近700公里排水管网数据，已能够通过数据分析提供运维决策支撑。”
—来自《瞭望》
福建 · 闽江源·小流域治理
在福建省“母亲河”千里闽江正源头，引入“量子点光谱传感技术”，开展“建宁县小流域治理”实时在线智能水质监测项目，持续优化和健全小流域水环境监测网络，加强水质监测预警工作。作为全国小流域治理的智慧化项目，精细化管理输出“建宁模式”。
(*图片来源：建宁县融媒体中心)
“通过芯视界高新技术产品的帮助，全县境内的重要点位都实现了自动化、高频率地水质监测，并且数据可以经物联网技术实时回传，再通过手机APP就可以实时掌握目标水域的水质信息与污染物排放情况，实现连续性、趋势性、全时段、全天候地进行水环境监测”。
—来自《学习强国》
广西· 柳州· 全国水质第一
针对柳州水质优良的地表水环境，以保持水质的持续向好为目的，引入“量子点光谱传感技术”，不断构建和完善水环境监测体系。在珠江流域的洛清江布设芯禹®智能监测点，全天候在线监控流域水质变化情况，实现精准监测溯源和预警预报，为广西建成首个河道“天眼”——柳江干流河道“天眼”监管系统，不断提升河湖动态监测监管水平发挥积极作用。2021年，柳州市蝉联地表水水质全国冠军。
(*图片来源：柳州1号)
“为了让柳州水质持续向好，今年带队到北京学习取经，引入了水环境大数据精准监测溯源系统，着力于找准提升水质的发力点。目前，这项溯源系统已经安装在石榴河上，采集数据、发挥作用。”
—来自《21世纪经济报道》
关于芯视界科技
芯视界(北京)科技有限公司是一家专注于量子点光谱传感芯片及物质光谱信息大数据库的研发、构建和应用的国家级高新技术企业。作为全球光谱信息化与智能化的开拓者，芯视界科技拥有世界首创的光谱仪微型化技术—量子点光谱传感技术，并基于此成功研发出全球首款高性能芯片化光谱传感器，将对物质信息进行实时探测识别与分析变为可能。在万物互联的时代背景下，芯视界科技率先将光谱维度的物质信息、行业信息、应用数据等多元化信息融合，将实验室科研级的物质信息监测方式，拓展到环保、航天、医疗、农业、食品等日常应用领域，并通过采集与积累海量基础数据，构建物质光谱信息大数据平台，不断探索与开辟创新的智慧化应用场景，致力于以科技与创新开启光谱信息化的“芯”时代。
