魏復盛
（中國環境監測總站 北京 100029）

　　摘要：本文在分析我國環境監測任務、監測儀器需求及國內外廠商所占有的市場份額后，討論了目前我國環境監測儀器存在的主要問題，有針對性地提出了發展我國環境監測儀器工業的五條對策建議。

　　為了說清發展我國環境監測儀器工業的意見，首先要了解環境監測任務、需要的儀器裝備及其市場，其次要研究國內外監測儀器過去在中國市場所占的份額及其原因，最后針對存在的問題提出了一些對策意見。

1.環境監測任務

　　隨著我國四個現代化建設事業的發展，環境保護任務日趨繁重。對環境監測的要求越來越高，要求環境監測部門能準、快、全地反映全國和地區的環境質量及變化趨勢；對環境污染源能實施有效地監督監測和控制監測，為環境執法和污染治理提供科學依據；國家最近又提出污染防治與環境生態保護并重的方針，因此我們還要開拓不同類型的生態環境監測。

　　1.1 環境質量監測
　　我們監測的水體有江河湖庫的地面水、海水及地下水。現已頒布水質的國家標準20余個，涉及的污染因子累計達百余種。例如：1998年新批準的地面水質標準有的個項目，包括重金屬、非金屬、營養鹽、耗氧有機物、湖庫富營養化污染因子、特定有機污染物(包括揮發性鹵代烴類、苯系物、氯代苯類、氯苯酚類、硝基苯類、酞酸酯類、有機氯有機磷農藥類、多氯聯苯和苯并[a]芘等)。環境空氣質量標準有10個項目，要求對TSP、PMl0、S0₂、N0₂、NOx、CO、Pb、F^-、苯并^[a]死進行監測。全國47個重點城市要向公眾公布空氣質量周報，并進而作空氣質量日報和預報。

　　1.2 污染源監測
　　1996年頒布的污水綜合排放標準69個項目，比原標準現代科學儀器1999 l-2增加了約40個項目，其中大多數是有毒有害的有機污染物。1996年頒布的大氣污染物綜合徘放標準33個項目。還有工業固體廢物污染防治監測，特別是有害廢物的重金屬、有機污染物、易燃易爆污染物、腐蝕性和生物毒性的監測。?quot;九五"期間，國家實施了主要污染物排放總量控制計劃，同時要求所有工業污染源在2000年要達標排放；國家重點城市的空氣和地面水質要達到按功能分區的質量標準，即"一控雙達標"。不僅要進行污染物濃度監測，而且對重點污染企業進行污染物排放總量監測。廢水項目有COD、礦物油、氰化物、汞、鎘、砷、鉻(VI)、鉛，廢氣有粉塵、煙塵、二氧化硫以及固體廢棄物排放量。

　　1.3 物理和放射性監測
　　物理污染因子有噪聲、電磁波、微波輻射、振動、熱污染監測。放射性污染監測包括環境和污染源的放射性強度(Y輻射、p輻射強度)監測和核素監測(放射性鈾、釷、钚、Ra226、I131、K40、Sr90、Cs137和Po210。等)

　　1.4 生物和生態監測
　　環境水質、空氣中細菌類的監測(種類、數量)、水生生物、陸生生物的種群結構和數量的監測、污染指示生物的監 測、各種生物材料有毒重金屬和農藥殘留量監測。
　　各種生態環境變化的監測與評價，包括海洋生態、熱帶雨林生態、濕地生態、草原生態、荒漠生態、農業生態、森林生態變化趨勢的監測，考察大中尺度、長時間的變化。需要研究確定最具代表性的生態指標，進行遙感遙測并與實地調查相結合。

2.環境監測需要的儀器裝備

　　根據環境監測任務及環境保護工作發展，需要以下幾種類型的儀器設備

　　2.1 實驗室分析儀器及其設備
　　2.1.1 光學類儀器
　　可見分光光度計、紫外分光光度計、紅外分光光度計、熒光分光光度計、火焰光度計、原子吸收分光光度計、原子熒光光度計、光譜儀、等離子發射光譜儀、x-射線熒光光譜儀等。
　　2.1.2 電化學儀器
　　pH計、離子計、電位計、示波極譜儀、陽極溶出儀、庫侖儀、電位滴定儀、電導儀、電泳儀等。
　　2.1.3 色譜類儀器
　　離子色譜儀、氣相色譜儀、高壓液相色譜儀、薄層掃描色譜儀、氣相色譜-質譜聯機、液相色譜-質譜聯機、色譜-富里埃紅外光譜聯機等。
　　2.1.4 生物監測儀器
　　生物顯微鏡、生化培養箱、體視顯微鏡、生物樣品處理設備及化學成分分析儀器。
　　2.1.5 標準計量儀器及器具
　　分析天平(包括萬分之一、十萬分之一、百萬分之一和微電子天平)、標準溫度計、標準壓力計、標準氣體流量校正儀(如大流量用的羅茨流量計、孔板流量計；中流量用的鐘罩式流量計，小流量用的皂膜流量計)、標準玻璃量器。
　　2.1.6 實驗室常用的輔助設備
　　冰箱、干燥箱、恒溫箱、馬弗爐、管式燃燒爐、穩壓電源、空壓機、氣泵、土壤、固廢樣品加工設備、樣品消解設備。環境樣品分離與富集設備等。

　　2.2 專用監測儀器和采樣器
　　2.2.1 用于氣體污染物的專用設備
　　TSP采樣器(大、中流量)、PMl。采樣器(大、中流量)、粉塵采樣器、煙塵采樣器、粗(PM2.5-10)細(PM<2.5)顆粒物雙道采樣器、PM2.5采樣器、空氣顆粒物分級采樣器、酸雨自動采樣器、酸雨監測儀、氣體采樣器、煙氣采樣器以及Sq、NOx、CO、O₂、HCl、C1₂、CH監測儀等。
　　2.2.2 用于水質污染物的專用設備
　　水質采樣器、污水采樣器、COD測定儀、BOD₅測定儀、TOC測定儀、油份濃度儀、溶解氧測定儀、色度計、濁度計、鹽度計、總氮測定儀、總磷測定儀、氨測定儀、氰化物測定儀、游離氯測定儀。
　　2.2.3 環境污染事故應急監測儀器
　　便攜式氣相色譜儀(帶PID、ECD、FID檢測器，可在野外現場監測大部分有機污染物)、便攜式x-熒光光譜儀(可用于土壤、固廢現場金屬污染調查)、便攜式水質實驗室、有毒有害氣體監測器(Cl₂、CO、可燃氣、CH₄、苯系物等)、報警裝置(CO、CH₄、C₁₂、H₂S、汽油泄漏等)。

　　2.3 自動監測系統
　　2.3.1 空氣地面自動監測系統
　　氣象參數監測(風向、風速、溫度、濕度、大氣壓等)空氣污染物：SO₂、NOx的監測，較早用濕化學法(如用電導法測SQ)現用得很少了。多用干法即物理方法，如用紫外熒光法測SQ，化學發光法測NOx，用紫外吸收法測O₃；最近發展起來的差分光譜法(DOAS)可連續自動監測一條線(100-1000m)的空氣質量，項目包括SQ、NO、N0₂、0₃、HF、苯系物、甲醛、乙醛等。此外，凹也用紅外吸收法、PMl0用p-射線測定儀或晶體振蕩儀進行連續監測，技術是成熟的，能滿足空氣質量監測和空氣質量預測預報的需要。
　　2.3.2 重點污染源的自動監測系統
　　煙氣SQ的在線自動監測系統：目前有非分散紅外吸收法、稀釋紫外熒光法、電導法和恒電位電解法。以前兩種在線自動監測系統較為成熟和可靠。
　　煙氣NOx在線自動監測系統：有紅外吸收法、稀釋-化學發光法、恒電位電解法等。
　　煙塵在線自動監測系統以紅外后散射和激光后散射在線自動監測系統較好，吸光度或不透明度測定系統用得比較廣泛，等速采樣p-射線連續監測系統歐美用得較多，但價格昂貴。
　　煙氣用CO、0₂、濕度、壓力和煙氣流速流量的在線連續監測也可包括在煙氣、煙塵的監測之中。
　　據介紹差分光譜法不僅可在一個區域(如機場、交通干線、工業區)對污染物排放輸出量作連續監測，也能對一個重點污染源如電廠、冶煉廠、建材廠的煙囪進行連續監測。
　　2.3.3 環境水質的自動監測系統
　　在江河、湖、庫的控制斷面安裝的自動監測系統常包括水溫、pH、溶解氧、電導、色度、濁度、COD、NN₄-N、總氮、總磷等。
　　2.3.4 污水測流和在線連續監測系統
　　污水排放計量裝置需要建立標準化的污水測流槽或測流堰或排水管，同時需要與之配套的污水流量計，如超聲波流量計、轉子流量計、浮子式流量計、電磁流量計等。
　　為了獲得有代表性的樣品還需要污水自動比例采樣器。要控制住重點污染源排放主要污染物是否達標和是否超過排放總量指標，就需要安裝在線連續自動監測系統，項目有COD、TOC、礦物油、pH、濁度、色度、揮發酚、氨氮、氰化物等。
　　2.3.5 噪聲自動監測系統
　　在交通干線和噪聲敏感地區，安裝噪聲自動監測系統，并向公眾自動顯示結果，可提高群眾的環境意識，也可加強噪聲源監督管理。
　　以上這些自動監測系統還應包括：監測數據的采集、存貯、自動處理和給出監測報告，以及幾個子站的數據向中心站的通訊傳輸等；監測系統定時的自動校標；監測系統故障的自我診斷。

　　2.4 其它的特殊設備或裝備
　　海洋生態或污染、江河湖庫生態或污染、陸地生態環境的遙感遙測系統，如在飛機上裝載多通道的紅外光譜遙感遙測系統。地面衛星接收站接收環境資源衛星的圖片信息，并進行解析，可監測森林、草原、荒漠、濕地環境狀況等。
　　流動監測實驗室：在水質監測方面有海洋監測船和內陸水域監測船，配備各種監測儀器，可在野外一邊采樣，一邊分析，就地獲得監測結果。廢水監測車可裝載污水的監測儀器，對污染源進行現場調查和監督。大氣污染監測車依據儀器配置不同可作環境大氣監測，也可作污染源調查與監測。

3.國內外監測儀器的市場供應分析

　　全國環境監測儀器購置有三個高峰期，即七十年代末監測站建設期，普遍購置了實驗室分析儀器；八十年代中后期隨著監測任務的開展，又補充了不少新儀器，部分城市建立了空氣地面自動監測系統；九十年代中后期由于環境監督管理的強化和污染源監測的開拓，加上購置儀器資金多種渠道的落實，形成了一個監測儀器更新換代和提高配置水平的時期。據不完全統計，僅環保系統監測站購置可見-紫外分光光度計、原子吸收光度計、離子色譜儀、氣相色譜儀、高壓液相色譜、色譜-質譜聯機等約3400臺套，空氣地面自動監測子站81個，以及專用監測儀、采樣器等，價值人民幣6．7億多元。加上環境資源保護和各行業環境監測儀器裝備估計總值超過10億元。
　　中小型儀器、專用監測儀器、大氣和煙氣、煙塵采樣器，多數是國產的。據估計原子吸收儀三分天下國產有其一，氣相色譜儀市場占有率不到三分之一。而高檔次的儀器，性能好、自動化程度高的以及液相色譜儀、氣相色譜-質譜聯機、等離子體發射光譜儀基本上被國外儀器廠商所壟斷。引進美國技術的空氣自動監測系統，有一定的市場份額，但不是很多。從監測儀器的總臺數看國產占多數，但從總金額看，國外廠商占有壓倒的優勢。為什么會是這樣?原因是多方面的：
　　(1) 在長期計劃經濟的束縛下，無論是企業還是國家沒有花大力氣進行儀器的開發和創新，新儀器不多，老儀器改進不大，隨著改革開發，國外先進的儀器一旦進入中國市場，即受到科技界和工程界人們的歡迎。國外的儀器改進和創新的周期短、效率高、年年都有新花樣。而我們國產儀器雖有小修小改，但相比之下“不進則退”。
　　(2) 最近幾年有不少廠家認為環保是個大市場，因而轉入搞環保儀器儀表，出現了一些好的苗頭和好的產品，如原子熒光分光光度計、礦物油紅外測定儀(三波長掃描式)。但從全國看多是一些小型企業，技術力量、資金強度不足，技術開發和創新能力不佳。還有的企業之間互相抄襲、低水平重復、技術含量低，結果是簡單的低質儀器賣不出去。形成積壓和虧損，真正需要的一些技術含量高的儀器又無人問津。
　　(3) 未形成科研開發-生產-銷售-使用相結合的良性循環機制，現在高校、科研單位有熱心儀器開發的技術人員，有先進的設計思想或構想，但得不到經費的支持，或申請到的經費嚴重不足，又要外協加工，周期長、效率低。還由于科研、生產的實驗作得不充分，儀器的可靠性不高，進入市場的儀器問題多，較難被用戶接受。

4.發展環境監測儀器的幾點建議

　　我國現代化建設和環保工作的深入，必然提出環境監測現代化的要求，而首先是監測儀器手段的現代化。據估計我國環保系統監測站在未來五年，大約需要購置12-15億人民幣的儀器裝備，需要更新和增加儀器設備6000余臺套。一般的監測儀器使用周期為5-10年，因此下個世紀我國環境監測儀器的需求量是比較大的。我們這樣一個大國，不能主要靠進口，必須加速發展我國的環境監測儀器工業，力爭在國內市場占有50％以上的份額，而且要發展有知識產權和創新的品牌，并有希望打入國際市場。為此建議如下：
　　制訂我國監測儀器中長期的發展戰略，統籌規劃。提出監測儀器優先發展名錄，加強宏觀指導，有適當分工和合作，避免低水平重復與浪費，克服無序的自由競爭。
　　建立國家監測儀器的開發基金和風險基金。重點扶持技術含量高、有創新特色、有知識產權、國內外有較大市場的儀器開發，組織聯合攻關，并將其成果轉化為成熟的產品。要吸收過去的經驗教訓，不能只停留在出產品上。產品化以后，還要繼續不斷改進、完善和提高，要以市場和用戶為最終目標。
　　建立自主開發和創新機制，重點發展有知識產權的儀器儀表，要有所為和有所不為。如我國目前開發成功的原子熒光分光光度計、紅外油份濃度測定儀、等速自動跟蹤煙塵采樣器在國際上均是先進的。象這類儀器應該集中人力、財力、物力加以扶持。開發研制工作不要面面俱到，而要技術集成，把最好的成熟技術拿來為我所用，為我服務。
　　走引進、消化、吸收和國產化的道路：有的監測儀器研制生產缺乏基礎，國外已有先進的成套技術。我們可以象引進彩電技術一樣，高起點，走捷徑，引進國外的先進技術或關鍵技術，或進行合資生產。再逐步國產化，產品在國內銷售，同時有適當比例外銷。先當學生，后當先生，學生一定要超過先生。
　　實行科研-生產-銷售-應用四結合，要強強聯合，優勢互補。研制單位有科技人員的思路和研制能力，但缺少資金和生產加工能力；生產企業有資金、有強的加工能力，有市場、有銷售渠道，但缺乏開發思路和技術，缺乏高新技術支持系統，因此缺乏發展后勁。用戶參與開發儀器非常重要，開發時能充分吸納用戶的好意見，使用中用戶能不斷發現新儀器的毛病和不足，促使儀器不斷完善和提高擋次。這種聯合，不僅作到了優勢互補，而且能大大節省時間，少走彎路，提高效率。