
編者按: 環境污染是 21 世紀人類面臨的重大問題之一, 在解決環境污染問題中, 預防與監測的重要作用毋庸 置疑。將分析技術與自動化技術有機地結合起來, 更好地實現預防與監測, 使在線分析儀器的應用越 來越成為必需。在線分析儀器在環境保護中的應用狀況如何?我國在線分析儀器在市場中占據怎樣 的地位?我國的企業應當如何發展創新?帶著這些問題,日前有記者專訪了中國工程院魏復盛院士。
魏復盛,中國工程院院士,全國人民 代表大會常務委員會委員,曾任中國環境監測總站副 站長、總工程師,承擔了國家一系列重大科技攻關課 題,取得一系列重要成果,曾獲國家科技進步二等獎 2 項(此 2 項也獲得部級進步一等獎) ;獲部級科技進 步二等獎 3 項;獲部級三等獎 1 項。他在 20 世紀 70 年代中期開始進行環境監測分析技術與方法的研究, 80 年代中期領導并組織了全國按照“水和廢水”“空 、 氣和廢氣” “土壤” “固體廢物”等要素進行監測分 、 、 析方法的研究、統一驗證和標準化,對建立和發展我 國的環境監測技術與方法體系做出了重要貢獻。
記者:魏院士,您好!首先感謝您在百忙之中接 受我們的采訪。污染問題是21世紀要迫切解決的重 大問題之一,請您向讀者介紹一下目前中國乃至全球 的污染現狀如何?另外,有毒污染物即持久性的有機污染物的問題。 這類污染物濃度雖然低,卻影響人們的身體健康,有 “三致” (致癌、致畸、致突變)效應及生殖毒性和免 疫毒性等。國內外都普遍存在這個問題,我國現在正 在啟動環境健康行動計劃,希望借此來提升人們的環 保健康意識。 解決環境污染問題,一方面需要加大環境 治理的投入,另一方面是加強環境監測的研究。目前 隨著計算機及信息技術的飛速發展,在線分析儀器在 各行業起到重要作用。請您談談環境監測方面在線分 魏院士:中國目前首先亟待解決的是耗氧有機物 的污染問題,這不僅關系到水環境的安全,更關系到 公共飲用水的安全問題。水,是人類賴以生存的重要 資源, 飲用水受到污染, 直接關系到人民的身體健康,這是一個比較嚴峻的問題。
第二是大氣污染, 主要是指大氣中顆粒物的污染。 大氣顆粒物、氮氧化物、臭氧污染,容易造成呼 吸系統病癥的高發,影響人的呼吸健康。第三是全球氣候變化的問題,中國能源的消耗量 不斷增長,二氧化碳的排放量很快就會超過美國成為世界第一位。減排溫室氣體不僅是我國面臨的問題,也是全 球各國所面臨的挑戰。 《京都議定書》 就是為了解決 這一問題而簽訂的。
記者:在環境監測和保護方面,中國儀器儀表 析儀器主要起哪些作用?
魏院士:將分析技術與自動化技術結合起來的這 一技術集成對搞好環境監測起到很好的作用,主要在 以下幾個方面得到體現:
環境質量的自動監測 如空氣地面站的自動監測系統,包括對顆粒物、氮氧化物、臭氧及其他氣象參數的自動監 測,自動監測系統可以做空氣質量報告及預報。現在 國內許多城市已經建立了空氣地面監測系統,應用到 很多類在線分析儀器, 對環境保護起到相當大的作用。
另外, 水質的在線自動監測也是十分重要的一環。 為了明確河流及湖泊的污染責任人,國家環保總局在 流域的省與省之間、市與市之間、縣與縣之間的交接 處都安裝了在線水質監測系統,對包括 pH值、溶解氧、氨氮、總氮、總磷、水溫、電導率等項目 進行了實時監測,這些項目的數值是對水質做出評估的重要參數。在線水質監測系統獲得數據后,通過衛 星傳遞到中國環境監測總站, 對水質生成周報、 月報, 分析水質的變化趨勢,這樣就可以明確分出是上游污 染了下游,還是下游自身污染的問題,明確責任歸屬問題。
污染源煙氣的在線連續自動監測系統 首先,現代化的燃煤電廠要求排放的煙氣和二氧化硫要達標,這就要求廠家必須安裝相應的脫硫裝置,以減輕空氣中的二氧化硫污染。為了鼓勵企業的環保行為并 減輕企業負擔,國家出臺了相關政策,安裝脫硫系統 的火力發電廠每發一度電由國家補貼 0.015元。但是 國家補貼企業的前提是明確企業是否真正安裝并啟用了脫硫裝置,而應用在線連續自動監測系統,就可以 實時對企業行為進行監控;其次,在線連續自動監測 系統也可以用來對煙塵、煙氣、氮氧化物做出判 斷,評定其是否達標,如超標是否應接受處罰、繳納 排污費,這對排污管理起到很大的幫助;再有,氧氣 不足時,燃燒不完全,產生了過量二氧化碳,污染環境,同 時也浪費能源。使用在線連續自動監測系統,可監測 煙氣中的氧氣濃度, 可以對生產起到有效的指導作用, 有助于節約能源,減少污染。
針對廢水和污水的在線監測系統 我們都知道,企業降低排污量,一方面對環境保 護具有深刻意義,另一方面也是企業提高生產力,減 少能源損耗的動力。自動在線監測系統控制污染企業的廢水是否達標排放,并且做到24小時實時監控, 對排污企業起到很好的監督作用。另外,有一些污水處 理廠雖然建立起來,但沒有實際運行,既浪費國家的資金又對環境造成了危害。為了解決這一問題,要求 污水處理廠安裝自動連續在線監測系統,檢測氨氮、pH 值等項目,判斷污水處理廠是否運行及所處 理污染物是否達標。
污染事故的預警或報警監測 對于污染事故,我們還是要以預防為主,防治結 合,盡量將污染事故控制在最低狀態。預防就是在一 些高風險、高危險的生產企業或車間的重要部位安裝 有防污染物泄漏的報警裝置,譬如在可能產生氯氣的 環境中安裝對氯氣的專門報警裝置,當氯氣的濃度比正常情況高時,裝置就會報警,此時盡快采取措施就 可避免大的污染事故的發生。有一些煤氣廠,安裝二氧化碳的報警裝置, 也可以起到防御的作用。 還有水質方面, 舉例 來 說,四川 川 化的 氨 氮污 染 濃度 有 時會 達 到 1000——3000mg/L, 如果安裝了報警裝置, 可以實現隨時 監控,一發現儀器出現警戒線,監測項目超標,盡快 采取措施,這樣就不會出現沱江流域二十幾天的停水 事故,以致造成 2 億多元的經濟損失。
生物的在線監測 這方面目前我們做的還很薄弱,譬如說湖泊爆發 富營養化,出現水華。營養鹽的濃度,氣象條件如溫度、光照、風速等因素是爆發富營養化,出現水華的主要原因。譬如無錫的太湖,因為藍藻的爆發,造成了太湖的水質發臭發黑,進而影響到市民的飲用水安全,嚴重影響了正常的生活與工作。
如果我們使用相 關儀器,在線監測藻的種類、濃度,以及營養鹽的濃 度等參數,一旦發現一些因素已經到了預警的程度, 就可以在大爆發以前采取緊急措施,消除水華現象, 從而避免類似藍藻事件的爆發。 另外,一些公共場所,如醫院、大商場等容易出 現流行疾病的傳播,這與空氣中的細菌、病毒、微生 物的數量、種類、濃度很有關系。目前這方面的預防 監測工作做得還是比較少的,如果我們能夠有這方面 的優秀儀器與自動化控制系統相結合,無疑對防治一 些疾病的流行會起到很大的作用。
記者:我國現在使用的環境監測儀器主 要是國外產品還是國內產品?
魏院士:大概在三、四年以前,由于環境監測對儀器的精度、技術水平要求高,很多國內產品無法達 到相應的水準,所以國內的環境監測儀器市場基本上由國外產品一統天下。近年來, 國內的企業通過引進、 消化、吸收、再創新,結合中國的國情,生產的自動 監測系統已經取得了很顯著的進步,質量也在不斷提 高,因此也有很多國產儀器在使用。 我在“九五”期間,曾經做了一個課題“污染物 總量控制監測系統關鍵技術的研究” ,在這方面也做 了一些工作:引進國外的儀器,進行測試和運行,支 持一些企業去研究。目前國內的產品還要進一步提高
很多國外的知名儀器儀表廠家定位在中 國市場,在中國獲取了大量資金,也對中國的企業造 成了很大的壓力。國內廠家的特點是以中小型企業為 主,所以投資力度不夠,技術實力不夠強,要走向世 界還有一定距離。中國的儀器廠家首先要搞好儀器創 新,力爭在國內市場占據大量份額。另外,國內的儀 器儀表廠家一定要有世界的眼光,不僅要保證滿足龐 大的國內市場需求,還要有強烈的世界意識,開拓國 際市場。
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