數(shù)字環(huán)保的創(chuàng)新與發(fā)展

焦淑謙 焦繹軒

摘要：信息技術(shù)在生態(tài)環(huán)境執(zhí)法和管理中的應用，提升了生態(tài)環(huán)境監(jiān)管的科學化、信息化水平，使現(xiàn)場執(zhí)法更加精準、規(guī)范，遠程監(jiān)管更加高效，靶向污染治理更加科學，污染防控更加嚴密，重污染天氣研判更加全面、準確，與相關(guān)部門的聯(lián)動更加迅速。生態(tài)環(huán)境工作隨著人工智能、5G、遙感等信息技術(shù)的推進，“互聯(lián)網(wǎng)+”數(shù)字技術(shù)已經(jīng)成為環(huán)境監(jiān)管的重要手段。“十四五”時期，生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設進入新的階段，建設智慧高效的生態(tài)環(huán)境管理信息化體系，為深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)，推進生態(tài)環(huán)境高水平保護提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：數(shù)字環(huán)保；環(huán)境監(jiān)測；環(huán)境監(jiān)管

中圖分類號：X32 文獻標志碼：A

前言

國務院關(guān)于加強數(shù)字政府建設的指導意見提出，全面推動生態(tài)環(huán)境保護數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升生態(tài)環(huán)境承載力，更好支撐美麗中國建設。生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《關(guān)于加強排污許可執(zhí)法監(jiān)管的指導意見》提出優(yōu)化執(zhí)法方式，運用數(shù)字環(huán)保，提升執(zhí)法監(jiān)管的科學化、法治化、精細化、信息化水平，推動生態(tài)環(huán)境工作向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展。

1數(shù)字環(huán)保的發(fā)展

縱觀人類社會發(fā)展史，技術(shù)進步在生產(chǎn)力的持續(xù)發(fā)展中，始終扮演著重要的角色。上世紀后期環(huán)保執(zhí)法人員通過BP機顯示的信息聯(lián)系執(zhí)法，這是環(huán)保人開始使用的信息技術(shù)。隨著環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，信息技術(shù)在環(huán)保領域得到了越來越廣的應用。2016年原環(huán)境保護部提出了生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設思路，加強數(shù)據(jù)分析與應用，為管理與決策提供支撐。生態(tài)環(huán)境部在《2018-2020年生態(tài)環(huán)境信息化建設方案》里明確提出建設生態(tài)環(huán)境信息資源大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)共享大平臺、協(xié)同治理大系統(tǒng)的思路。生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設作為“十三五”時期生態(tài)環(huán)境信息化工作的重點工程得以快速推進。為打贏打好污染防治攻堅戰(zhàn)提供了有力支撐。“十四五”時期，生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設進入新的階段，更加突出精準治污、科學治污、依法治污，“數(shù)字環(huán)保”將會發(fā)揮重要的、不可或缺的作用。

2數(shù)字環(huán)保的應用

2.1數(shù)字技術(shù)支持遠程在線監(jiān)督幫扶

在藍天保衛(wèi)戰(zhàn)重點區(qū)域強化監(jiān)督定點幫扶和重點區(qū)域空氣質(zhì)量改善夏季監(jiān)督幫扶工作中，充分利用遠程監(jiān)管科技手段，精準鎖定生態(tài)環(huán)境問題，實現(xiàn)“在線”和“現(xiàn)場”互動，對企業(yè)“無事不擾”，聚焦重點區(qū)域、重點領域的突出環(huán)境問題。第一輪次在線監(jiān)督幫扶推送給安徽省淮北市17條問題線索，生態(tài)環(huán)境執(zhí)法人員收到在線監(jiān)督幫扶推送的線索后，直奔企業(yè)具體點位，其中有14條都發(fā)現(xiàn)了環(huán)境問題。生態(tài)環(huán)境部的“線上推送”功不可沒。遠程在線監(jiān)督幫扶融合衛(wèi)星遙感、自動監(jiān)控等多源監(jiān)管數(shù)據(jù)，科學、精準識別環(huán)境問題線索，在線推送和督辦任務清單；現(xiàn)場監(jiān)督幫扶通過走航車、無人機等著重檢查典型問題和突出短板，排查問題隱患，核查整改成效。

2.2數(shù)字化環(huán)境治理新模式

海寧市率先在浙江省建成首個“大氣顆粒物在線監(jiān)控系統(tǒng)”（即“藍網(wǎng)工程”）。采用“物聯(lián)網(wǎng)+5G+大數(shù)據(jù)”的智慧環(huán)保監(jiān)管模式。對區(qū)域內(nèi)的顆粒物污染情況進行掃描實現(xiàn)全天候監(jiān)測，通過平臺系統(tǒng)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行擬合分析，同時接人現(xiàn)有的3個省控空氣自動監(jiān)測站、12個市控鄉(xiāng)鎮(zhèn)空氣站、重點污染源廢氣自動監(jiān)測點、機動車尾氣遙感監(jiān)測及餐飲油煙監(jiān)控平臺等數(shù)據(jù)，組成了一個“點、線、面”全覆蓋的立體監(jiān)測網(wǎng)絡。“藍網(wǎng)工程”平臺每天根據(jù)監(jiān)測情況制作評估報表，密切監(jiān)測本地空氣質(zhì)量的污染因子、數(shù)量、分布、動態(tài)變化，科學分析污染物產(chǎn)生、擴散、消失的過程，著力厘清本地污染和外來輸送的關(guān)系。

“掌上+線上”，搭建水環(huán)境智慧管理網(wǎng)絡。用“一張圖”顯示各區(qū)域水質(zhì)類別，采用“五色管理法”對小微水體水質(zhì)變化實施監(jiān)控，實時上傳，設置預警限值，一旦水質(zhì)發(fā)生大幅波動，即發(fā)出警報，手機端即可查看變化點位和數(shù)據(jù)值走勢等，有效掌握水質(zhì)動態(tài)。

“點控+鏈控”，打造固廢處置全過程閉環(huán)智控模式。通過平臺應用模塊，實現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)廢臺賬電子化，固廢堆存場所規(guī)范化，固廢處置流程標準化。按照“源頭上定位溯源-過程中自動監(jiān)管-終端處精準助理”治理思路，通過平臺系統(tǒng)統(tǒng)計匯總功能，全面了解固廢產(chǎn)生、貯存以及處置情況，經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析，精確掌握固廢處置去向，研判固廢處置過程風險點，為排查固廢風險隱患明確方向。

2.3通過監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)環(huán)境違法行為

生態(tài)環(huán)境執(zhí)法人員通過分析企業(yè)排污智能管控系統(tǒng)、自動監(jiān)測系統(tǒng)等相關(guān)數(shù)據(jù)，初步認定某公司污染物排放存在異常情況。市環(huán)境執(zhí)法支隊、市公安局食藥環(huán)偵支隊、市環(huán)境監(jiān)控中心、行業(yè)專家組成聯(lián)合檢查組，對該公司自動監(jiān)測設施運行情況開展突擊檢查。檢查組進入廠區(qū)后，該公司自動監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)大幅度升高的異常情況，執(zhí)法人員在確認自動監(jiān)測設施、視頻監(jiān)控、智能管控系統(tǒng)、污染防治設施運行情況均正常后，將排查重點聚焦在廢氣采樣口。通過上下管路溯源，執(zhí)法人員發(fā)現(xiàn)采樣頭附近有隱蔽的PU管線，沿該管線走向繼續(xù)排查，在廠區(qū)東南一倉儲室內(nèi)發(fā)現(xiàn)制氮機和輸氣裝置。面對證據(jù)，該公司負責人最終承認其在采樣頭附近輸送氮氣稀釋污染物排放濃度。鎖定違法證據(jù)，堅決制止和懲處惡意違法犯罪行為。

3數(shù)字環(huán)保在寧夏的應用

寧夏數(shù)字環(huán)保平臺始于本世紀初運用電腦通過無線傳輸遠程監(jiān)督污染重、排放量大的造紙企業(yè)的化學需氧量、五日生化需氧量（BODs）的排放濃度、排放量。2010年建設監(jiān)控平臺，運行重點污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)、地表水在線自動監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境空氣在線自動監(jiān)測系統(tǒng)、高空瞭望平臺、“12369”環(huán)保微信舉報平臺、排水溝刷卡排污總量控制系統(tǒng)、排污企業(yè)信息公開平臺。2018年構(gòu)建全方位立體監(jiān)管網(wǎng)格，完善空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡，實現(xiàn)精細化管理。近幾年通過對環(huán)境管理系統(tǒng)進行分析整合，打通環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境統(tǒng)計、排污總量控制等環(huán)境管理系統(tǒng)渠道，搭建環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺，對接環(huán)境地理系統(tǒng)、激光雷達監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境空氣質(zhì)量移動監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境空氣質(zhì)量預測預報系統(tǒng)、大氣污染熱點網(wǎng)格監(jiān)管平臺、移動執(zhí)法系統(tǒng)及其他環(huán)境業(yè)務，建設“智慧環(huán)保”系統(tǒng)，全面提高環(huán)境監(jiān)管效率，為環(huán)境決策及時提供有效數(shù)據(jù)支撐。（見表1）

3.1利用信息化手段助推環(huán)境質(zhì)量改善

積極構(gòu)建污染源監(jiān)控體系，對污染企業(yè)進行過程管控和分級監(jiān)控，制定污染源在線監(jiān)控建設技術(shù)指南，運用污染物監(jiān)測、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、AI智能等技術(shù)手段，推動重點排污單位、垃圾焚燒廠等在線監(jiān)控建設，動態(tài)監(jiān)控無組織排放重點管控企業(yè)的顆粒物排放，實現(xiàn)污染源在線監(jiān)控平臺聯(lián)網(wǎng)，全面提高企業(yè)監(jiān)管效能，全面加強生態(tài)環(huán)境非現(xiàn)場監(jiān)管能力。

鼓勵企業(yè)使用低VOCs原輔材料，推動新能源在工業(yè)領域應用，助力企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，利用VOCs走航監(jiān)測、便攜式執(zhí)法檢測設備、車載顆粒物走航監(jiān)測，從源頭減少VOCs和氮氧化物的產(chǎn)生。通過VOCs走航監(jiān)測車對異常區(qū)域開展全天候全方位的監(jiān)測，繪制濃度分布圖，確定污染物超標點位，并及時通過環(huán)保執(zhí)法力量要求企業(yè)整改，做到當天發(fā)現(xiàn)當天整改。（見圖1）

2019年寧夏建成省級大氣污染熱點網(wǎng)格智能監(jiān)管平臺，實行大氣污染熱點網(wǎng)格監(jiān)管。利用天地一體化監(jiān)測技術(shù)，大氣污染熱點網(wǎng)格監(jiān)管平臺實時監(jiān)測PM2.5、PM10濃度，篩選出超周邊網(wǎng)格濃度較高的網(wǎng)格，生成每日報警信息。通過大氣污染熱點網(wǎng)格監(jiān)管手機App，向各地市生態(tài)環(huán)境部門同步推送報警信息，接到報警信息后，各地市生態(tài)環(huán)境部門安排人員及時趕赴報警區(qū)域進行排查處理并反饋。實現(xiàn)污染源發(fā)現(xiàn)、處置、反饋鏈條式閉環(huán)管理，精準找源靶向治理，不斷減少大氣污染物排放。

利用揚塵管控平臺、城鄉(xiāng)天眼視頻監(jiān)控、遙感監(jiān)測和黑煙抓拍系統(tǒng)等方式，科學研判分析環(huán)境空氣質(zhì)量變化區(qū)域和污染源排放信息，對敏感區(qū)域和異常區(qū)域?qū)崟r加密重點監(jiān)測，準確定位污染源頭，實現(xiàn)精準治理。（見圖2）

利用加油站環(huán)保設施聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢，組織開展加油站環(huán)保設施運行情況的非現(xiàn)場檢查，對加油站油氣回收設施的在線情況、運行情況及報警情況開展非現(xiàn)場巡查，實時掌握企業(yè)油氣回收系統(tǒng)運行情況，對非現(xiàn)場檢查中發(fā)現(xiàn)的問題，及時調(diào)度執(zhí)法人員現(xiàn)場核驗，督促企業(yè)盡快完成整改。

推進鄉(xiāng)鎮(zhèn)空氣自動監(jiān)測站建設，實現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道PM2.5和臭氧指標監(jiān)測全覆蓋。對規(guī)模以上建筑施工工地和堆場安裝揚塵在線監(jiān)控及視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。利用高空瞭望監(jiān)控平臺及時發(fā)現(xiàn)焚燒秸稈、工業(yè)垃圾非法處理、物料露天堆放等環(huán)境隱患問題，并及時推送、及時處理，不斷優(yōu)化執(zhí)法方式，提高執(zhí)法效能。

無人機是新一代信息技術(shù)與航空技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，在生態(tài)環(huán)境領域有著巨大的應用價值和潛力。當前環(huán)境執(zhí)法監(jiān)測人員少，而污染源點多面廣，分布不均，無人機不僅有效彌補了人手的不足，而且還可以深入隱蔽的執(zhí)法區(qū)域進行監(jiān)測。強化科技手段運用，積極推廣無人機巡查，可有效解決現(xiàn)場檢查受地形、時間和空間限制所造成的困難，及時發(fā)現(xiàn)環(huán)境違法問題線索，固定違法行為證據(jù)，提高環(huán)境違法行為的發(fā)現(xiàn)率和處置率，為嚴厲打擊環(huán)境違法行為提供有力支撐。無人機一次可搭載多種氣體監(jiān)測探頭，并實現(xiàn)對遠程污染源的攝影和攝像。還可以對區(qū)域上空的二氧化硫、二氧化氮、臭氧和揮發(fā)性有機物等多個指標進行監(jiān)測，并形成數(shù)值曲線圖。（見圖3）

3.2運用網(wǎng)絡化提高水生態(tài)環(huán)境監(jiān)管效能

寧夏在推動黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展先行區(qū)建設中，運用數(shù)字技術(shù)，經(jīng)過政府及生態(tài)環(huán)境部門、企事業(yè)單位、公眾的共同努力，生態(tài)環(huán)境保護取得了很大的成績。黃河干流寧夏段水質(zhì)連續(xù)五年保持“Ⅱ類進Ⅱ類出”，創(chuàng)有監(jiān)測數(shù)據(jù)以來歷史最好成績，成為寧夏生態(tài)環(huán)保的靚麗“名片”。

重點污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)的建立，發(fā)揮了污水排放的“千里眼”作用，污染企業(yè)的廢水排放濃度、排放量等排放情況盡收眼底，與視頻監(jiān)控的配合使用，可有效監(jiān)督企業(yè)的污染物排放情況。與排污許可、環(huán)評審批、環(huán)境監(jiān)測、綜合執(zhí)法等信息平臺的數(shù)據(jù)共享，持續(xù)提升生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量，推動數(shù)字經(jīng)濟與綠色經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展。

3.3科技助力提升精準監(jiān)管

吳忠市通過安裝遠程視頻在線監(jiān)控和數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，給醫(yī)療廢物監(jiān)管裝上“智慧大腦”。采用互聯(lián)網(wǎng)+監(jiān)管的方式對醫(yī)療廢物進行處置。經(jīng)過掃描、稱重等工作，每個醫(yī)廢袋都貼有一個“二維碼”。避免了人工操作、手寫記錄容易計算失誤的問題發(fā)生。醫(yī)療廢物處置監(jiān)管系統(tǒng)主要由軟件系統(tǒng)、智能終端、醫(yī)廢收集點視頻監(jiān)控裝置等組成。該平臺還具有視頻錄像回放功能，可以對各醫(yī)療機構(gòu)醫(yī)療廢物處置進行視頻巡查。按照平臺工作流程，工作人員可通過視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)跟蹤的方式，實施醫(yī)療廢物全過程信息化管理，同時數(shù)據(jù)與自治區(qū)生態(tài)環(huán)境廳監(jiān)控平臺進行對接，確保醫(yī)療廢物及時、有序、高效、無害化處置。在線監(jiān)管系統(tǒng)的應用對醫(yī)療廢物處置行為和數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析有很大的作用，實現(xiàn)全市醫(yī)療廢物處置行為和總產(chǎn)量、日產(chǎn)量、交接流程等項目實時監(jiān)管、“一屏全感知”的目標。寧夏782家醫(yī)療機構(gòu)安裝了醫(yī)療廢物在線視頻監(jiān)控信息系統(tǒng)。（見圖4）

黃河流域在寧夏段“清廢行動”發(fā)現(xiàn)的600個點位中，衛(wèi)星遙感、無人機遙感排查問題522個，信訪舉報問題78個。利用無人機和衛(wèi)星遙感影像等科技手段，精準發(fā)現(xiàn)問題線索占87%。使環(huán)境違法行為無處遁形。

3.4運用新版執(zhí)法系統(tǒng)查處環(huán)境違法行為

為進一步推進規(guī)范公正文明執(zhí)法，充分發(fā)揮移動執(zhí)法系統(tǒng)在生態(tài)環(huán)境執(zhí)法中的作用，通過融合在線監(jiān)控、超標預警、環(huán)境信用評價等業(yè)務，能更精準地發(fā)現(xiàn)環(huán)境違法行為。吳忠市生態(tài)環(huán)境局執(zhí)法人員對寧夏某材料有限公司進行現(xiàn)場執(zhí)法檢查，發(fā)現(xiàn)該公司產(chǎn)生的廢水采用“水解酸化+厭氧反應+好氧生化處理+二沉池+混凝沉淀工藝”處理，廢水排放口安裝在線設備，執(zhí)法人員通過現(xiàn)場檢查企業(yè)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與移動執(zhí)法系統(tǒng)在線數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)該企業(yè)未與生態(tài)環(huán)境部門聯(lián)網(wǎng)。違反了《排污許可管理條例》第二十條的規(guī)定，依據(jù)《排污許可管理條例》第三十六條的規(guī)定對該公司處以10萬元罰款。并將處罰信息及時公示在吳忠市信用信息服務平臺、雙公示系統(tǒng)中，接受人民群眾的監(jiān)督。

4結(jié)語

當前生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)存在不同種類的數(shù)據(jù)難以聯(lián)動共享的問題。需進一步對空氣、水、土壤、噪聲、輻射、固廢監(jiān)測、重點污染企業(yè)在線監(jiān)測、施工工地揚塵監(jiān)測、高點攝像頭、行政許可、移動污染源監(jiān)控系統(tǒng)、移動執(zhí)法系統(tǒng)、環(huán)境空氣質(zhì)量預測預報系統(tǒng)等整合形成“生態(tài)環(huán)境保護空天地一張圖”的線上管理模式，建設智慧生態(tài)環(huán)境指揮中心。健全從“實時監(jiān)測”到“超標報警”到“指揮調(diào)度”到“審核反饋”的線上、線下聯(lián)動的管理工作機制。通過二維碼、無人機了解企業(yè)污染防治設施運行情況，達到對守法企業(yè)不擾、對違法企業(yè)利劍的監(jiān)管效果。加強信息化新技術(shù)應用，采用區(qū)塊鏈不易篡改的技術(shù)手段，筑牢環(huán)境網(wǎng)絡安全底線。