中國環境監測行業網格化現狀、網格化前后的監管能力對比及網格化的難點和要點分析[圖]

環境監測李玲玲 2019-05-30 05:59 來源：智研咨詢

一、網格化：從傳統的點狀監控到天羅地網

1、傳統環境質量監測：點狀監控，布點分散

按監測對象的不同，環境監測大致分為環境質量監測和污染源監測。環境質量監測的監測對象有大氣質量監測、水質質量監測（地表水、地下水）、土壤質量監測和噪聲監測。污染源監測的監測對象有廢污水監測、廢氣監測以及重金屬監測。

目前，環境監測市場主要指的是環境質量監測，由各級環境監測站構成，采取點狀監控的模式，監測數據直接上傳至環境監測總站，為各級政府的環境質量考核提供依據。2015年8月，中共中央、國務院發布《生態文明體制改革總體方案》，并配套發布六大方案，其中《生態環境監測網絡建設方案》對全國生態環境監測網絡建設的進度和方案做出了整體規劃。《方案》明確提出堅持全面設點、全國聯網、自動預警、依法追責，形成政府主導、部門協同、社會參與、公眾監督的生態環境監測新格局。到2020年，全國生態環境監測網絡基本實現環境質量、重點污染源、生態狀況監測全覆蓋，各級各類監測數據系統互聯共享，監測預報預警、信息化能力和保障水平明顯提升，監測與監管協同聯動，初步建成陸海統籌、天地一體、上下協同、信息共享的生態環境監測網絡。

（1）大氣環境質量監測：

我國環境空氣質量監測網涵蓋國家、省、市、縣四個層級。從監測功能上講，國家環境空氣質量監測網涵蓋城市環境空氣質量監測、區域環境空氣質量監測、背景環境空氣質量監測、試點城市溫室氣體監測、酸雨監測、沙塵影響空氣質量監測、大氣顆粒物組分/光化學監測等。

截至2015年底，我國共有環境空氣質量監測點3360個，其中國控監測點位數1436個，非國控監測點位數1924個。

2011-2016環境空氣質量監測點位數變動

數據來源：公開資料整理

國家環境空氣質量監測網共設置城市點（即國控點）1436個，用于監測城市地區環境空氣質量整體狀況和變化趨勢，參與城市環境空氣質量評價。此外，設置區域點96個，用于監測區域范圍空氣質量狀況和污染物區域傳輸及影響范圍，參與區域環境空氣質量評價。設置背景點16個，監測國家或大區域范圍的環境空氣質量本底水平。

“十三五”國家環境空氣質量監測點位布局

數據來源：公開資料整理

2016年環保部印發《“十三五”環境監測質量管理工作方案》，計劃于2016年年底完成338個地級以上城市1436個國家環境空氣自動監測事權上收。據2016年《中國環境狀況公報》，我國已全面完成1436個國控環境空氣質量監測站事權上收任務。

此外，農村環境監測也日益得到政府部門的重視。根據《全國農村環境質量監測工作實施方案》，農村環境治理監測以縣域為基本單元，具體包括村莊監測和縣域監測兩個內容。村莊監測要求在每個縣域選擇3~5個代表性的村莊，開展空氣質量、飲用水源地水質、生活污水處理設施出水水質（僅針對參加“以獎促治”農村環境綜合整治項目的村莊）和土壤環境質量監測。縣域監測以縣域全境為監測區域，開展地表水水質和生態環境質量監測。具體工作進度安排如下表所示。

根據上述方案，2017-2019年將新增1695個村莊開展環境監測工作，2020年之后將新增5067個村莊開展環境監測工作。目前，鄉鎮級別的空氣質量監測點位設置尚未出臺更為明確的規劃，但出于考核壓力部分區縣已經開始出現自發的監測需求，2018年環境空氣監測設備已呈現出下沉趨勢。

全國農村環境質量監測工作進度安排

數據來源：公開資料整理

現有監測網絡覆蓋范圍為全國338個地級以上城市（含地、州、盟所在城市），因此，平均每個城市約設置國控點4個，省控點6個，若按照村級監測工作的規劃方案，到2019年，平均每個城市還將擁有9個村級的監測設備。

大氣環境監測網絡布點情況

數據來源：公開資料整理

（2）水質質量監測：

地表水監測方面，截至2015年底，我國共有地表水水質監測斷面10154個，其中國控斷面972個。2016年環保部頒布了《“十三五”國家地表水環境質量監測網設置方案》，對地表水監測斷面進行調整，從972個調整至2767個。2016年已建成由2767個監測斷面組成的國家地表水監測網，“十三五”期間國控斷面的增加計劃已完成。2017年7月，環保部印發《關于做好國家地表水環境質量監測事權上收工作的通知》，“十三五”期間，將對1940個地表水評價、考核、排名斷面和110個入海河流考核斷面，共2050個國家地表水考核斷面開展上收工作，并要求在2018年7月底前，完成2050個考核斷面水站建設工作。

2011-2016地表水水質監測斷面數變動

數據來源：公開資料整理

地下水監測方面，2016年，我國現有地下水監測點共6124個，覆蓋全國31個省（區、市）225個地市級行政區，其中國家級監測點1000個。飲用水水源監測方面，2016年我國在338個地級及以上城市共設置897個在用集中式生活飲用水水源監測斷面（點位），其中地表水水源監測斷面（點位）563個，地下水水源監測斷面（點位）334個。

此外，近岸海域水質監測也是國家環境監測網的重要組成部分。2016年我國共設置417個近岸海域環境監測點位。同樣以338個地級以上城市作為行政單位劃分，平均每個城市設置地表水監測點位30個，其中國控點8個，平均每個城市設置地下水監測點位18個，其中國家級監測點3個，加上飲用水水源監測點及近岸海域監測點，平均每個城市水質監測點約52個。

水質監測網絡布點情況

數據來源：公開資料整理

（3）空氣質量監測：1-3月空氣質量總體改善，重點區域空氣質量反彈

近日生態環境部發布了2019年1-3月全國337個地級及以上城市空氣質量狀況，96城市空氣質量達標，同比增加28個。2019年1-3月，全國337個地級及以上城市平均優良天數同比上升0.1個百分點；PM2.5濃度同比上升1.9%；O3濃度同比下降3.7%；SO2濃度同比下降22.2%；NO2濃度同比上升3.2%；PM10及CO濃度同比持平。但重點區域空氣質量出現反彈，2+26城市及汾渭平原地區PM2.5濃度分別同比上升8.4、9.2個百分點。

2019年1-3月平均優良天數占比同比提升

數據來源：公開資料整理

2019年1-3月PM2.5濃度同比上升

數據來源：公開資料整理

2019年1-3月空氣質量較差城市排名后20名中“2+26”城市居多，石家莊、安陽、邢臺2019年以來連續3個月均為后20名。

2019年1-3月城市空氣質量排名

數據來源：公開資料整理

2、網格化監測：布點加密，天羅地網

與點狀監控有所不同，網格化監控采用最新的小型化、微型化組合監測技術，以“全面布點、全面聯網”為宗旨，通過大范圍、高密度“網格組合布點”，結合立體監測、移動監測等，形成覆蓋整個區域的在線監控網格，為科學治霾、精準治污提供決策依據，可促進治理大氣污染由憑經驗、憑感覺、粗放式管理向網格化、實時化、精準化治霾轉變，大幅提高治霾的工作效能，推動大氣質量持續改善。

網格化監控與傳統環境質量監測首要的差異，在于布點顯著加密。一方面，進行網格化基礎點位設置，在國控點周圍多方位加密布點，在國控點的東南西北四個方向距離500m處以及在東北、東南、西北、西南方向距離1000m處共布設8個點位，因此，網格化基礎點位數至少是該城市國控點數的8倍，上述布點與國控點同樣進行6參數監測，10min一組數據，24h監測，實時把握國控點周圍污染情況。另一方面，除網格化基礎點位以外，對城市重要道路、敏感區域、建筑工地、產業集中區等污染多發地區也進行多維度布點，每10分鐘傳輸一次數據，實時發現污染點，快速響應。

以安徽省阜陽市為例，阜陽市原有3個國控點，2個省控點，實施網格化監控后，共設置了324套網格化監測設備，是原有監測點位的64.8倍。網格化監測不再是通過簡單的單點位數據傳輸作為考核依據，而是實時掌控城市環境質量整體變化及成因，真正實現了天羅地網式的高密度監控，切實減少污染，也杜絕了單個點位監管下數據造假現象的發生。

網格化監測典型布點方案

數據來源：公開資料整理

二、網格化之后監管能力的巨幅改變

1、網格化下“關→管→治”的模式轉變

以往的大氣監管執法的主要措施是“一刀切”式的關停，存在部分不論企業是否環保達標，一律實行停產限產的現象。一刀切的做法看似效果明顯，但只能取得短期效果，長期則會導致經濟發展和環境治理之間的失衡。2018年5月28日，生態環境部出臺《禁止環保“一刀切”工作意見》，規定對于工程施工、生活服務業、養殖業、地方特色產業、工業園區及企業、采砂采石采礦、城市管理等易出現環保“一刀切”的行業或領域，在邊督邊改時要認真研究，統籌推進，分類施策。因此，未來的環保監管執法將逐漸由“關”向“管”和“治”過度，對精準化的施策提出了更高的要求，在這個過程中，網格化的監管配合必不可少。

作為政府大氣污染防治的“抓手”和“神器”，網格化系統通過實時在線監測、異常排放報警及信息推送、移動執法平臺的自動管理，實現了對環境污染事件的快速響應、實時管控，打通了監測到監管的通道。實現了由傳統“點對點”（執法人員對具體排污單位）環境監管模式向“點對面”（執法人員掌握所有點位的污染狀況）模式的轉變，以及“人防”到“技防”的轉變，提高了工作效率，為環境監管提供了定量的數據支持；并通過對市區空氣質量的全面分析和研判，為政府找到污染源頭、監測執法、靶向治理、科學治霾提供了有力支撐。

大氣污染防治精準監控及決策支持系統

數據來源：公開資料整理

網格化系統為政府的監管執法過程帶來了如下幾大變化：

（1）管理機制變化：多部門統籌，管理責任歸屬明晰

從《鶴壁市環境監管網格化工作實施方案》中可以看到，首先鶴壁市由市政府牽頭成立了環境監管網格化工作領導小組，由市長任組長，分管副市長任副組長，各有關部門主要負責人為成員。領導小組下設辦公室，辦公室設在市環保局，負責網格化監管工作的日常事務，市環保局局長任辦公室主任。
在具體操作中，綜合污染企業狀況、環境質量狀況、工業企業集中區域和周邊環境敏感狀況等因素，由市政府統一組織，建立四級環境監管網格，同時以網格劃分具體責任人，逐級傳遞，權責分明。

1．一級網格：以全市行政管轄區域建立一級網格，責任主體為市政府。市長為本級環境監管網格第一責任人，分管副市長為分管責任人，市環保局局長為主要責任人。

2．二級網格：以各縣區（包括開發區、寶山循環經濟產業集聚區、城鄉一體化示范區，下同）管轄區域建立二級網格，責任主體為各縣區政府（管委）。各縣區政府縣區長（管委主任）為本級環境監管網格第一責任人，分管副縣區長（管委副主任）為分管責任人，環保部門主要負責人為主要責任人。

3．三級網格：以鄉鎮（街道）行政管轄區域建立三級網格，責任主體為鄉鎮政府（街道辦事處）。各鄉鎮政府鄉鎮長（街道辦事處主任）為本級環境監管網格第一責任人，分管負責人為具體責任人。

4．四級網格：以村（社區）行政管轄區域建立四級網格，責任主體為村委會（社區居委會）。各行政村村委會（社區居委會）主任為本級環境監管網格第一責任人，具體責任人由鄉鎮（街道）和村（社區）各1名干部共同擔任。

市政府統籌協調多部門，同時嚴格按照網格劃分分級責任主體，可以有效促成部門的分工和聯動，形成了一套監測、預警、指揮、執法、治理五位一體的模式，從原來一個單一的環保部門作戰向多部門協同治理模式的轉變。

管控與治理壓力、責任逐級傳遞

數據來源：公開資料整理

（2）監管對象變化：精細化管控，實時追蹤污染來源

傳統的環境質量監測通常以考核為目的，選取個別點位監測作為考核依據，對城市的污染情況并沒有全面的掌控。大氣污染防治網格化精準監控及決策支持系統可以實現更為精細化的管控。首先，該系統可以對區域內所有點位的實時數據進行全景展示和數據查看，管理部門可以直觀地看到哪個具體點位的污染物濃度較高，快速鎖定重點監管對象，針對性管控重點區域，有的放矢地開展大氣污染治理和環保執法工作；其次，針對突發事件，可以通過高時空分辨率的實時監測，報警信息自動推送，在第一時間將污染控制在擴散之前，直接打通監測到監管的通道，實現多部門的“協調聯動”，實現對突發事件的即時有效管控；再者，針對重點的污染源，通過對重點企業的全面監控，污染指數的實時排名，歷史數據的對比分析，排放規律的歸納總結，實現對工業企業的精準靶向治理。

所有點位數據實時展示

數據來源：公開資料整理

（3）決策方式變化：大數據支持，科學管理決策

除了直接利用監測數據發現污染源以外，網格化系統還可以通過對大量歷史數據的分析，掌握重污染過程的產生、擴散、消散及結束全過程，掌握重點污染源對城市總體空氣質量及評價點的影響，在掌握各類污染源排放狀況的基礎上，利用空氣污染數值預報模式模擬污染物質量濃度的分布特征,研究區域空氣污染物輸送擴散的規律，提出更為科學的管理決策建議。

同時，利用網格化監控系統還可以建立一套大氣污染防治效果的評價體系，管控效果用實時監測數據說話，設定短、中、長期的空氣質量目標，針對四季不同的首要污染物可以進行不同的目標控制，并提前布置不同污染物、不同的指標的考核與達標情況，以科學客觀的評價方式真正落實管控責任。

2、典型案例豐富經驗，網格化監管卓有成效

2017年環保部對2+26城市進行秋冬季考核，11個城市考核結果為優秀，其中安裝了網格化系統的城市有9個；今年1-8月份2+26城市和汾渭平原城市PM2.5下降率最高的保定市和洛陽市均是網格化系統的應用城市；除此之外，安徽省的阜陽市，河南省的新鄉市、鶴壁市，河北省的衡水市、滄州市和饒陽縣等地區均取得良好的效果。

（1）保定市-建立網格化系統為核心的指揮中心，環境空氣質量持續改善，2+26城市PM2.5下降率排名第1。

2016年10月保定市依據網格化精準監控系統建立了網格化監測監控指揮中心，從三個方面發揮了作用：一是信息共享。886個點位實時監測數據每10分鐘刷新一次，監測數據通過平臺軟件直觀顯示，從書記市長、書記區長到書記鄉長、環保相關同志，在手機上都隨時能可以通過網格化監測系統來掌握各個區域的污染分布和變化情況，從而有針對性的開展工作。二是交辦反饋。利用網格化監測監控系統，建立了交辦反饋機制，對污染突出的點位每天交辦、每天反饋。特別是在秋冬季，每天對建筑工地、主干道的PM10、主城區TVOC指數進行排名，排名后10名的點位在媒體上進行公布。三是指揮調度。利用平臺能看到數據又能看到圖像的功能，結合一些數據分析，書記、市長，包括分管的同志都做了大量的大氣污染防治調度工作，特別是重污染天氣應急期間，進行加密調度，隨時調度。

通過實時報警、及時調度保定市2016年擺脫了空氣質量全國倒一的帽子，并持續改善，2017年秋冬季環保部考核被評為優秀，特別是進入2018年以來，PM2.5改善率為2+26城市第一，取得了優異的成績。

（2）洛陽市建立24小時快速響應機制和微型站考核機制，PM2.5濃度下降率全省第1。

在國控站點數據較高時，結合微站數據，為各區政府、市直部門提供指導性的排查方向，有的放矢的進行排查管控，及時降低對國控站點的數據影響。
同時，為壓實責任，層層傳導壓力，充分發揮好各鄉（鎮）、街道辦的大氣污染防治屬地管理責任，洛陽市出臺了微型空氣站空氣質量的排名與考核辦法，對各鄉（鎮）、街道辦的微站進行每周空氣質量排名和考核通報，充分調動基層人員的責任心與工作積極性。另外，利用微站10分鐘就可更新數據的時效性，提前發現區域性污染傳輸過程，并及時預警管控，將污染傳輸對洛陽市的影響降到最低。此外，利用微站分析研判了洛陽主城區周邊產業集聚區對市區的污染傳輸影響，有方向、有目的的指引洛陽市對產業集聚區進行集中治理。

自網格化微站安裝以來，為洛陽市精準治污提供了專業技術支撐，并發揮了重大效用，2017年8月-2018年7月，洛陽市各項污染參數同比改善均較為明顯，綜合指數、PM10和PM2.5省內排名分別同比前進了1、4和6名，濃度同比分別下降18.13%、17.05%和25%，其中PM2.5改善幅度在河南省內排名第1位。

（3）鶴壁市建立網格化管理機制啟動精細化管控措施，空氣質量持續改善，穩中向上。

鶴壁市自2017年3月份安裝網格化設備之后成立網格管理群，建設網格管理機制，打通環境監測和環境管理之間的橋梁，啟動鶴壁市精細化管控措施，建立快速反應和管理機制，對各網格進行排名考核，對后10名進行通報批評。多項措施和機制的建設使鶴壁市空氣質量逐步改善，穩中向好。

17年11月，通過分析網格化數據和顆粒物源解析結果，鶴壁市空氣污染受機動車尾氣影響占比較高，僅次于燃煤源，為打好空氣污染防治攻堅戰，鶴壁市率先在河南省啟動機單雙號措施，同時也是鶴壁市第一次啟動機單雙號措施。對于柴油貨車通行量較大的107國道，鶴壁市加強機動車尾氣排放超標檢測，對于超標車輛進行處罰并勸返，同時嚴禁G4高速大型柴油車輛進入市區。為2017年11月和12月空氣質量取得良好成績，優良天、顆粒物濃度和同比下降率在全省排名前茅，連續兩個月位居全省前兩名。2017年-2018年秋冬季，鶴壁市通過網格化精準監測平臺和精細化管控機制，啟動機動車單雙號限行，凈空行動，斬斷塵源、企業限產、煤質升級改造等多項管控措施，在秋冬季考核考核成績中，鶴壁市考核成績優秀，是河南省三個優秀城市之一。

（4）阜陽市-一管四全，構建網格化管理新格局。綜合指數排名較去年同期躍升7個位次。

一管四全—一管即一套精準化管理系統。四全即全域范圍、時間空間、管理責任、系統治理全覆蓋。全域范圍全覆蓋。在網格化布點基礎上，增加企業、道路揚塵和餐飲等網格，實現全參數實時監控，城區全覆蓋。

時間空間全覆蓋。高時間分辨率、高空間分辨率和多參數的實時動態監測，及時發現污染來源及擴散趨勢。

管理責任全覆蓋。分別組建網格化調度指揮群和工作微信群，由阜城五區和市直單位參加，邀請紀檢、監察、人大、媒體等進行監督并建立點長制及量化考核辦法，保障落實。系統治理全覆蓋。依托網格化數據為支撐，采取統管與主管結合、轄區政府與市直單位結合，利用大數據技術查源定位，推行異常問題“推送—響應—排查—整改—反饋—督查—問責”閉環管理。

網格化系統在阜陽運行以來，空氣質量明顯改善，綜合指數由去年的第13名上升至今年第6名。安徽省省委書記李錦斌到阜陽網格化調度指揮中心進行調研，充分肯定阜陽模式。由省環保委辦公室組織全省16地市政府分管負責同志、環保局主要負責同志對阜陽網格化應用情況進行學習。同時先后受到央視、安徽衛視、等多家國家級、省級等媒體關注。

三、網格化的難點和要點

1、網格化的系統架構

網格化系統分為三個層次，分別是感知層、平臺層和應用層。在感知層，現場布設的微型站點、便捷式儀器、移動走航車，實時采集監測數據，傳輸到公司大數據應用中心（即平臺層），在平臺層進行數據選擇、存儲、校準，然后傳輸到應用層，進行數據分析和應用，從而實時掌握一個城市的污染全過程，實現全城區的數字化監控。

網格化監測的系統架構

數據來源：公開資料整理

由于常規空氣質量監測設備體積大、成本高、安裝條件復雜，無法實現大面積的推廣，因此感知層采用的監測設備均為小微型空氣污染監測設備。相比以往拉網式排查空氣污染源工作強度大、人員需求多，工作人員借助網格化精準監測系統，輕點鼠標就可鎖定空氣污染區域，工作效率成倍提高。小微型空氣污染監測設備監測參數相較常規空氣質量監測設備相對簡單，因此設備技術壁壘并不高，但同時也由于小微型監測設備的傳感器存在很大的不穩定性，數據的校準和應用則成為了網格化監測最大的難點，即對傳感器的馴化和數據建模過程，該過程需要足夠的經驗和數據的積累，先河環保在這一環節具備較強的先發優勢。

2、先河環保網格化監測數據校準和應用環節的特色

（1）多參數、多產品組合、多網格應用

由于小微型監測設備監測結果的不穩定性，以及監測對象的多樣化需求，先河環保采用了多種數據結合的方式。既擁有常規六參數的空氣質量監測設備，也有針對特征污染物如TVOC、硫化氫、氯氣、氨氣等的特定監測設備。既有常規的空氣站、小型站，同時也擁有針對核心污染區域的結合黑碳儀、濁度儀等多種產品的超級站。在網格化設置方面，設置國控站點、敏感區域網格，及主次干道監控網格、揚塵監控網格、企業/園區等一系列監控網格。從而實現多種數據有效結合，避免單一憑借傳感器設備數據進行分析所帶來的不準確性。

多參數、多產品組合