2021年5月8日，生态环境部公布了7宗重点排污单位自动监控弄虚作假查处典型案例。近年来，主管部门重拳出击监测造假，体现出国家对生态环境保护的日益重视，而在陆续出台的各项相关政策指引下，环境监测行业得以稳步发展。
展望“十四五”，“需求升级”成为行业发展关键词：无论是2020年出台的《生态环境监测规划纲要（2020-2035年）》，还是两会提出的30·60双碳目标，都对环境监测提出了更高层次的要求。主要包括以下六大关键词：
更多：监测网络下沉，监测密度增大。
更全：行业覆盖全面，监测种类增多。
更精准：自动取代人工，准确度要求提升。
规范化：第三方运营打响，质控成为关注重点。
智慧化：数据经挖掘分析，服务于溯源、预警、决策。
一体化：多地提出“一张网”需求，项目向一体化发展。
可以预见的是，需求升级既是挑战也是机遇，相关企业应对市场进行前瞻性判断，在技术、运营、并购等方面做好准备，临机制胜。
环境监测需求升级
回顾我国环境监测行业发展历程，大体可分为“十一五”的监测网络搭建、“十二五”的以污染源监测为主以及“十三五”的以环境质量监测为主。展望“十四五”，我国环境监测行业将迈上全面、综合的新台阶，全覆盖综合监测体系基本建成（如图1）。
升级后的需求可以从硬实力、软实力两方面，总结为六大关键词（如图2）：
更多：监测网络下沉，监测密度增大
环境监测密度将从时间、空间两个维度上增大。在时间上，监测频次将进一步增加，并能够做出动态调整。我国监测网络目前已普遍覆盖大气、水、海洋、土壤、声、辐射、生态等各类环境要素，点多面广但监测频次较低，未来五年常规监测将向高频次发展，增加空中遥感监测、无人船监测等自动监测手段的覆盖面，提高监测数据的时间分辨率，并逐步实现根据环境质量达标情况动态调整。在空间上，水、气站点将大幅增加（如图3），空气监测站点将填平补齐城市空缺，地表水将实现十大流域干流及重要支流、地级及以上城市、重要水体省市界和重要水功能区“四个全覆盖”。
更全：行业覆盖全面，监测种类增多
“十四五”期间，监测行业覆盖将更加全面，补齐地下水、温室气体、农业面源污染等监测短板（如图4）。
其中，温室气体监测中的碳监测，作为碳中和目标和碳交易市场的重要保障，是万众瞩目的蓝海市场。我国自2011年起在北京、上海、深圳等七地启动地方碳排放权交易试点，如今为达成碳中和目标，预计将大范围推广碳交易。碳排放跟踪是碳交易市场得以成功运转的重要保障，一是市场中碳排放总量的设定，需要各试点企业的历史碳排放量作为支撑，二是政府发放配额后，需对各企业进行碳排放监测，根据配额使用量进行后续交易。
当前计算碳排放量主要有核算法和CEMS两种方式：核算法通过使用排放因子、原材料和燃料使用等数据，利用碳平衡理论计算出CO2等温室气体的直接排放和间接排放数据，具有人为干扰多、误差较大等缺点；CEMS则通过在生产和排污设备等装置上安装抓取系统，实时上报数据，能够实现碳排放核算的实时化、精准化和自动化，将是未来碳监测的主流。我国CEMS系统的建设也在持续推进，如2021年3月，南方电网建成国内首个能源消费侧企业碳排放监测平台；2021年4月，苏州市生态环境局签署了“电力大数据助力生态环境精准治理”战略合作协议。
更精准：自动取代人工，准确度要求提升
“十四五”对监测数据的灵敏度、准确度有更高的要求，尤其是在大气、水质方面，自动监测将逐步取代手工监测。目前，我国的自动监测仍较为初级，在大气监测方面，主流自动监测设备精确度较低，无法完成对地区复杂大气环境的监测，尤其是浓度较低、成分多元的VOCs，整体较为落后；在水质监测方面，自动监测点位数量及分布不合理，监测参数种类也有限，例如某城市市级以上水质自动监测站共9座，均建在监测水体的单一断面，在水体入口、稀释扩散断面、出口等位置缺乏自动监测系统，仅有地表水常规五参数、化学需氧量等15项指标，导致无法全面掌握该区域水体的水质变化趋势、水质污染来源及水体自净程度。
手工监测逐渐转向自动监测将是大势所趋。从时效性看，手工监测数据存在滞后，自动监测则更灵敏。废气、废水的排放时间不固定，很多污染事件属于突发性事件，污染源瞬间排放，监测采集及时性不高，工作人员很难采集到污染程度最大时的样本，增加了溯源难度。从准确性看，自动监测避免人为误差，数据可信度更高。
未来的监测数据需服务于智慧化分析、决策，对准确度要求较高，与自动监测仪器相比，手工测定的结果存在5%左右的偏差，前者的可信度更高。从经济性看，手工监测需耗费较多的人力、物力。手工监测需安排采样员进行样品、空白样、质控样等采集，并进行运输、实验分析等一系列操作；自动监测则在选好仪器检测点位后，安排运营人员进行相应维护即可。
规范化：第三方运营打响，质控成为关注重点
为规范地方上报的环境监测数据，“十四五”第三方运营的比重将继续增加。第三方运营从制度设计上为地方监测数据质量提供保障，主要体现在三个方面：
一是解决了各级环境监测机构能力建设有限的窘境，地方环境监测机构普遍缺少人员编制和技术骨干，在监测点位倍增的新要求下，将面临人手不足的问题，引入第三方运营，在不改变当前监测力量分配格局的情况下，新增任务将迎刃而解；
二是厘清了主体责任和监督责任，化解环保部门直属环境监测机构的违规风险，委托第三方运营后，中标公司负主体责任，环保部门直属环境监测机构履行监督责任，避免了地方监测机构既是裁判员、又是运动员的风险；
三是提高了城市环境监测的专业化水平，第三方监测公司管理机制灵活，成长性好，在短时间内可以形成较强的技术实力，且部分公司自身拥有仪器设备生产能力，熟悉仪器性能，运行起点高，专业程度高。
此外，政府对第三方服务企业也将严加监管，避免数据造假、运维不规范等问题。2015年至今，环境监测质量监管政策持续出台（如图5），尤其是在刚通过不久的刑法修正案中，环境监测造假入刑，惩治力度大幅提升。2018年展开的三年行动“打假”也卓有成效，大量违规机构遭到清退。在国家层面，生态环境部联合市场监管总局对37家国家级资质认定生态环境监测机构开展了“双随机”监督检查，其中有3家被注销资质认定证书，1家因出具失实报告被责令整改并处以罚款，18家因存在未严格执行标准规范等问题，被责令限期整改。在地方层面，以河北省为例，对282家生态环境监测机构进行专项监督检查，最终暂停、缩减114家机构的监测资质及监测项。
智慧化：数据经挖掘分析，服务于溯源、预警、决策
当前接入在线平台的监测数据主要有水、大气、污染源三类，未来随着自动监测点位数的增加，以及接入平台监测种类的增多，数据量将大幅增长。以青海省为例，2019年初步实现了全省重点污染源在线监控、空气和水环境质量自动监测、重点工业园区有毒有害气体监测预警系统、生态监测、环境移动执法数据集成，共集成数据34类，7022个数据子集，1.69亿条数据，生态环境监测类数据量达到35.5GB。
此时，简单统计手段已不能满足新的监测要求，数据将通过智慧化系统分析，提高利用价值，服务于三大场景：
场景一，污染溯源。参数齐全的自动监测数据结合智慧系统，能够快速、高效地找出污染源。如清华苏州环境创新研究院研发的“水质指纹溯源技术”，将污染物三维荧光光谱与污染源一一对应，建立水质指纹数据库，与监测系统对接，以快速识别污染排放源。
场景二，环境预警。通过污染源信息收集，可综合判断环境质量变化趋势，对可能的污染进行预警。如浙江桐乡智慧系统将全市11个镇（街道）351家排污许可发证企业的污染源“盯在眼里”，还通过智能预警巡检“诊断”企业潜在污染病灶，实现固定污染源信息收集、数据分析、预警派单。截至2021年3月底，该系统已发出有效预警信息6.63万余条，帮助125家企业避免了环境问题发生。
场景三，辅助决策。监测数据与溯源分析，可辅助政府进行执法决策及实力决策。如大连市推出生态环境局动态管控自动监控闭环管理平台，通过大数据智能监管对排污企业监控点位是否超标实现精准判断，进而有针对性地安排监察人员和监测力量及时进行突击性现场执法。
一体化：多地提出“一张网”需求，项目向一体化发展
初步统计发现，已有44%的省份提出了全省监测“一张网”的目标，推动环境监测实现“横向到边、纵向到底”的统一管理，但完全监测一体化上仍面临两大困难：一是数据标准不统一，不同区域、不同污染类型在监测标准、数据存储等方面不统一，数据的可比性差，与“一张网”存储分析仍有较大距离；二是数据共享机制亟待建立，一个区域内的监测数据往往分散在多个责任主体手中，包括环境监测站、排污企业、第三方运营企业等，在数据标准不统一的情况下，科学的共享机制也难以建立。
这催生了一体化项目需求，将环境监测任务整体打包，由第三方企业统一建设、运营，不仅可以大大加速统一标准建设的进度，还可以加强在线平台的顶层设计，建立更成熟的数据接入与共享方式。目前我国的一体化监测项目有天空地一体化、水气土一体化两种，前者利用卫星进行宏观监测，无人机进行精细化监测，在地面进行固定及走航式监测，三者结合形成一体化监测网络，主要应用于大气立体监测体系；后者则是充分整合现有及新增监测点位，对某一区域内的水、气、土质量进行监测，并形成“一张图”，在统一平台上综合展示，在流域综合治理与监测、城市综合治理与监测将广泛应用。
伴随需求升级，我们预计“十四五”期间，环境监测将迎来968亿元的累计投资（如图6），同期环境监测运营规模将保持11%的年复合增速，在2025年达到165亿。
