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表1全国2003-2011年历年地表水水质自动监测站数量统计
从过去情况来看,我国新建一个地表水水质自动监测站的造价普遍在150-200万元,其中仪器设备等使用寿命在8年左右,要及时进行更新改造,这大约需再投入100万元左右。
水质自动监测站建成投运之后,存在日常运行维护,近年来我国已建成的地表水水质自动监测站约60%-70%由业主(即环保、水利等部门)自己运行维护,剩余30%-40%委托给第三方(即专业的环保公司)运行维护,平均每个水质自动监测站的运行维护费用约为15万元/年。
由上可估算出我国2008-2011年地表水水质自动监测站建设和运维市场规模(见表2),2011年达到7.5-8.5亿元。
二、我国水质自动监测发展趋势和市场容量预测
1、发展趋势
加强环境监测是环保部“十二五”规划的一项重点工作。
中国环境规划设计院预计:
国家在“十二五”规划中对环境监测的投资远大于“十一五”期间,全社会对环境监测的投资总额将超过700亿元,运行维护费用约300亿元,合计1000亿元左右。
基于我国环保政策及水质自动监测发展现状,可以判断未来我国水质自动监测将呈现以下发展趋势:
(1)监测领域扩大,监测站点增加
我国水环境监测网络已经初步形成,但发展空间很大。
①现有地表水监测网络的监测站点增加。
目前我国水污染事件频发,要想及时、全面地掌握水质变化以便对水质污染事故进行预警,就得大量建设水质自动监测站,未来地表水水质自动监测断面将由以国控、省控为主,向市、县交界断面蔓延,站点越来越密;
另外,中西部地区之前因经济欠发达,建站较少,下一步随着经济发展,财政投入加大,建站数量会大幅上升。
②饮用水安全问题已被政府列为头等大事来抓,需对饮用水源地、自来水厂、供水管网进行水质自动监测,目前全国有3000多座自来水厂,大部分在进水口、出水口、生产过程中使用了水质在线分析仪器,但对饮用水源地和供水管网的水质进行自动监测目前还处于起步阶段,将迎来井喷式增长。
③地下水水质自动监测。
据《2010年中国国土资源公报》,全国182个城市开展了地下水水质监测,一共有4110个水质监测点。
但我国目前很少有地下水水质自动监测站,基本还是空白。
2011年10月,环保部、国土资源部与水利部正式发布《全国地下水污染防治规划(2011-2020年)》,要求加强地下水监测工作,统筹完善地下水监测网络,建立信息共享平台,这为地下水水质自动监测带来了发展契机。
④近岸海域水质自动监测。
我国海岸线总长度3.2万公里,其中大陆海岸线1.8万公里,岛屿海岸线1.4万公里;
其中有人类活动的海岸线至少2万公里,即使每50公里安装一套浮标式水质自动监测系统,也需400套,而截至2011年底,全国仅在广西、海南、广东、福建等沿海近岸海域累计投放了大约50套浮标式水质自动监测系统。
(2)监测指标增多
目前我国已建成的地表水水质自动监测站基本只监测常规五参数、高锰酸盐指数、氨氮等指标。
从环保部出台的《2011年全国环境监测工作要点》可知,自2011年开始,湖库水质监测要增加总氮、总磷和叶绿素a、生物毒素、重金属等指标;
“十二五”期间,污染物排放约束性指标由两项增至四项,新增约束性指标氮氧化物(针对气)和氨氮(针对水),因此氨氮成为新增水质监测指标。
监测指标增加后导致自动站的建设和维护费用均上升,因为监测指标的增加,意味着监测站中将添加新的水质在线监测仪器,目前一台水质在线监测仪器价格约在20万元左右;
另外,监测仪器的增多导致运维的工作量加大,这样运维费用也会相应提高。
(3)水质自动监测系统的载体呈现多元化
水质自动监测系统的载体过去主要是站房,因此通常称之为水质自动监测站,建设这些站房需要购买或租赁土地,然后采购运输建材进行施工,导致造价较高、工期较长。
随着自动监测系统集成技术的发展,以及水质自动监测领域的拓展,出现了新型水质自动监测系统,如整体柜式、浮标式、车载式水质自动监测系统,并得到应用推广。
(4)第三方运维水质自动监测系统的比例上升
在“政事分开”的政策指导下,环保、水利、海洋等部门将会越来越多地把所管辖的水质自动监测系统通过公开招标外包给社会化第三方(即专业的环保公司)进行运维,这样他们能够把工作重点转移到监督第三方所提供的环境监测服务质量上来,以及数据的搜集处理和应用,从而有利于发挥各方面的积极因素和优势,切实提高系统运行与管理水平,实现良性发展。
近年来,我国第三方运维水质自动监测系统的比例逐年上升,2010年约30%,2011年上升到40%,未来几年还将继续上升,预计2015年达到80%(见表3)。
(5)环保公司有望直接投资建设水质自动监测系统
目前国内水质自动监测系统基本由政府部门(如环保部、水利部、海洋局等)投资建设,其中少数由这些部门下属环境监测站自己建设,大多数外包给环保公司建设,环保公司总承包(EPC)后,经过设计、采购、施工,建成后调试,稳定运行后移交给业主单位。
随着我国环境监测事业的发展,环保公司有望直接投资建设水质自动监测系统,主要采取BOT(投资建设—运维—移交)、BOO(投资建设—运维—拥有)模式。
其实这种模式已在日本等国家盛行,政府部门并不投资建设环境监测站,而是由环保公司投资建设并运维,政府部门则作为客户直接向环保公司购买环境监测数据。
最近国内环境监测领域已开始尝试这种新模式。
(6)由单纯的水质自动监测向综合性数字化水环境自动监测发展
数字化水环境自动监测系统集成了先进的测流技术、实时监测技术、水量水质实时监测技术、数据采集技术、视频监视技术、计算机网络技术等多种新技术,以流域或区域水资源为对象,实现自动监测、控制、信息化管理及优化调度。
系统采用分布式结构,具备水资源信息的实时自动采集、传输、视频监视、数据管理、WEB查询、水资源资料预整编、远程维护等功能,实现水资源信息采集与管理的自动化、数字化、网络化。
2、市场容量预测
基于上述我国水质自动监测发展趋势,以及我国水质自动监测发展现状,可估算出我国“十二五”期间(2011-2015年)水质自动监测系统建设和运维市场容量(见表4),2015年将达到40亿元左右。
三、我国水质自动监测系统建设和运维市场竞争格局
我国水质自动监测产业链包括上游的仪器设备供应商、下游的系统承建单位和运维单位等,如图2所示。
据国家环保部统计,截至2011年底,在我国取得环境污染治理设施运维资格的单位中,有130家单位持有《自动连续监测(水)正式》运维证,经调查,其中大部分实际很少建设和运维地表水水质自动监测站,而主要从事废水污染源自动监测。
在地表水水质自动监测站建设和运营维护领域,目前业绩比较突出的企业有:
北京尚洋东方环境科技股份有限公司、北京晟德瑞环境技术有限公司、河北先河环保科技股份有限公司、厦门隆力德环境技术开发有限公司、上海摩威环境科技有限公司、湖南力合科技发展有限公司、上海泽安实业有限公司、聚光科技(杭州)股份有限公司、宇星科技发展(深圳)有限公司、广州怡文环境科技股份有限公司等。
其中,北京尚洋东方环境科技股份有限公司是我国地表水水质自动监测行业领头羊。
截至2011年底,该公司累计承建了449个地表水水质自动监测站,在全国地表水水质自动监测站建设市场的占有率达到30%左右;
同时运营维护252个地表水水质自动监测站,在全国地表水水质自动监测站运营维护市场的占有率达到40%左右。
(资源来源:
谷腾环保网,摘自《中国水质自动监测行业研究报告》)
我国水质在线监测系统的发展与展望
1引言
水质污染自动监测系统(WPMS)是一套以在线自动分析仪器为核心,运用现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通信网络组成的一个综合性的在线自动监测体系。
WPMS可尽早发现水质的异常变化,为防止下游水质污染迅速做出预警预报,及时追踪污染源,从而为管理决策服务。
水质自动监测在国外起步较早,我国在水质自动监测、移动快速分析等预警预报体系建设方面尚处于探索阶段。
1998年以来,我国已先后在七大水系的10个重点流域建成了100个国家地表水水质自动监测站,各地方根据环境管理需要,也陆续建立了400多个地方级地表水水质自动监测站,实现了水质自动监测周报。
目前国内所用的自动化监测系统多为国外进口设备,水质自动化监测装置在制造上已不能满足快速发展的水质监测的需要,因此,国产化自动监测仪有广阔的开发前景和潜在的销售市场。
WPMS可以实现监测自动化、实现水污染的预警预报,对于防止污染事件的进一步发展可起到至关重要的作用;
WPMS还可以实现水质信息的在线查询和共享,可快速为领导决策提供科学依据。
2水质在线监测系统的组成
水质在线监测系统由采样单元、分析测试单元(监测仪器)、数据采集与传输单元、监控中心四部分组成。
目前,应用比较多的是水质COD、NH3-N、TOC、TN、TP、五参数、UV等在线监测系统。
2.1采样单元
目前大多数采用自吸泵或潜水泵方式采样,建议采用10~20目的金属筛网阻隔,避免漂浮物堵塞采样口。
自吸泵扬程应保证大于实际采样高度的2倍。
采用潜水泵采样的系统,应保证潜水泵在液位变化情况下能正常工作。
2.2在线监测仪器
(1)COD在线监测仪器
根据氧化方式不同,可将COD在线监测系统分为两大类,即采用重铬酸钾氧化和非重铬酸钾氧化方式。
重铬酸钾氧化方式可分为重铬酸钾消解—光度测量法,重铬酸钾消解—库仑滴定法、重铬酸钾消解—氧化还原滴定法。
非重铬酸钾氧化方式可分为臭氧(混合氧化剂)氧化—电化学测量法羟基氧化—电化学测量法。
(2)NH3-N在线监测仪器
NH3-N在线监测仪可分为滴定法、比色法、铵离子选择电极法、氨气敏电极法、电导法等方法。
(3)TOC在线监测仪器
按原理不同,可将TOC在线监测仪器分为燃烧氧化—红外吸收法、紫外催化氧化—红外吸收法和电导法。
2.3数据采集与传输单元
数据采集传输仪通常采用单片机、可编程控制器或工控机方式,不论哪种方式,通讯协议应全国统一,以方便仪器连接通讯。
数据传输方式可采用电话线、GPRS、GSM、局域网、无线电台等多种方式。
2.4监控中心
监控中心的主要作用就是接收、汇总、统计各污染源的监测数据。
3水质在线监测系统的发展历程
目前在我国生产销售水质在线监测系统的厂商约有50家,通过认证的厂家有30多家。
我国水质在线监测系统经过十几年的发展,从技术引进吸收到拥有自主产权的专利产品,从半自动化发展到信息化,从作坊形式发展为监测专用仪器的支柱产业之一,涌现出一批技术精良、服务周到、规模较大的龙头企业,纵观水质在线监测系统的发展历程,大致可以分为以下三个阶段。
3.1初期阶段
1996年,国家环保局发布的《排污口规范化整治技术要求(试行)》中规定:
列入重点整治的污水排放口应安装流量计;
一般污水排污口可安装三角堰、矩形堰、测流槽等测流装置或其他计量装置。
全国规范化的排污口开始安装流量计和采样
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