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    智慧环保是指通过物联网、云计算等信息与通信技术,构建一个高度感知的环保基础环境,实现污染源、水环境、空气环境、生态环境等及时、互动、整合的信息感知、传递和处理,以促进污染减排、环境风险防范、生态文明建设和环保事业科学发展为目标的先进环境保护理念。“智慧环保”是“数字环保”发展的延续和高级阶段,是环保信息化发展的必然结果。


    国外的环保智慧化建设起步较早,发展技术较为先进、成熟,从其方案创新、技术应用、管理机制等方面都具有很好的借鉴意义。


    1、MARVIN:富营养化监测平台


    美国佛罗里达海洋研究组织建设了一个简称为MARVIN的传感平台,目标主要是根据有害藻类富营养化相关水质变化提供即时的水质信息,监测项目包括pH值、溶氧量、水温、导电度、叶绿素浓度、浊度、硝酸盐及磷酸盐、水位、水流速与方向、水中光合辐射光能以及全光等。这些传感器同时安装在一个浮舟之中,并搭载了一个气象塔,负责监测包括风速与风向、气温、相对湿度、气压及降雨量等项目。 


    MARVIN的信息传输方式是利用传感器收集监测数据信息后,通过天线传送讯号至卫星及手机等界面,提供远程信息的获取。MARVIN平台通常每小时取样两次,然后每小时或每三小时通过卫星将数据回传。 


    MARVIN平台需每两周进行一次人工维护,维护人员会采用传统的采样和分析方法收集数据,用于校正在后处理过程中的MARVIN平台数据。MARVIN数据还可帮助建模人员观察水流循环和克卢萨哈奇河生物系统、帮助船长及应急管理人员及时了解实时水质情况、帮助游人预测赤潮是否会出现、帮助搜救队了解水流能见度、帮助学生学习生物圈的有关知识等。


    2、CitySense:城市检测传感网络


    CitySense是由美国国家自然科学基金会资助,由哈佛大学和BBN公司联合开发出的,可以报告整个城市实时监测数据的无线传感网络项目。


    CitySense通过在美国马萨诸塞州剑桥市的路灯上安装传感器,利用路灯的电力供应系统作为传感器运行时的电力能源,解决了电池寿命对于无线传感网运行的限制,有利于长期环境监测试验。每个节点都含有一个内置PC机、一个无限局域网界面,利用WiFi无线网络技术,将监测信息回传到监测中心,监测信息包括压力、温度、相对湿度、风速、风向、降雨量、降雨强度、CO2、噪声,之后为用户提供CitySense网站信息查询。


    CitySense通过把每个节点同相邻的节点相连形成网状,将分散在城市各处的远程节点和位于哈佛大学和BNN的中心服务器连接。在这一网络中利用一个1英里射程的小无线电装置,任何一个节点都可以从远程服务器中心下载软件或上传传感器数据。另外,根据微软公司提供的VirtualEarth和SensorMap技术,网站的数据资料将覆盖到地图上。民众及学者可通过网站追踪污染物扩散情形,进行长期监测,研究空气污染的解决方案。


    3、无人机队:监督丢失垃圾


    2017年4月,迪拜市政府的垃圾管理部门部署无人机机队,在全市范围内监督乱丢垃圾的行为。这些无人机将在垃圾站、海滩,以及沙漠露营地等场所监督乱丢垃圾的人。


    在迪拜,关于禁止乱丢垃圾的法律非常严格。如果某人屡次在街头乱丢烟头,可能会被处以数百美元的罚款。街头随地吐痰可能也会招致高额罚款。迪拜垃圾管理处负责人表示:“这些无人机带来的最大帮助在于帮我们节约时间。我们不再需要派出市政人员上街巡逻,无人机可以在短时间内迅速飞到各个地点,向我们提供数据和高清照片。”


    4、穿戴式传感器:检测噪声和空气


    法国Sensaris公司研发出一种穿戴式无线传感器,可配戴在手腕上。这一传感器结合全球定位系统(GPS),在其中装置蓝牙传输设备,由装有蓝牙的手机接收传感器的监测信息,然后再借助手机上网功能,将信息上传至当地的中央服务器。因此,无论是行人,还是骑自行车者,都可使用这套设备,这一设备可以让公众监测并汇报噪声和空气质量信息,通过互联网即时将最新资讯分享给各使用者。


    目前此传感器提供了噪声和臭氧的监测功能,已大规模地部署在巴黎地区,以建构即时的污染地区地图。未来Sensaris计划增加其他空气污染物的监测,包括一氧化碳、二氧化碳和氮氧化物。


    我国智慧环保产业发展主要经历了如下几个阶段:

    第一阶段:1996年,国家环保局发布《排污口规范化整治技术要求(试行)》中规定,列入重点整治的污染水排放口应安装流量计,这可称为最初的在线监测系统;


    第二阶段:2001年,国家环保总局颁布了《化学需氧量(COD)自动在线监测仪产品技术要求(HBC6-2001)》,经过几年安装运行,逐渐摸索出以COD为指标水质在线监测系统;


    第三阶段:2006年以后,尤其是“污染源减排三大体系能力建设”项目实施后,要求占COD污染负荷60%以上的国控重点污染源必须安装在线监测仪器,且必须联网运行;


    第四阶段:2010年,国家发改委《关于当前推进高技术服务业发展有关工作的通知)》发出后,国家环保部推动环境监控物联网示范工程建设试点,规划过去的环境监控系统的功能和质量及应用全面提升;


    第五阶段:党的十八大提出了“美丽中国”的概念,要加大自然生态系统和环境保护力度,2013年住建部下发“智慧城市”试点通知,数字环境向智慧环境演进,云计算和大数据将成为智慧环境的核心技术。


    中国智慧环保行业发展前景展望


    在系列政策的大力扶持下,我国将实现从“数字环保”到“智慧环保”的跨越。在加强感知环境信息化与物联网数据管理建设的同时,环境监测产业将迎来新的发展契机。


    “十二五”期间,我国节能环保产业以15%至20%的速度增长,环保投资3.4万亿元,比“十一五”期间增长62%。预计“十三五”规划在资源环境、生态建设方面的力度将会进一步加大,国内环保市场有望迎来爆发式增长,节能环保行业将迎来黄金发展阶段。


    以环保科技创新为引领,大力发展绿色环保产业,已成为当前中国解决环境问题的共识。“智慧环保”将打造绿色的城市生态,