太湖,這顆鑲嵌在長(cháng)三角的璀璨明珠,如今正煥發(fā)出新的生機。2024年,太湖總磷濃度達到2007年以來(lái)最好水平,湖體平均水質(zhì)30年來(lái)首次達到Ⅲ類(lèi)、首次達到“良好”湖泊水平,連續17年實(shí)現安全度夏,水生生物多樣性指數首次升至優(yōu)秀等級……這些成績(jì)背后,離不開(kāi)江蘇省無(wú)錫環(huán)境監測中心45年來(lái)在太湖水生態(tài)監測領(lǐng)域的堅守與創(chuàng )新。
從人工拓荒到自動(dòng)化革命:奠定堅實(shí)基礎
太湖水生態(tài)監測工作始于上世紀80年代。當時(shí),無(wú)錫中心的監測人員劃著(zhù)小船深入太湖,手工采集水樣,開(kāi)啟了太湖水質(zhì)及生物監測的拓荒之路。2007年太湖水危機爆發(fā)后,中心迅速啟動(dòng)預警監測,推動(dòng)監測技術(shù)的升級。2009年起,太湖之畔樹(shù)立起了86座水質(zhì)自動(dòng)監測站,實(shí)現從“人海戰術(shù)”到“智能哨兵”的轉變。此后,中心逐步構建了“水陸空天”四位一體的監測網(wǎng)絡(luò ),為太湖水質(zhì)的持續改善奠定了堅實(shí)基礎。
數智化躍遷:AI重構監測范式
2021年,無(wú)錫中心在“太湖藻類(lèi)分類(lèi)學(xué)基礎數據庫”基礎上聯(lián)合研發(fā)的“藻類(lèi)人工智能分析儀”通過(guò)水利部科技推廣中心認定,成為國內首個(gè)水利先進(jìn)實(shí)用技術(shù)藻類(lèi)監測設備;2022年獲評生態(tài)環(huán)境監測優(yōu)秀創(chuàng )新儀器。至2024年,歷經(jīng)4代迭代的“藻類(lèi)原位多參數智能分析儀”正式投用于太湖藻類(lèi)高發(fā)區,通過(guò)顯微成像與AI算法融合,將藻類(lèi)鑒定時(shí)間從人工鏡檢的3小時(shí)壓縮至10分鐘,同步集成pH、濁度等9項水質(zhì)指標實(shí)時(shí)分析。這套“水下實(shí)驗室”推動(dòng)藻情預警響應邁入分鐘級,成為藍藻防控的智能前哨,目前已在15個(gè)省的60余家科研院所、企事業(yè)單位開(kāi)展了應用。中心參與研發(fā)的技術(shù)獲2023年度環(huán)境保護科學(xué)技術(shù)獎二等獎,申報的成果獲2024年大禹水利科學(xué)技術(shù)獎科技進(jìn)步獎一等獎。
在數據治理方面,無(wú)錫中心實(shí)現了從數據生產(chǎn)、管理到應用的全鏈革新。在數據生產(chǎn)端,“環(huán)境遙感綜合處理系統”實(shí)現了衛星數據接收和批量化處理,效率提升5倍;監測船智慧化改造后,實(shí)現水生態(tài)數據實(shí)時(shí)采集;自主研發(fā)技術(shù)實(shí)現了藻毒素、抗生素自動(dòng)化檢測。在數據管理端,實(shí)驗室信息管理系統(LIMS)串聯(lián)80%以上分析設備,“國省控水質(zhì)自動(dòng)監測站巡查”小程序使防人為干擾巡查效率和準確率提升20%。在數據應用端,自主研發(fā)的“智慧化衛星遙感在線(xiàn)平臺”深度融合AI技術(shù)和大數據分析,可自動(dòng)化生成多要素高精度時(shí)空序列分析圖,具備分鐘級遙感監測產(chǎn)品生產(chǎn)能力;包括30多種全氟化合物在內的近100種新污染物分析能力為太湖健康監測解碼新污染物密碼。
未來(lái)圖景:從“治水”到“智水”
繼續以科技創(chuàng )新為引領(lǐng),推動(dòng)太湖水生態(tài)監測邁向更高水平。進(jìn)一步拓展太湖流域水生態(tài)監測網(wǎng)絡(luò ),監測范圍從水質(zhì)指標延伸至魚(yú)類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)多樣性及底泥污染評估,全面邁向“生命共同體”監測。探索監測設備“輕量化”發(fā)展,努力實(shí)現“監測—分析—決策”全鏈路實(shí)時(shí)化。繼續優(yōu)化“智慧化衛星遙感在線(xiàn)平臺”輔助數據管理和應用,實(shí)現從數據采集到?jīng)Q策支持的無(wú)縫銜接。通過(guò)大數據分析和AI技術(shù),監測數據將被轉化為更具價(jià)值的決策依據,為太湖的精準治理提供科學(xué)支撐。
從人工采樣到自動(dòng)化升級,再到數智化躍遷,從“一葉扁舟”到“智慧方舟”,45載風(fēng)雨,變的是技術(shù)手段,不變的是“守住一湖碧水”的初心。從顯微鏡里的微觀(guān)世界到衛星俯瞰的宏觀(guān)圖景,從“人海戰術(shù)”到“AI賦能”,未來(lái),這座“太湖衛士”將繼續以智慧之眼守望碧波,讓人水和諧的詩(shī)意畫(huà)卷永駐江南。
來(lái)源:中國環(huán)境