智溯清源 凈界未來——開啟水質監(jiān)測新紀“源”

智污先鋒調研團是來自山東大學（威海）的自主創(chuàng)新團隊，攜研發(fā)的基于高光譜深度學習的無人船溯源系統，前往多省市進行實地的采訪調研，只為在水資源保護的道路上探尋更高效、精準的破局之道。

圖 1 團隊成員對開發(fā)設計正在進行討論

我國正面臨水資源短缺與污染治理的雙重挑戰(zhàn)，污染物治理已成為生態(tài)環(huán)境保護的重點領域，水質檢測和溯源技術革新變得迫在眉睫。在這樣的背景下，將人工智能與環(huán)境保護深度融合，成為團隊研發(fā)的核心方向。本項目創(chuàng)新性地采用高光譜融合深度學習技術檢測污水指標，再依據水擴散模型建立污染熱圖，控制無人船回溯巡航，精準鎖定污染源頭。

經過時實踐驗證，本系統目前已成功實現10米精度的源頭定位。與傳統方式相比，系統每年可減少二氧化碳排放約1.16噸。這一減排成果不僅為改善水質和生態(tài)環(huán)境貢獻了力量，更對我國實現碳達峰碳中和目標、深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)具有重要意義。

2024年，國務院印發(fā)的《關于加快經濟社會發(fā)展全面綠色轉型的意見》和同年12月印發(fā)的《關于全面推進美麗中國建設的意見》，進一步提出建立前沿引領技術、顛覆性技術的預測、發(fā)現、評估和預警機制加快關鍵技術研發(fā)，聚焦污染物治理等領域，推進綠色低碳科技自立自強。在此框架下，水污染防治成為核心任務之一。而水質檢測無人船能通過更為高效的手段，讓用戶動態(tài)跟進水質情況，是極具落地使用價值的設備，但如何保證高維數據處理的可靠性十分關鍵。

圖 2 無人船下水測試

為切實探尋水污染治理的技術路徑與產業(yè)落地模式，打通“監(jiān)測-處理-設備”全鏈條協同發(fā)展脈絡，調研團于1月份，先后走訪江蘇、廣西、山東、河北四省的四家標桿企業(yè)，從智能監(jiān)測技術研發(fā)、污水處理一線運營到環(huán)保設備生產制造，全方位挖掘水環(huán)境治理的實踐經驗與破局方向。

江蘇調研：智能監(jiān)測技術賦能，共探水質溯源新路徑

1 月 22 日，調研團成員走進這家專注于水利環(huán)境在線監(jiān)測領域的高新技術企業(yè)，其以“智”代“治”的核心理念與團隊的研發(fā)初衷不謀而合。在交流中，團隊成員重點介紹了自主研發(fā)的高光譜無人船，詳細闡釋了其融合深度學習技術的全方位水監(jiān)測與污染物溯源功能。

圖 3 團隊成員與公司產品經理的合照

圖 4 無人船監(jiān)測的工作現場

圖 5 團隊成員在公司宣講

這次交流讓團隊深刻意識到，水質監(jiān)測技術的發(fā)展離不開跨界協同。傳統監(jiān)測手段往往局限于單一指標、固定點位的檢測，難以形成全域、動態(tài)的水質認知。而高光譜技術的優(yōu)勢在于能捕捉更豐富的水質信息，結合深度學習算法，可實現多指標同步檢測與實時分析，這正是突破傳統監(jiān)測瓶頸的關鍵。但技術的落地并非孤立存在，如何與現有水務管理體系兼容、如何通過數據互通提升治理效率，是我們需要進一步探索的方向——未來的水質監(jiān)測不應是單一設備的“單打獨斗”，而應是技術、設備與管理體系的深度融合。

廣西調研：直擊一線治污痛點，錨定設備研發(fā)契合點

1月30日團隊成員前往桂林的水務公司了解情況。江蘇的調研讓我們看到了智能監(jiān)測技術為治水賦能的無限可能，而該則讓我們直面污水處理一線的實際需求與痛點。

圖 6 團隊成員實地調研圖片

通過實地走訪與采訪，我們了解到當地污水排放存在明顯的季節(jié)性差異，而氨氮、PH值、總氮、COD等核心指標的檢測，仍依賴耗時40至50分鐘的手動設備，不僅效率低下，更無法實現動態(tài)預警，導致數據時效性不足。更棘手的是，管網過長帶來的污染源追溯難題，往往讓污染物擴散后才被發(fā)現，大幅增加了處理成本與難度。

圖 7 工廠參觀實景

一線場景的真實痛點，讓團隊對技術研發(fā)的方向有了更清晰的認知。污染檢測的核心價值不是精準的數據，而是能切實解決問題的可行方案。這意味著我們的技術不能只停留在實驗室的高精度，更要走向現場的高適配性。手動檢測的低效、動態(tài)預警的缺失、溯源的滯后，這些都是傳統檢測模式的短板，也是我們技術革新的突破口。我們需要讓設備更便攜、操作更簡便，讓數據傳輸更迅速，讓溯源更精準高效，真正實現“早發(fā)現、早定位、早處理”，從源頭降低污染治理的成本與難度。同時，企業(yè)對高性價比設備的需求，也讓團隊意識到，技術創(chuàng)新不能脫離市場實際，如何在保證性能的前提下控制成本，讓先進技術惠及更多治理場景，是我們必須回應的市場命題。

山東調研：硬核設備筑牢根基，精準破解多元治水難題

水污染治理的核心環(huán)節(jié)，離不開高效可靠的環(huán)保設備支撐。為探尋本土企業(yè)在水污染治理領域的實踐路徑，1月31日，調研團走進了濟南的環(huán)保設備有限公司。這家深耕環(huán)保水處理領域多年的企業(yè)，究竟如何以技術與產品助力水質改善？帶著治水一線的問題與思考，成員開啟了此次調研之旅。

“我們的核心競爭力，就藏在這些設備的每一個細節(jié)里。”陪同調研的生產負責人指著一臺正在組裝的環(huán)保水處理設備介紹道。車間內，工人正熟練地進行激光焊接作業(yè)，高溫下焊縫精準平滑；另一側的組裝區(qū)，環(huán)保水處理設備、消毒設備的核心部件整齊擺放，即將完成集成組裝。負責人補充說：“這些設備要應對工業(yè)廢水、市政污水等不同水質的治理需求，所以從材料選型到工藝打磨，我們都力求嚴苛。”

圖 8 工廠設備實景

為直觀了解設備的實際治水成效，負責人為調研團展示了多個典型應用案例。在某小型化工企業(yè)的廢水處理項目中，公司提供的一體化水處理設備與消毒設備配套使用，經過處理后的工業(yè)廢水，各項指標均達到排放標準，解決了企業(yè)的排污難題；在鄉(xiāng)村飲用水凈化工程中，其定制化的凈水設備有效去除了水中的雜質、微生物，讓村民喝上了安全水。

圖 9 工廠污水處理設備

不同場景的水污染問題存在顯著差異，工業(yè)廢水的重金屬、有機物超標，農村污水的分散式排放，市政污水的復雜成分，都需要定制化的處理方案。這一發(fā)現讓團隊對水污染檢測的“全鏈條思維”有了更深入的思考：檢測不僅僅是獲取數據，更是為后續(xù)處理提供精準依據。如果檢測數據無法精準反映不同場景的污染特征，后續(xù)的處理設備便難以發(fā)揮最大效能。因此，團隊研發(fā)的高光譜無人船系統需要進一步強化場景適配能力，針對不同污染類型優(yōu)化檢測算法，讓數據更具針對性。同時，水污染治理是一項系統工程，檢測技術需要與處理設備、治理方案形成閉環(huán)。

未來，我們希望通過技術輸出與合作，將檢測數據與處理設備的運行參數聯動，實現“檢測-分析-處理”的智能化協同，讓每一份檢測數據都能轉化為治理效能，真正做到精準施策、科學治水。

河北調研：創(chuàng)新環(huán)保一體隨行

公司為實踐團詳細解答了關于檢測設備研發(fā)、市場需求、行業(yè)發(fā)展等方面的問題，清晰勾勒出當下環(huán)保檢測設備領域的真實發(fā)展圖景，也為團隊的科創(chuàng)研究指明了關鍵方向。

現階段市場上的主流檢測設備，具備主動、精準污染源追溯功能的產品寥寥無幾，溯源相關的技術和產品整體尚未發(fā)展成熟，難以滿足實際的污染溯源需求。其中最突出的痛點是針對城市集中污水管網的溯源難題，管網線路復雜、排污節(jié)點多，一旦出現企業(yè)偷排、漏排情況，很難快速、精準定位具體的偷排對象和排污點位，給后續(xù)的環(huán)保監(jiān)管和污染治理帶來極大阻礙。

圖 10 團隊成員實地考察

HJ212-2025 新標準剛剛落地執(zhí)行，行業(yè)內對檢測設備的需求暫時還未出現明顯的變化，現階段客戶的需求仍以滿足基礎的水質指標檢測、數據實時上傳等傳統需求為主。雖然新標準對數據可追溯性提出了相關要求，但市場和行業(yè)端還處于適應和過渡階段，數據可追溯性相關的新需求尚未成為市場主流，后續(xù)的需求變化仍需觀察市場的落地推進情況。

此次調研交流，讓 “智溯清源，凈界未來” 實踐團隊對環(huán)保檢測設備行業(yè)的市場現狀、技術痛點與發(fā)展需求有了更為直觀且深入的認識，企業(yè)負責人對行業(yè)趨勢和技術痛點的專業(yè)分析，為團隊的污水智能檢測與溯源系統科創(chuàng)研究提供了關鍵的研發(fā)方向和實踐參考。實踐團成員對企業(yè)的細致解答與熱情分享表達了誠摯感謝，并期待未來能與公司開展深度技術合作，攜手推動環(huán)保檢測設備的智能化升級，以技術創(chuàng)新助力生態(tài)環(huán)境保護，為綠色發(fā)展貢獻青春力量。

圖 11 團隊成員與公司負責人合影

從智能監(jiān)測技術的創(chuàng)新探索，到一線治污痛點的深度洞察，再到設備賦能治理的實踐啟發(fā)，四次調研讓我們的思考不斷沉淀、深化。調研團成員愈發(fā)清晰地認識到，水污染檢測技術的發(fā)展，既要仰望星空搞創(chuàng)新，也要腳踏實地接地氣。未來，我們將以此次調研成果為基石，持續(xù)優(yōu)化高光譜深度學習無人船溯源系統，在保證技術可靠性的基礎上，強化場景適配性與成本可控性，深化產學研合作，讓技術真正服務于污染治理一線，為構建水清岸綠的生態(tài)家園注入源源不斷的科技力量。