近日,浙江省杭州市生态环境监测中心在亚运场馆周边,采集了70余个水质监测点位样品,将这些样品批量放入了一套全自动智能分析系统。原先至少需要2个人花一天时间分析样品,现在系统就能自动操作,一个批量可以达到200多个。
这个水质监测智能化系统,被行业称为杭州“生态环境监测AI人工智能实验室”,于2021年5月开始建设。当前主要进行水质智能化监测实验和系统改进,截至目前已经完成近1000个实际样品的实验室比对测试分析,已成功申报一项国家标准立项,正在申报省标方法规范。
平均每个月杭州要分析500余份水质样品
杭州位于长三角中心城市,是一个集江、河、湖、海为一体的多水城市,水质监测任务十分繁重。平时,每个月平均要分析500余个水质样品,而每一个样品分析都要工作人员全程跟踪操作,环节繁多。
前些年,杭州承担了G20峰会、联合国世界环境日等重大活动的环境保障任务,也经历过钱塘江、苕溪饮用水质出现异味,化学品运输车辆翻车等事件。近年来,杭州还要时不时地面对疫情带来的挑战……每当这种特殊时期,水质监测的样品都会堆满监测房间,由于人工监测、分析速度有限,杭州环境监测人需要度过无数不眠之夜。
2017年6月,钱塘江曾发生一起化工桶泄露,导致环境突发污染事件。当时,最忙碌的时候,每小时需采一次样品,每次分析二十多个项目,连续作战十多天。由于全靠人工监测分析,很多工作人员不得不24小时通宵分析样品。
既能批量化检测还能追溯分析结果
近年来,杭州开启了“生态环境监测AI人工智能实验室”。
这个实验室看上去只有100多平方米,内部设计却别有洞天。实验室里没几个人,只有两条水质检测的全自动“生产线”——水质自动化分析仪和流水线系统在不停运转。
工作人员只需做一件事:把水质样品放进放置区。之后的样品分液、试剂添加、检测分析等流程就不再需要人工参与了。AI人工智能实验室,让批量化检测成为可能。
原理化室负责人、现监测中心办公室主任王奕奕介绍,水质监测分析是一个复杂的过程,添加何种化学试剂、试剂要放多少、何时能进行下一步操作等,都需要专业人士“操刀”。AI人工智能实验室,打破了对人的依赖 ,结合仿人眼感知等先进技术,让“生产线”具备了人的观察力和灵活度,能自主判断进行检测。
这不仅提升了检测速度,也减少了人工检测可能引起的误差。原本好几个人干一天的工作,现在一套系统就能完成,而且可以大批量进行。
智能监测不但速度快,还有可追溯的优点,在样品保存、数据质控、数据异常等关键环节留痕,实现分析结果可追溯。
举个例子:去年11月,在分析三墩港一个水样的高锰酸盐指数指标时,实验室发现了样品的平行样数据偏差较大。按照以往的做法,要人脑回忆实验步骤寻找可能出现的问题,而智能实验室的分析系统里有视频记录功能,很快就精准锁定了问题。
今年1月,在监测钱塘江某点位水样时,实验室发现氨氮指标数据超过水质类别标准,智能系统立刻预警提醒,立即就按规定对水样进行了复核。
杭州两大项目入选全国试点获得高评级
今年2月18日,生态环境部印发《生态环境智慧监测创新应用试点工作方案》,其中杭州“生态环境监测AI人工智能实验室试点”和另一个高科技项目“杭州生态环境监测无代码技术应用试点”两个项目同时入选全国试点。
该方案根据技术应用先进程度、应用场景丰富程度、人工参与程度等分为六级(L0-L5),重点提升“支撑服务保障、智慧监测基础、服务群众”等三方面能力。杭州入选的两大项目均列为最高级别L5,属于全国首创。
“生态环境监测AI人工智能实验室试点”对标生态环境监测数字化改革的要求,以国家相关监测分析方法标准为依据,建设全流程自动监测分析系统,实现样品从任务下达到样品前处理、测试、数据分析报送的全流程、全方位、全自动监测。
试点项目重点围绕提升智慧监测基础能力,推动新型监测技术应用落地等方面,通过生态环境监测业务全过程智能化、数据高效存储分析利用实践等方面创新突破,力争实现“杭州试点,全国推广”,为全面提升生态环境保护和监测水平做出贡献。
“今年我们将全力为亚运水环境保障工作,提供有力的智能化支撑。力争通过1-2年时间的试点,成功打造国内领先的第四代水质环境监测智能化系统,为全国探索出一条数字化智慧监测的‘杭州样本’。”杭州生态环境监测中心主任陈健松说。