“十四五”水质监测设备迎“蓝海” 小型化、实时性、柔性化定制是未来发展趋势

一、水质监测行业概述

水质监测技术是环境保护和治理的关键技术之一，对我国开展水资源保护工作的意义非凡。水质监测行业的发展对生态产业的和谐发展具有强大的促进作用。根据监测对象的不同，环境监测可以分为水质监测、烟气监测、噪声监测、生物监测、辐射监测、土壤监测等不同门类，其中，水质监测是环境监测的第一大细分市场，占比高达36%。

资料来源：中国环境监测总站、观研天下整理

根据观研报告网发布的《中国水质监测行业现状深度研究与投资趋势分析报告（2023-2030年）》显示，水质监测主要包括环境质量监测( 2G业务为主)及污染源监测( 2B业务为主)，传统水质监测业务以环境质量监测为主，主要面向政府，近年来伴随排污许可管理条例及其配套政策不断出台，面向企业端的污染源监测业务逐步兴起。

资料来源：生态环境部、观研天下整理

二、“十四五”期间水质监测进一步趋严，相关设备迎“蓝海”

1、国家加强入河入海排污口整治，水质监测设备需求旺盛

为贯彻落实《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水污染防治法》《深化党和国家机构改革方案》《中共中央国务院关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》和《国务院办公厅关于加强入河入海排污口监督管理工作的实施意见》(国办函 〔2022〕17 号)等文件，2019 年起，生态环境部先后组织了长江流域、黄河流域、赤水河流域入河排污口以及渤海地区入海排污口排查整治专项行动，建立排污口信息系统，摸清流(海)域排污口底数，探索行之有效的工作方法，支撑水环境质量改善工作。截至2022年底，入河入海排污口排查整治已持续3年。长江排污口排查已完成，溯源完成率达到80%以上。黄河登记入河排污口4434个。2023年将持续推进黄河干流及重要支流入河排污口排查整治；渤海排查已完成，溯源完成率为80%；赤水河排查已完成，共排查出各类排污口4881个。

2023年，生态环境部办公厅、水利部办公厅联合印发了《关于贯彻落实〈国务院办公厅关于加强入河入海排污口监督管理工作的实施意见〉的通知》，提出2023年底前，完成长江、黄河、淮河、海河、珠江、松辽、太湖流域干流及重要支流、重点湖泊、重点海湾排污口排查；2025年底前，完成七个流域、近岸海域范围内所有排污口排查；基本完成七个流域干流及重要支流、重点湖泊、重点海湾排污口整治。参考我国333个地级市及375个县级市数量，假设其中500个地级市或县级市需建设一座水质监测实验室以应对大量的排污口监测需求。参照长江经济带水质监测质控和应急平台(一期)实验室能力建设项目中标结果，每个地方实验室设备采购价格约400万元则全国十四五地方水质实验室建设带来的设备需求约20亿元。

2、自动监测成为必然趋势，可靠性和准确性高的监测设备需求增加

我国的水质监测方法主要分为两类，一类是手动监测，一类是自动监测。“十三五”期间，全国2767个断面主要以手工监测为主。手动监测一般是人工采取样本进行监测，如在某一个固定的时间对于水资源进行间隔取样，进行现场监测， 但这种监测方法不仅耗时耗力，而且监测的数据也不一定准确，监测结果也不能实现数据的共享。为了最大限度地消除人为因素对监测数据的干扰，充分发挥水质自动监测在实时监测、跟踪变化趋势、应急预警方面的作用，加快建立健全以自动监测为主、手工监测为辅的地表水环境监测体系成为必然趋势。

地表水水质监测与自动监测内容对比

资料来源：《2021年国家生态环境监测方案》、观研天下数据中心整理

从2020年开始，中国环境监测总站逐步把自动监测数据与手工监测数据进行融合。2021年《“十四五”生态环境监测规划》提出开展自动为主、手工为辅的融合监测，以支撑全国水环境质量评价、排名与考核，精准、及时的自动监测数据将作用于各城市排名。为加快构建国家水网，建设现代化高质量水利基础设施网络，统筹解决水资源、水生态、水环境、水灾害问题，中共中央 国务院于 2023 年 5 月 25 日印发《国家水网建设规划纲要》，要求充分利用已有监测站网，加快重要江河干流及主要支流、中小河流监测站网优化与建设，加强水文水资源、取排水、河湖空间、水生态环境、水土保持、水工程安全等监测，全面提升水网监测感知能力。推动新一代通信技术、高分遥感卫星、人工智能等新技术新手段应用，提高监测设备自动化、智能化水平，打造全覆盖、高精度、多维度、保安全的水网监测体系。依据中国生态环境统计年报数据，2021年国共有地表水水质监测断面37961 个( 2020年仅为12305 个)，随着考核的不断精细化和下沉化，相关监测仪器的需求有望继续增加，持续提升监测设备的可靠性、检测技术的准确性成为众多水质监测设备生产企业的发展重点。

3、主要污染物监测指标持续扩容，大幅推动监测设备需求增加

《生态环境监测规划纲要（2020-2035 年）》提出建立 9+N 自动监测能力要求，即在常规 9 参数基础上，增加化学需氧量、五日生化需氧量、阴阳离子、重金属、有机物、水生态综合毒性等特征指标。2022年1月发布的《“十四五”生态环境监测规划》，提出深化全国地表水环境质量监测评价，进一步提出推进重金属、有机物、生物毒性等自动监测试点，提升重点区域流域水质监测预警与水污染溯源能力。2022 年3月，生态环境部发布《关于进一步加强重金属污染防控的意见》，进一步明确提出强化重金属污染监控预警(重点防控铅、汞、镉、铬、砷、铊和锑)，各地生态环境部门在涉铊涉锑行业企业分布密集区域下游，依托水质自动监测站加装铊、锑等特征重金属污染物自动监测系统。鼓励重点行业企业在重点部位和关键节点应用重金属污染物自动监测、视频监控和用电（能）监控等智能监控手段。

不同阶段地表水国控点位监测指标

资料来源：生态环境部、观研天下数据中心整理

由于需要监测的范围较大，指标过多，需要通过不同类型不同功能的多种设备才能实现整个系统的监测工作，将大幅推动水质监测设备需求增加。假设到十四五期末，全国共有1.2万个水质自动监测站(国控监测站2000个，地方监测站1万个),其中50%完成升级，平均每个监测站新增3个指标，每个监测指标对应设备价格为10万元，则十四五期间新增水质监测指标对应的设备采购空间约18亿元。

观研天下分析师观点：水质检测设备的使用寿命通常在5-7年之间，因此除了新增需求，“以更新换代为主”的存量市场也非常广阔。

资料来源：生态环境部、政府招标网、观研天下整理

三、传统监测方法存在缺陷，遥感+光谱水质监测技术是重要发展方向

水质监测是水环境保护的重要前提。由于基于“单色光源+单管探测器”的 “点对点式”水质监测仪器难以满足 “智慧水务、水利”发展要求的技术现状。而基于光谱技术的水质监测突破了传统检测方法操作复杂、不可重复、易造成额外污染等局限性，成为水质监测的重要方法。

光谱技术在早期就有运用在碳氧化物、氮氧化物等气体监测中，通过物质吸收光谱的程度来分析物质的成分、结构和浓度的方法，被成为朗伯-比尔吸收定律。目前光谱技术正成为水环境保护中越来越重要的监测手段。一台高光谱水质多参数监测仪相当于以前的多台设备。传统水质监测需要专门建设基站，针对水质的不同监测参数，要购置多台功能单一的监测仪器进行一一监测，无法做到一次输出多项水质参数，建站和设备成本较高，还存在化学药剂废弃物的二次污染。

光谱水质分析与传统监测方法对比(水质监测)

资料来源：观研天下数据中心整理

虽然光谱技术弥补了传统“点位”水质监测的不足，但在空间上存在不确定性，难以对大范围水域的水质展开快速高效的监测。卫星遥感由于监测范围广、速度快、长期动态监测的优势，弥补了“点位”监测的不足，为大范围、长时序的水质监测提供了新的思路。因此，将两者结合起来进行星地协同水质光谱在线监测，是我国内陆水质时空动态监测的新途径。

观研天下分析师观点：近年来，无锡、广东、太仓等多地已经开始启用无人船助力“水质监测”，预计未来借助现代科技手段，充分发挥自动监测站和无人机、无人船（艇）、声呐、激光雷达等现代装备优势，构建水、陆、空一体化的监测体系将成为行业发展趋势。

四、传感器厂商优势明显，小型化、实时性、柔性化定制是未来发展方向

水质监测系统通常由：传感器、数据采集设备、数据处理设备、显示屏、系统软件几个部分组成。其中，传感器是水质监测系统的核心部件，可以检测水中的有害物质、微生物、重金属等。正是由于传感器的重要地位，在水质监测设备中，传感器厂商更占先发优势，灵活性更大。早期国内水质监测传感器大部分来自国外，核心配方体系能够适用的温度范围较窄，但国内水系分布纬度跨度大，温度差别大，水质情况更复杂，因此我国非常重视传感器的国产化创新。当前国内已经有不少传感器厂商不仅仅是提供传感芯片和模组，更多的是通过自研适配相关场景的传感器设备，通过自研的通用云平台，给客户提供一套完整的水质监测解决方案。目前国内在做水质监测解决方案以及有落地项目的相关传感器企业有，菲尔斯特、昆仑海岸、精讯畅通、炜盛(汉威)、万讯、米恩基等。这些传感器企业除了在水质监测适配方面灵活性更高一点外，在后期项目维护上也更具优势。

随着国内传感器企业以及分析技术快速发展，水质监测将逐渐向小型化、实时性、柔性化定制方向发展，如何提升产品的监测范围、精度、灵敏度等性能将是未来传感器企业在水质监测乃至整个环境监测内最为重要的发展方向之一。

观研天下分析师观点：虽然近年来我国的水质监测技术取得了很大的进步，但国外的很多国家依旧在水质控制和水质检测技术方面保持领先，主要表现在仪器体积、监测的精度和实时性，可靠性和创新能力方面。（LZC）