太湖，這顆鑲嵌在長三角的璀璨明珠，如今正煥發(fā)出新的生機。2024年，太湖總磷濃度達到2007年以來最好水平，湖體平均水質(zhì)30年來首次達到Ⅲ類、首次達到“良好”湖泊水平，連續(xù)17年實現(xiàn)安全度夏，水生生物多樣性指數(shù)首次升至優(yōu)秀等級……這些成績背后，離不開江蘇省無錫環(huán)境監(jiān)測中心45年來在太湖水生態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域的堅守與創(chuàng)新。
從人工拓荒到自動化革命：奠定堅實基礎(chǔ)
太湖水生態(tài)監(jiān)測工作始于上世紀(jì)80年代。當(dāng)時，無錫中心的監(jiān)測人員劃著小船深入太湖，手工采集水樣，開啟了太湖水質(zhì)及生物監(jiān)測的拓荒之路。2007年太湖水危機爆發(fā)后，中心迅速啟動預(yù)警監(jiān)測，推動監(jiān)測技術(shù)的升級。2009年起，太湖之畔樹立起了86座水質(zhì)自動監(jiān)測站，實現(xiàn)從“人海戰(zhàn)術(shù)”到“智能哨兵”的轉(zhuǎn)變。此后，中心逐步構(gòu)建了“水陸空天”四位一體的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，為太湖水質(zhì)的持續(xù)改善奠定了堅實基礎(chǔ)。
數(shù)智化躍遷：AI重構(gòu)監(jiān)測范式
2021年，無錫中心在“太湖藻類分類學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫”基礎(chǔ)上聯(lián)合研發(fā)的“藻類人工智能分析儀”通過水利部科技推廣中心認(rèn)定，成為國內(nèi)首個水利先進實用技術(shù)藻類監(jiān)測設(shè)備；2022年獲評生態(tài)環(huán)境監(jiān)測優(yōu)秀創(chuàng)新儀器。至2024年，歷經(jīng)4代迭代的“藻類原位多參數(shù)智能分析儀”正式投用于太湖藻類高發(fā)區(qū)，通過顯微成像與AI算法融合，將藻類鑒定時間從人工鏡檢的3小時壓縮至10分鐘，同步集成pH、濁度等9項水質(zhì)指標(biāo)實時分析。這套“水下實驗室”推動藻情預(yù)警響應(yīng)邁入分鐘級，成為藍藻防控的智能前哨，目前已在15個省的60余家科研院所、企事業(yè)單位開展了應(yīng)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)獎科技進步獎一等獎。
在數(shù)據(jù)治理方面，無錫中心實現(xiàn)了從數(shù)據(jù)生產(chǎn)、管理到應(yīng)用的全鏈革新。在數(shù)據(jù)生產(chǎn)端，“環(huán)境遙感綜合處理系統(tǒng)”實現(xiàn)了衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收和批量化處理，效率提升5倍；監(jiān)測船智慧化改造后，實現(xiàn)水生態(tài)數(shù)據(jù)實時采集；自主研發(fā)技術(shù)實現(xiàn)了藻毒素、抗生素自動化檢測。在數(shù)據(jù)管理端，實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）串聯(lián)80%以上分析設(shè)備，“國省控水質(zhì)自動監(jiān)測站巡查”小程序使防人為干擾巡查效率和準(zhǔn)確率提升20%。在數(shù)據(jù)應(yīng)用端，自主研發(fā)的“智慧化衛(wèi)星遙感在線平臺”深度融合AI技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析，可自動化生成多要素高精度時空序列分析圖，具備分鐘級遙感監(jiān)測產(chǎn)品生產(chǎn)能力；包括30多種全氟化合物在內(nèi)的近100種新污染物分析能力為太湖健康監(jiān)測解碼新污染物密碼。
未來圖景：從“治水”到“智水”
繼續(xù)以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，推動太湖水生態(tài)監(jiān)測邁向更高水平。進一步拓展太湖流域水生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)測范圍從水質(zhì)指標(biāo)延伸至魚類、鳥類多樣性及底泥污染評估，全面邁向“生命共同體”監(jiān)測。探索監(jiān)測設(shè)備“輕量化”發(fā)展，努力實現(xiàn)“監(jiān)測—分析—決策”全鏈路實時化。繼續(xù)優(yōu)化“智慧化衛(wèi)星遙感在線平臺”輔助數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用，實現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集到?jīng)Q策支持的無縫銜接。通過大數(shù)據(jù)分析和AI技術(shù)，監(jiān)測數(shù)據(jù)將被轉(zhuǎn)化為更具價值的決策依據(jù)，為太湖的精準(zhǔn)治理提供科學(xué)支撐。
從人工采樣到自動化升級，再到數(shù)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。從顯微鏡里的微觀世界到衛(wèi)星俯瞰的宏觀圖景，從“人海戰(zhàn)術(shù)”到“AI賦能”，未來，這座“太湖衛(wèi)士”將繼續(xù)以智慧之眼守望碧波，讓人水和諧的詩意畫卷永駐江南。
來源：中國環(huán)境
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