在環(huán)境保護(hù)與污染治理的長跑中，始終面臨著日益復(fù)雜的難題，河水污染逃避監(jiān)管的手段，與治理的技術(shù)“此消彼長”。

“某城市監(jiān)測站的數(shù)據(jù)每天都在顯示河水有不同程度的污染，但找出污染源卻異常困難。為此，環(huán)保人員不得不每天深入村莊，沿著狹窄的小路尋找潛在的污染點(diǎn)?！标子詈娇誄EO楊立在接受界面新聞采訪時，提到一個具體實(shí)例。最終，環(huán)保工作者們決定使用裝備高光譜傳感器的無人機(jī)進(jìn)行河流的定期掃描，并發(fā)現(xiàn)了以前難以偵測的高污染區(qū)域。憑借著無人機(jī)獲取的實(shí)時數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)卣靡约皶r采取恢復(fù)河水生態(tài)環(huán)境的措施。

尋找水域污染源之所以困難，污染的非點(diǎn)源特性占很大一部分原因。

據(jù)中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心介紹，非點(diǎn)源污染源自廣泛、不特定地區(qū)（如農(nóng)業(yè)區(qū)、城市地表）并包括多種污染物（如化肥、重金屬排放）。由于缺乏明確的排放源和地點(diǎn)，加上某些地區(qū)會受降水或融雪影響，非點(diǎn)源污染的發(fā)生和擴(kuò)散具有高度隨機(jī)性和復(fù)雜性。

2013年，海南東寨港保護(hù)區(qū)附近發(fā)生了紅樹林大面積死亡事件，據(jù)調(diào)查，附近養(yǎng)殖場將未經(jīng)處理的污水直排，帶來有害化學(xué)物、重金屬、有機(jī)物和病原體等污染，危害了水質(zhì)和生態(tài)平衡。另外，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的來源還有周邊的三江鎮(zhèn)和農(nóng)場等地，這次水質(zhì)污染是多個源頭共同導(dǎo)致的。

南昌青贛環(huán)境交流中心劉丹告訴界面新聞，無人機(jī)作為新型監(jiān)測手段之一，確實(shí)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測手段中的不足。

“傳統(tǒng)的人工巡河和取樣方法在效率和可達(dá)性方面存在明顯的局限性。無人機(jī)具有大范圍、長航時、起降方便、部署便捷、圖像分辨率高等特點(diǎn)，在生態(tài)變化狀況調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境執(zhí)法、排污口調(diào)查和緊急任務(wù)等多個方面應(yīng)用廣泛?！眲⒌ひ仓赋?，以高光譜為代表的遙感技術(shù)優(yōu)勢在于大范圍排查，可以通過歷史多期高光譜遙感影像，對水體歷史水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行追溯和反演。

“這一應(yīng)用對大江大河、海洋、大型湖泊、水庫水質(zhì)監(jiān)測有較大的優(yōu)勢?！?劉丹說。

除了違規(guī)排污，實(shí)際情況中還存在一些對污染源數(shù)據(jù)造假的案例。2023年2月，朝陽市大凌河西支水質(zhì)突發(fā)超標(biāo)，上游凌源遠(yuǎn)達(dá)水務(wù)有限公司涉嫌監(jiān)測數(shù)據(jù)造假。公司為掩蓋超標(biāo)排放，用合格水樣替代實(shí)測樣本，篡改了關(guān)鍵污染指標(biāo)。

2023年3月，天津市某公司涉嫌篡改自動監(jiān)測數(shù)據(jù)排放水污染物，執(zhí)法人員調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該單位操作人員為防止COD自動監(jiān)控數(shù)據(jù)超標(biāo)，在總排口處添加了“COD去除劑”。

IPE（公眾環(huán)境研究中心）高級研究員沈蘇南告訴界面新聞，個別排污單位出于經(jīng)濟(jì)利益，會通過操控監(jiān)測設(shè)備、偽造數(shù)據(jù)等手段規(guī)避監(jiān)管，甚至與第三方環(huán)保服務(wù)機(jī)構(gòu)合謀進(jìn)行不規(guī)范監(jiān)測，隱藏真實(shí)排放數(shù)據(jù)，造成超標(biāo)排放和環(huán)境污染，給環(huán)境監(jiān)管帶來挑戰(zhàn)。

在遇到不受監(jiān)測或有造假嫌疑的污染源時，無人機(jī)的應(yīng)用能在一定程度上提供幫助。

2023年6月，河北省生態(tài)環(huán)境部門發(fā)布了一起關(guān)于食品公司私設(shè)暗管排放水污染物的案例，執(zhí)法人員利用無人機(jī)飛檢鎖定暗管排放的線索，進(jìn)行突擊檢查，發(fā)現(xiàn)該公司用提升泵和軟管將消毒池內(nèi)部分廢水導(dǎo)進(jìn)水罐車，非法傾倒。

楊立指出，電動多旋翼無人機(jī)更適合城市中水質(zhì)監(jiān)測的場景?！拔覀兊亩嘈頍o人機(jī)結(jié)合高光譜技術(shù)，能連續(xù)飛行兩小時以上，并快速定位污染源，避免了多次起降帶來的數(shù)據(jù)不連貫問題，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的連續(xù)性和可靠性?！杯h(huán)境監(jiān)測是曜宇航空做的工業(yè)無人機(jī)應(yīng)用場景中的一部分。

高光譜成像技術(shù)最早主要應(yīng)用于航天和遙感領(lǐng)域，隨后也逐漸擴(kuò)展至工業(yè)分選、文物保護(hù)、生物醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域。2015年以來，隨著高光譜成像技術(shù)成本有所降低，促使技術(shù)應(yīng)用發(fā)展加速，也進(jìn)入了水環(huán)境監(jiān)測、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、林業(yè)等領(lǐng)域。但其技術(shù)成本仍然是被市場普及和應(yīng)用的門檻。

除了設(shè)備自身的成本，高光譜成像的采集成本也不容忽視?！澳壳案吖庾V設(shè)備和無人機(jī)非一體化的設(shè)計會影響巡檢效率，而戶外光照和天氣的不確定性也會進(jìn)一步影響采集效率。”楊立指出，“未來如果采用一體化設(shè)計，長航時無人機(jī)載高光譜成像儀可能是普通掛載產(chǎn)品采集效率的5-10倍，結(jié)合飛控和相機(jī)的整體研發(fā)，可以讓無人機(jī)載高光譜在更多的環(huán)境進(jìn)行作業(yè)，降低采集成本?！?/p>

如今我國大部份地區(qū)在江河湖泊的環(huán)境治理上已取得顯著進(jìn)展，但也面臨著新的挑戰(zhàn)和難點(diǎn)。

據(jù)生態(tài)環(huán)境部公布的2023年第三季度和1到9月全國地表水環(huán)境質(zhì)量狀況來看，在第三季度中，我國七大流域及其他重要河流的水質(zhì)優(yōu)良（Ⅰ—Ⅲ類）斷面比例為80.5%，比去年同期下降了1.8個百分點(diǎn)，而劣Ⅴ類斷面比例下降了0.3個百分點(diǎn)至0.6%?；瘜W(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和總磷是主要污染指標(biāo)。

前瞻產(chǎn)業(yè)研究院指出，“水生態(tài)監(jiān)測體系建設(shè)相對滯后”、“城鄉(xiāng)面源污染的治理不夠完善”、“區(qū)域防治協(xié)同機(jī)制不全面”，是水污染治理仍然存在的痛點(diǎn)。

全國河水監(jiān)測站能提供特定點(diǎn)位的水質(zhì)數(shù)據(jù)，但在全面追蹤和定位污染源頭方面仍顯不足。未來環(huán)境治理工作需要提升監(jiān)測的覆蓋范圍和精度。

國外在無人機(jī)河道治理技術(shù)方面也有創(chuàng)新實(shí)例。例如， 2017年，丹麥的DHI（一家國際科研及咨詢機(jī)構(gòu)）與丹麥技術(shù)大學(xué)環(huán)境部門和空間部門共同合作，結(jié)合當(dāng)?shù)責(zé)o人機(jī)系統(tǒng)以及地方政府，發(fā)起了一個名為“Riverscape”的河道無人機(jī)監(jiān)測項目。

該項目發(fā)表的內(nèi)容包括監(jiān)測河流、湖泊和洪泛區(qū)的水位、測定水面的全二維速度場、測量水體和陸地表面的窄帶光譜反射率、以及制作河流環(huán)境的高分辨率數(shù)字地表模型等技術(shù)。

另外劉丹還提到：“目前我國河道治理技術(shù)上還在持續(xù)創(chuàng)新當(dāng)中，除了無人機(jī)，現(xiàn)在還有無人船技術(shù)，能自動巡航并實(shí)時監(jiān)測水質(zhì)，數(shù)據(jù)傳輸至控制中心，并將向智能化和精細(xì)化方向發(fā)展；水下機(jī)器人水質(zhì)檢測技術(shù)，利用有纜遙控水下機(jī)器人和多種傳感器進(jìn)行河道水質(zhì)分析；AI藻‘臉’識別自動監(jiān)測設(shè)備，可以自動采樣并快速識別藻類，提高監(jiān)測效率。”