（来源：中国环境报）

　　一片水域的异动，如何实现更早感知？一处环境隐患，如何从现场直观研判升级为科学精准定性？答案，藏在生态环境监测模式的迭代变革之中。

　　未来的监测场景可以这样想象：水质自动站捕捉水体异常、发出预警，搭载监测设备的无人机即刻奔赴河湖追踪污染团，在大范围区域锁定环境异常，对人员难以抵达的水域开展巡查、辅助监测与样品采集；水样运回送入智慧实验室，AGV搬运机器人、分样工作站、轨道六轴机械臂与各类自动分析仪器高效协同作业；LIMS系统串联起监测任务、样品信息、质控过程和检测数据，实现实验流程标准化管控，检测信息全链条可追溯。

　　从空中巡测、现场采样，到实验分析、数据汇聚，江苏省盐城市生态环境局直属事业单位盐城市生态环境监测监控中心把智慧实验室建设作为关键支点，推动“人工智能+生态监测”全流程融合应用，着力构建感知立体化、采样机动化、分析协同化、管理规范化的智慧监测体系，为环境问题精准识别、生态环境保护科学决策筑牢坚实支撑。

盐城市生态环境监测监控中心智慧实验室

　　为何而建：从单机自动化迈向系统协同

　　智慧实验室不是机器人与设备的简单堆砌。它立足实验室既有基础能力与自动化装备配置基础，顺应生态环境监测自动化、数字化、智能化发展趋势，对实验室业务运行模式开展系统性重构。

　　随着各类自动化检测设备陆续投用，一道现实课题摆在监测工作者面前：如何打通设备之间、设备与业务系统的数据链路，破除单台仪器“各自运行”的壁垒，围绕统一监测任务实现协同作业？

　　建设思路由此跳出单台仪器改造的局限，放眼实验室全业务链条。紧扣样品流转与任务执行全流程，统筹样品接驳、自动前处理、机械臂取送样、自动分析、质量控制、数据归集各关键环节，建设重心从“配置自动化硬件设备”转向“统筹多类装备协同完成完整监测任务”，推动实验室建设由单机设备自动化向业务流程协同化跨越。

　　智慧何来：四层架构串起作业全流程

　　智慧实验室核心作业区域采用U型布局，围绕水样进入实验室后的全流转链路，搭建智能物流、自动前处理、仪器矩阵、数字中枢四层业务架构，保障水样实体、监测任务、检测数据在不同设备、各个业务环节有序衔接、高效流转。

　　第一层：智能物流，让样品“跑起来”

　　样品完成交接入库后，AGV设备承担跨区域转运任务，将水样运送至实验作业区域；进入核心工位，轨道六轴机械臂接续完成各工作站、分析仪器之间的取样、送样工作。以往依靠人工完成的样品搬运、工位交接工作，全部纳入自动化统一作业流程。

　　第二层：自动前处理，让样品“分得清”

　　水样进入全自动分样工作站，设备自动读取样品溯源信息，严格对照监测任务完成混匀、分样等前处理工序，生成匹配不同检测指标、分析方法的子样品。分样工作站上游对接样品接收环节，下游衔接自动分析设备，是保障样品流转准确可靠的关键节点。

　　第三层：仪器矩阵，让样品“测得全”

　　实验室集成多套水质自动分析设备，可完成高锰酸盐指数、化学需氧量、总氮、总磷、氨氮、阴离子表面活性剂、石油类、六价铬、挥发酚、氰化物、硫化物共计11项水质指标自动化检测。

　　各类检测项目分析原理、操作流程、安全防护要求差异较大，设备严格依照标准方法开展定量加液、消解、滴定等操作，同步留存全过程原始记录。针对六价铬、氰化物等高毒性检测项目，实验室通过密闭流路、物理隔离防护、废气废液集中收集处置等设计，降低实验人员接触有毒有害试剂的风险，兼顾检测效率与实验安全。

轨道六轴机械臂开展样品取送作业

　　第四层：数字中枢，让数据“记得住”

　　即便把AGV、机械臂、分样工作站、自动分析仪器集中部署，若缺少统一调度，仍会形成一座座“自动化孤岛”。实现整套体系协同运行的关键，是统一调度监测任务，实现样品信息、设备运行、质控过程、检测数据深度关联。

　　LIMS系统作为数字中枢重要支撑，为每一项监测任务建立完整样品档案，归集样品编码、检测指标、分析方法、质控要求等要素，为样品流转、实验分析、报告审核筑牢统一信息底座。

　　LIMS与智慧实验室硬件深度联动，任务指令同步下发至分样、取送样、自动分析各环节；检测结果、设备运行日志、质控记录按照样品、监测项目、任务编号自动归集归档。水样在物理空间完成实验流转，监测任务在信息系统同步推进，监测数据由设备端自动汇聚，推动实验室运行模式从“设备自动执行单一动作”升级为“系统协同完成完整监测任务”。

　　关联监测任务、样品信息、分析方法和质控要求

　　难点何在：从协同运行走向稳定可靠

　　单台设备精准执行操作只是建设起点，保障多类型装备围绕同一监测任务持续、稳定、精准协同作业，才是智慧实验室建设需要攻克的核心难题。

　　分样工作站与机械臂如何精准对接？不同分析仪器运行节拍如何匹配？任务发生异常时，系统怎样完成记录、暂停、恢复并交由人工处置？质控样品如何无缝穿插作业流程，检测数据如何顺畅进入复核流程？上述问题无法仅依靠设计方案和技术参数解决，必须在真实监测业务场景下反复测试验证。

　　建设实施阶段，技术人员持续优化机械臂抓取点位、运动路径、运行速率、力度扭矩，逐项核验设备接口、业务逻辑与数据传输链路。经过多轮联调测试与实景场景验证，完成设备协同作业、故障异常处置、长时间连续运行、质控样品穿插、数据线上复核等全场景功能验证。每一处细节衔接问题的优化完善，都在持续夯实整条自动化作业链条的稳定性与可控性。

　　智慧实验室依托自动化装备替代样品转运、分样、上样等标准化重复性操作，在高风险实验环节减少人员直接接触；数字系统承担流程调度、过程留痕、数据归集职能。监测技术人员得以从大量机械性操作中解放，将工作重心聚焦于方法确认、质量控制、异常处置、数据审核与综合研判，依法依规履行监测主体责任。实践证明，只有将技术创新赋能与监测质量管理同步嵌入监测全流程，才能真正把人机协同硬件优势转化为稳定过硬的生态环境监测实战能力。

智慧实验室中控系统

　　未来何往：以智慧实验室助力现代化生态环境监测体系建设

　　智慧实验室是盐城市推进生态环境监测数智化转型的重要载体，也为监测能力向实验室以外的外场业务场景延伸拓展打下坚实基础。

　　面向新时代生态环境保护工作需求，如何更早捕捉环境异常信号、推动现场力量快速响应、实现多源监测数据统筹汇聚、促进监测成果有效支撑环境管理与应急研判，是智慧监测发展的重要方向。坚持以业务需求牵引技术创新，打通自动监测、无人机巡航、现场采样、实验室分析、质量控制、数据汇聚、人工智能辅助研判各环节，推动监测能力由实验室内部协同，向生态环境监测全业务链条协同拓展。

盐城市生态环境监测监控中心监测数智化应用场景构想

　　从一间智慧实验室破题，盐城不止于设备迭代、流程更新，更致力于以科技创新驱动生态环境监测体系和监测能力现代化。下一步，盐城市生态环境监测监控中心将持续用好智慧实验室平台，深化探索“大模型+辅助研判”创新应用，加快构建地空一体化数智巡航体系，推动监测感知触角向空天地海全方位延伸，促进海量监测数据转化为管理决策支撑，加快建设感知立体、响应迅速、分析精准、决策科学的现代化生态环境监测体系，以高水平生态环境监测支撑生态环境高水平保护、服务区域高质量发展，为建设美丽盐城提供坚实技术保障。

　　来源：中国环境APP

　　编辑：任靖