十五五”生态环境监测启新程｜兰友科技以智能装备赋能实验室数智化升级

近日，生态环境部、国家发展改革委联合印发《生态环境监测“十五五”规划》（以下简称“《规划》”）。《规划》明确提出，以加快建立现代化生态环境监测体系为主线，统筹推进一体化建设和数智化转型，围绕网络布局、业务支撑、质量管理、技术装备和基础能力协同发力，进一步保障监测数据“真、准、全、快、新”。这意味着，未来五年生态环境监测将加速从传统人工操作向设备协同、流程贯通、数据融合、质量可追溯的智能化模式全面跃升。 

作为专注于实验室智能化装备及整体解决方案的科技企业，兰友科技持续引领和推动土壤/沉积物等样品的全自动制备-流转-分析-存取及数据管理等环节的自动化和智能化发展，以智能装备和整体解决方案，为现代化生态环境监测体系建设提供坚实支撑。

数智化转型成为行业明确方向

《规划》明确，到2030年，现代化生态环境监测体系建设取得重要进展，国家监测网络实现体系化运行和数智化升级，监测领域关键技术攻关取得突破，主流监测装备基本实现自主可控。

在主要目标指标中，国家生态环境监测网运维智能化水平和重点指标分析测试智能化水平目标均达到70%，自动监测数据有效率提升至98%。

这些目标表明，未来实验室建设将更加关注设备能否协同运行、实验任务能否自动执行、过程数据能否统一归集、异常情况能否及时识别以及质量责任能否追溯。

对于土壤和固体样品实验室而言，从样品接收、干燥、粉碎、研磨、筛分，到称量、分装、暂存和检测流转，仍存在较多人工操作环节。不同设备之间相互独立，容易产生人员劳动强度大、样品流转效率低、操作标准不统一、过程信息记录不完整等问题。

因此，实验室数智化的核心并不是简单替代人工，而是围绕样品、设备、人员、任务和数据重构业务流程，形成标准统一、过程受控、状态透明、结果可追溯的运行体系。

智能实验室进入加速建设阶段 

《规划》明确提出，加快智能无人装备集群研发与定型，统筹实施国家监测网络数智化装备更新配置，分区布局智能实验室并推动取得资质认定。同时，强化从核心部件、关键组件到整机系统的全链条技术攻关。在具体部署上，生态环境部将在全国布局10个左右综合性“黑灯实验室”，推进3000余个水、气自动站数智化改造，部署百余个业务智能体。力争到2030年，国家网重点业务领域人工参与度降低70%、效率提升5倍以上。

智能实验室能够有效解决效率、质量和管理三方面问题。通过自动化设备和机器人协同，可减少重复性、机械性操作，提高批量样品处理能力；通过将标准方法和操作规程固化到设备程序中，可降低人员操作差异，提升不同批次样品处理的一致性；通过信息系统统一管理样品身份、设备参数、任务状态和流转记录，可为实验室质量管理和责任追溯提供完整数据支撑。

聚焦样品前处理，夯实数据质量基础 

 环境监测结果是否准确，不仅取决于分析仪器性能，更取决于样品前处理是否规范。土壤、沉积物、矿物和固体废物等样品具有组成复杂、均匀性较差等特点。前处理过程中任何一个环节出现偏差，都会极大地影响最终检测结果。干燥温度控制不当，可能导致部分待测组分发生变化；设备清洁不彻底，可能造成样品残留和交叉污染；混匀不充分，则可能影响样品均匀性及检测结果代表性。

兰友科技以样品前处理为切入点，构建覆盖“样品接收—自动制备—称量分装—流转分析—智能存储—数据归集”的产品及解决方案体系。公司自2017年起以国家土壤环境保护需求为导向，率先提出“土壤环境智能监测”理念，并于2019年成功研制全球首台全自动土壤样品制备系统，实现了从“0到1”的原始性突破，为我国生态环境监测的数智化转型补齐了关键一环。

从单机自动化走向“黑灯实验室”，构建样品全流程智能闭环

实验室智能化建设不能停留在单台设备层面。如果干燥、制样、称量和检测设备彼此独立，仍然需要人工搬运样品、下达任务和录入数据，就难以真正实现实验室智能化。

为响应《规划》中“分区域建设全自动无人化黑灯实验室”的要求，兰友科技提出了土壤检测“黑灯实验室”解决方案。该方案以FASP系列全自动样品制备系统为核心入口，集成机器人样品流转、自动称量、自动进样分析、自动存取样品等模块；样品进入实验室后，可通过数字化标识建立唯一身份，并与检测任务、容器和处理流程自动绑定。中央控制系统根据任务类型和样品状态，自动生成处理路径，调度不同设备协同作业，实现设备互联、任务协同及数据贯通。

在运行过程中，系统可实时记录样品处理时间、工艺参数、设备状态、任务进度和异常状况等信息，形成完整的电子化过程档案。完成前处理的样品可自动流转至土壤pH、有机质、阳离子交换量、干物质与水分、重金属等不同检测单元，也可进入智能暂存区或样品库。“黑灯实验室”的价值不只是减少人工值守，更在于推动实验室由“设备自动运行”向“业务自主协同”升级。

强化全过程质量控制与追溯

《规划》提出，以自动监测、智能实验室和卫星遥感监测等为重点，建立全面质量管理体系和量值溯源技术体系，要求各省份建立健全地方监测网络质量管理体系并持续改进，加强对设备参数调整、维修更换和数据审核等关键环节的质量控制。

围绕这一要求，兰友科技将质量控制贯穿样品处理全过程。系统可对干燥温度、研磨时间、筛分孔径、称量精度和清洁方式等参数进行统一控制，并通过样品唯一标识和设备日志，记录每个样品的处理路径、工艺参数和异常情况。当出现偏差时，管理人员可快速定位具体环节，判断问题来源，实现从结果追溯向过程预警转变。智能清洁、防混样识别、设备状态监测、耗材管理和权限控制等功能，也有助于进一步降低实验室质量风险。

服务净土监测与新污染物治理，拓展智能装备应用场景

《规划》明确提出，推进黑土地、盐碱地土壤监测和土壤重金属沉降监测试点，进一步提升土壤环境风险发现能力。同时要求加强固体废物监督监测，完善标准化样本库，并围绕持久性有机物、内分泌干扰物、抗生素、微塑料等新污染物，提升监测分析和质量控制能力，推进智能实验室建设。

随着监测对象不断拓展，环境样品数量、类型和检测指标将进一步增加，对样品前处理设备的兼容性、洁净度和标准化水平提出更高要求。兰友科技将持续围绕土壤、矿物、沉积物、固体废物等样品处理需求，完善智能干燥、自动制样、精确称量、智能存储和机器人转运等产品，提升系统对多类型样品、多粒径制备和多检测任务的适应能力。针对新污染物和痕量污染物监测场景，还需要进一步加强设备材料选择、污染控制、清洁验证和样品流转隔离，最大限度减少前处理环节对检测结果的影响。

坚持自主创新，以智能装备赋能现代化生态环境监测体系建设

《规划》提出，要建立覆盖需求设计、技术攻关、验证评估和集成应用的协同创新机制，推动成熟技术装备有序推广。“十五五”时期，生态环境部将鼓励和支持各地结合污染溯源、非现场监管、预警应急等需求，创新特色智慧应用场景。

面向新的发展阶段，兰友科技将持续加强自动化控制、机器视觉、机器人协同、样品识别和数据管理等技术研发，完善全自动样品制备、自动称量分装、智能样品存取和实验室中央控制等产品体系。从一份样品的规范处理，到一个实验室的智能运行；从单台设备自动化，到样品全生命周期数字化管理，兰友科技将持续推动环境监测实验室向更高效、更智能、更规范和更可靠的方向发展，为现代化生态环境监测体系和美丽中国建设贡献科技力量。