在环境保护与污染治理的长跑中，始终面临着日益复杂的难题，河水污染逃避监管的手段，与治理的技术“此消彼长”。

  “某城市监测站的数据每天都在显示河水有不同程度的污染，但找出污染源却异常困难。为此，环保人员不得不每天深入村庄，沿着狭窄的小路寻找潜在的污染点。”曜宇航空CEO杨立在接受界面新闻采访时，提到一个具体实例。最终，环保工作者们决定使用装备高光谱传感器的无人机进行河流的定期扫描，并发现了以前难以侦测的高污染区域。凭借着无人机获取的实时数据，当地政府得以及时采取恢复河水生态环境的措施。

  据中国科学院生态环境研究中心介绍，非点源污染源自广泛、不特定地区（如农业区、城市地表）并包括多种污染物（如化肥、重金属排放）。由于缺乏明确的排放源和地点，加上某些地区会受降水或融雪影响，非点源污染的发生和扩散具有高度随机性和复杂性。

  2013年，海南东寨港保护区附近发生了红树林大面积死亡事件，据调查，附近养殖场将未经处理的污水直排，带来有害化学物、重金属、有机物和病原体等污染，危害了水质和生态平衡。另外，导致水体富营养化的来源还有周边的三江镇和农场等地，这次水质污染是多个源头共同导致的。

  南昌青赣环境交流中心刘丹告诉界面新闻，无人机作为新型监测手段之一，确实弥补了传统环境监视测定手段中的不足。

  “传统的人工巡河和取样方法在效率和可达性方面存在很明显的局限性。无人机具有大范围、长航时、起降方便、部署便捷、图像分辨率高等特点，在生态变化状况调查、环境监视测定、环境执法、排污口调查和紧急任务等多个角度应用广泛。”刘丹也指出，以高光谱为代表的遥感技术优点是大范围排查，能够最终靠历史多期高光谱遥感影像，对水体历史水质数据来进行追溯和反演。

  “这一应用对大江大河、海洋、大型湖泊、水库水质监测有较大的优势。” 刘丹说。

  除了违规排污，真实的情况中还存在一些对污染源数据造假的案例。2023年2月，朝阳市大凌河西支水质突发超标，上游凌源远达水务有限公司涉嫌监测数据造假。公司为掩盖超标排放，用合格水样替代实测样本，篡改了关键污染指标。

  2023年3月，天津市某公司涉嫌篡改自动监测数据排放让水受到污染的东西，执法人员调查发现，该单位操作人员为防止COD自动监控数据超标，在总排口处添加了“COD去除剂”。

  IPE（公众环境研究中心）高级研究员沈苏南告诉界面新闻，个别排污单位出于经济利益，会通过操控监测设备、伪造数据等手段规避监管，甚至与第三方环保服务机构合谋进行不规范监测，隐藏真实排放数据，造成超标排放和环境污染，给环境监管带来挑战。

  在遇到不受监测或有造假嫌疑的污染源时，无人机的应用能在某些特定的程度上提供帮助。

  2023年6月，河北省生态环境部门发布了一起关于食品公司私设暗管排放让水受到污染的东西的案例，执法人员利用无人机飞检锁定暗管排放的线索，进行突击检查，发现该公司用提升泵和软管将消毒池内部分废水导进水罐车，非法倾倒。

  杨立指出，电动多旋翼无人机更适合城市中水质监测的场景。“我们的多旋翼无人机结合高光谱技术，能连续飞行两小时之后，并快速定位污染源，避免了多次起降带来的数据不连贯问题，确保监测数据的连续性和可靠性。”环境监视测定是曜宇航空做的工业无人机应用场景中的一部分。

  高光谱成像技术最早主要使用在于航天和遥感领域，随后也逐渐扩展至工业分选、文物保护、生物医学等多个领域。2015年以来，随着高光谱成像技术成本有所降低，促使技术应用发展加速，也进入了水环境监测、精准农业、林业等领域。但其技术成本仍然是被市场普及和应用的门槛。

  除了设备自身的成本，高光谱成像的采集成本也不容忽视。“目前高光谱设备和无人机非一体化的设计会影响巡检效率，而户外光照和天气的不确定性也会促进影响采集效率。”杨立指出，“未来如果采用一体化设计，长航时无人机载高光谱成像仪可能是普通挂载产品采集效率的5-10倍，结合飞控和相机的整体研发，可以让无人机载高光谱在更多的环境进行作业，降低采集成本。”

  如今我国大部份地区在江河湖泊的环境治理上已取得显著进展，但也面临着新的挑战和难点。

  据生态环境部公布的2023年第三季度和1到9月全国地表水环境质量状况来看，在第三季度中，我国七大流域及其他重要河流的水质优良（Ⅰ—Ⅲ类）断面比例为80.5%，比去年同期下降了1.8个百分点，而劣Ⅴ类断面比例下降了0.3个百分点至0.6%。化学需氧量、高锰酸盐指数和总磷是主要污染指标。

  中国2006-2022年国控地表水监测断面水质类别比例，图片来自：中华人民共和国生态环境部官网截图

  前瞻产业研究院指出，“水生态监测体系建设相对滞后”、“城乡面源污染的治理不够完善”、“区域防治协同机制不全面”，是水污染治理任旧存在的痛点。

  全国河水监测站能提供特定点位的水质数据，但在全面追踪和定位污染源头方面仍显不足。未来环境治理工作要提升监测的覆盖范围和精度。

  国外在无人机河道治理技术方面也有创新实例。例如， 2017年，丹麦的DHI（一家国际科研及咨询机构）与丹麦技术大学环境部门和空间部门共同合作，结合当地无人机系统和地方政府，发起了一个名为“Riverscape”的河道无人机监测项目。

  该项目发表的内容有监测河流、湖泊和洪泛区的水位、测定水面的全二维速度场、测量水体和陆地表面的窄带光谱反射率、以及制作河流环境的高分辨率数字地表模型等技术。

  另外刘丹还提到：“目前我国河道治理技术上还在持续创新当中，除了无人机，现在还有无人船技术，能自动巡航并实时监测水质，数据传输至控制中心，并将向智能化和精细化方向发展；水下机器人水质检测技术，利用有缆遥控水下机器人和多种传感器进行河道水质分析；AI藻‘脸’识别自动监测设备，可以自动采样并快速识别藻类，提高监测效率。”