依据规划，实验室将从应用研究、技术研发、产品开发、工艺开发着手，围绕我国大气环境监测和环保产业升级发展需求，以提高国产仪器设备的技术水平、增强我国大气环境监测装备的核心竞争力为目标，开展地基、车载(船载)、机载和星载等多平台大气环境监测装备研发，突破大气细颗粒物、气态污染物、挥发性有机物、重金属等污染物监测的核心技术，形成共性技术研发、试验检测和工程化产业化开发能力。
据介绍，该实验室是我国环境工程科技创新体系的重要组成部分，也是合肥综合性国家科学中心四大研究领域中环境领域建设内容。将建设国际一流的环境监测设备高技术成果辐射基地，为我国环境监测网络建设提供关键技术和设备，提升我国环境监测仪器和设备的研制水平，促进和带动我国环境监测仪器战略性新兴产业发展。
实验室由中国科学院合肥物质科学研究院作为项目法人单位，联合北京大学、中国环科院、中国环境监测总站、中科院大气所等在国内相关技术领域最具实力院所和企业共同组建。
据悉，该实验室按照“市院合作、企业化管理、市场化运作”的理念，未来，合肥市与中科院合肥物质科学研究院将合作共建一个研究中心，与蜀山区合作共建一个产业化公司。
其中研究中心将围绕环境监测、环境治理、环保大数据应用等领域，重点开展技术研发、高端工程专业人才培养、第三方服务等工作;而产业化公司则将围绕推进国家工程实验室技术成果产业化，开展环境和气象领域的数据应用、第三方服务以及新产品开发等业务，重点承接国家工程实验室成果孵化和产业化工作。
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