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海洋環(huán)境監(jiān)測的類型及其發(fā)展趨勢

時間:2019-12-12 13:06

來源:福建生態(tài)環(huán)境

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海洋環(huán)境監(jiān)測的類型

1)基線調(diào)查是對特定海區(qū)的環(huán)境質(zhì)量基本要素(水文、氣象、水質(zhì)、地質(zhì)、地貌、海洋生物等)狀況的初始調(diào)查和為掌握其以后間隔較長時間的趨勢變化的重復調(diào)查?;€調(diào)查又分為初始調(diào)查和重復調(diào)查兩種。初始調(diào)查是對特定海域的第一次全方面調(diào)查,已獲得該海域海洋環(huán)境基本要素的背景值;重復調(diào)查則是初始調(diào)查后進行的重復性且相同性質(zhì)的調(diào)查,對研究區(qū)域海洋環(huán)境要素的時空分布和隨時間差異具有重要意義。

海洋基線調(diào)查是海洋環(huán)境保護各項工作的基本依據(jù)之一,我國在20世紀70年代初進行過第一次全國海洋污染基線調(diào)查。時隔20多年后,1994年開始了第二次全國海洋污染基線調(diào)查。這20多年中,我國沿海地區(qū)經(jīng)濟飛速發(fā)展,污染物入海量和種類明顯增多,第二次基線調(diào)查對了解我國海洋環(huán)境變化、協(xié)調(diào)沿海經(jīng)濟發(fā)展布局、改善海洋環(huán)境具有重要意義。

2)常規(guī)監(jiān)測是在基線調(diào)查基礎(chǔ)上,經(jīng)優(yōu)化選擇若干代表性監(jiān)測站和項目進行的以求得空間分布為主要目的,長期逐年相對固定時期的觀測。常規(guī)監(jiān)測的布點要具有環(huán)境代表性,避開排污口和圍墾養(yǎng)殖的排水口區(qū)。不同監(jiān)測航次的監(jiān)測站位應(yīng)保持不變,常規(guī)監(jiān)測布點的環(huán)境代表性使其能夠準確地反映區(qū)域海洋的環(huán)境質(zhì)量,并能據(jù)此做出環(huán)境評估,分析污染物產(chǎn)生原因及污染途徑,為海洋環(huán)境管理工作提供數(shù)據(jù)支撐。

3)應(yīng)急監(jiān)測又被稱為污染事故監(jiān)測,是指在海上發(fā)生有毒有害物質(zhì)泄放或赤潮等災害緊急事件時,組織反應(yīng)快速的現(xiàn)場觀測,或在其附近固定站臨時增加的針對性觀測。常見的海上污染事故有溢油、赤潮、核污染、有毒農(nóng)藥和化學品的泄漏等。這些海上突發(fā)污染事故往往可以在短時間內(nèi)對區(qū)域海洋環(huán)境造成嚴重甚至毀滅性的危害,應(yīng)急監(jiān)測的主要目的是在污染事故發(fā)生后,迅速確定波及范圍和污染程度,為指定快速處置措施提供必要的信息和資料,為環(huán)境污染事故發(fā)生后海洋環(huán)境的恢復計劃提供信息和數(shù)據(jù),以減少和控制污染事故造成的損害,并為界定污染事故的等級和污染事故責任仲裁及民事糾紛提供資料和依據(jù)。

4)研究性監(jiān)測是指針對海洋污染對環(huán)境的污染范圍、污染強度及遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律而進行的專項、深入的研究的監(jiān)測,研究性監(jiān)測大多由科研單位組織。其主要任務(wù)包括:研究生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,如環(huán)境背景值;研究污染物在海洋中的遷移轉(zhuǎn)化,在生物體內(nèi)的蓄積、傳遞和濃縮過程;研究海洋污染對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響,為海洋環(huán)境保護研究提供方向,為預測預報環(huán)境質(zhì)量提供服務(wù);研發(fā)海洋環(huán)境分析監(jiān)測方法、監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法和監(jiān)測手段,實現(xiàn)監(jiān)測方法的標準化和規(guī)范化,研究驗證環(huán)境監(jiān)測管理方法以及建立立體化的環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)。

海洋環(huán)境監(jiān)測發(fā)展趨勢

隨著科學技術(shù)的進步,在光學、電學、機械學、材料學飛速進步的帶動下,海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)不斷更新完善,監(jiān)測儀器性能已有大幅提高。傳感器技術(shù)的發(fā)展使海洋環(huán)境監(jiān)測真正進入實時化和立體化時代。20世紀80年代以來,海洋環(huán)境監(jiān)測呈現(xiàn)“多元化、實時化、長時序、立體化”的發(fā)展趨勢。一方面國家和區(qū)域的海洋環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)在關(guān)鍵海域發(fā)揮著重要作用,另一方面海洋環(huán)境監(jiān)測資源共享與全球化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)成為一種趨勢。

1.監(jiān)測儀器向微型化、多參數(shù)化方向發(fā)展

海洋環(huán)境的復雜性,要求海洋環(huán)境監(jiān)測儀器能夠進行現(xiàn)場、原位、在線監(jiān)測,并且兼具小型、靈敏、快速、自動化等特點。由于微電子、微型傳感器、計算機技術(shù)、新材料技術(shù)、遙感衛(wèi)星技術(shù)及各種高新技術(shù)的應(yīng)用,海洋環(huán)境分析監(jiān)測儀器的設(shè)計發(fā)生了根本性改變。很多儀器正在向小型化、微型化、多參數(shù)化的方向發(fā)展。微生物技術(shù)、光電技術(shù)、生物芯片技術(shù)、分子生物學技術(shù)以及其他多種新技術(shù)不斷被吸收應(yīng)用于傳感元件,新一代新型監(jiān)測儀器正推動著海洋環(huán)境監(jiān)測儀器的發(fā)展。目前已有多家儀器公司生產(chǎn)便攜式多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀,這些監(jiān)測儀器大多由多個單功能或多功能的微型探頭組合而成,如美國哈希公司生產(chǎn)的多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀,最小外徑不足5cm,可以監(jiān)測溶解氧、pH、氧化還原電位、電導率(鹽度、總?cè)芙夤腆w、電阻)、溫度、深度、濁度、葉綠素a、藍綠藻、羅丹明WT、銨/氨離子硝酸根離子、氯離子、環(huán)境光、總?cè)芙鈿怏w共15種參數(shù)。此外,色譜儀、分光光度儀、X射線熒光光譜儀熱分析儀等儀器的體積大大縮小,目前已有便攜式的氣相色譜儀、光譜儀、近紅外光譜儀、X射線分析等便攜式分析儀器面世。

由于海洋高鹽、高復雜性、轄區(qū)面積廣闊等特點,海洋環(huán)境監(jiān)測儀器與淡水水質(zhì)監(jiān)測儀在設(shè)計方面存在一定差異,一些海洋浮標、潛標和海底監(jiān)測平臺位于遠離陸地的遠?;蛏詈?,不能像岸基監(jiān)測平臺一樣頻繁地更換儀器試劑、能源,故海洋環(huán)境監(jiān)測儀器除了向小型化、多參數(shù)化方面發(fā)展外,低耗能、溶劑消耗少也是未來海洋環(huán)境監(jiān)測儀器發(fā)展的一個方向。目前已有一些廠家推出無溶劑監(jiān)測儀器,如美國特納的TD-1000C是一種連續(xù)型、在線式、無溶劑的紫外熒光油類監(jiān)測儀。

另外,海洋微生物豐富,長期在水下工作的監(jiān)測儀器不可避免地會遭到海洋生物的附著和損壞,導致儀器性能下降,使用壽命縮短,特別是一些敏感元件表面發(fā)生少量的腐蝕和生物附著就能夠使器件的工作性能受到損壞,進而使整個儀器系統(tǒng)的測量準確度和可靠性下降。又由于海洋中的許多極端環(huán)境,諸如海底高壓,海底熱液噴口等,海洋環(huán)境監(jiān)測儀器在未來的發(fā)展過程中,必定要發(fā)展新型的對極端環(huán)境耐受力較強的傳感探頭或監(jiān)測方法,并與材料防腐和防生物附著技術(shù)結(jié)合,以研制出體積小、溶劑用量少或無溶劑、抗干擾能力強、防生物附著、防腐蝕的高效敏感的多參數(shù)海洋監(jiān)測儀器。

我國的海洋監(jiān)測儀器產(chǎn)業(yè)在高端產(chǎn)品、創(chuàng)新研究方面,遭遇國外壟斷、技術(shù)封鎖,在中低端產(chǎn)品方面有自己的產(chǎn)品,但仍缺乏關(guān)鍵的核心技術(shù),缺乏對工藝和關(guān)鍵材料的深入研究,關(guān)鍵技術(shù)仍然依靠進口。另外,用戶對國產(chǎn)儀器缺乏信任也是造成我國監(jiān)測儀器相對落后、裹足不前的一個重要原因。目前,我國除了溫鹽深測定儀器外,其他理化監(jiān)測儀器的成型產(chǎn)品還很少,海洋儀器研發(fā)和生產(chǎn)廠家較少,國內(nèi)的海洋監(jiān)測儀器生產(chǎn)廠家的規(guī)模均不大,且缺乏自主創(chuàng)新產(chǎn)品。

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編輯:王媛媛

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