海洋环境监测站（共12篇）
海洋环境监测站 篇1
完善海洋环境和海岛监测业务体系,提升基层海洋环境监测站监视监测能力和监测资源共享程度,是当前加强近岸海域及海岛生态监管亟待解决的问题[1,2]。根据现有监测体系技术资源、海洋环境监测业务需求和社会环境条件,科学定位基层海洋环境监测站的监测业务功能,对发挥其地理优势,打造北海区近海3h海洋资源环境监测圈,提升海洋监测时空覆盖能力和监测效率具有重要意义[3,4]。本研究意在探讨现有人员、装备条件下,如何做好海洋站的监测业务职能科学定位,与中心站和海区中心形成功能互补,避免“小而全”和重复建设,节约建设经费,缩短建设周期,尽快形成监测能力,为提高北海区海洋环境监测体系工作效率提供参考。
1 海洋环境监测站业务能力现状
目前,国家海洋局在北海区建立了海区中心、中心站、基层海洋站三级局属海洋环境监测体系,监测机构包括:1个海区海洋环境监测中心,位于青岛;5个海洋环境监测中心站分别位于辽宁省大连市、河北省秦皇岛市、天津市、山东省烟台市和青岛市;23个基层海洋环境监测站(以下简称海洋站),分布在沿海地区。
北海区所辖23个海洋站分别隶属于5个中心站,各海洋站基础设施建设较完备,多数海洋站有工作人员5~9人,专业技术人员以水文、气象等专业为主,化学、生物、海洋环境等专业技术人员不足4%。各海洋站海洋水文气象观测仪器设备齐全,87%的海洋站拥有自己的观测场和验潮井,61%的海洋站有测波室,但是,海洋环境监测仪器基本为空白。除日照海洋站等个别海洋站外,多数海洋站仅开展所在海域的海洋水文、气象观测等工作任务,不具备其他项目的海洋环境监测能力。
2 基层海洋环境监测站存在的问题与业务需求
随着建设海洋强国战略的落实,以建设海洋生态文明为目标,海洋资源开发、海洋环境保护、海洋生态修复和海洋产业调整等给海洋环境监测提出了新的要求。在未来5年,近岸和近海海洋环境监测要满足海洋资源环境承载力监测预警、应对海洋生态灾害、陆海统筹污染区防治等的需求。对照现状,目前海洋环境监测系统以下几点不足尤为突出。
2.1 基层海洋站不具备海洋环境监测能力,监测体系不完善
以往基层海洋站的建设主要集中在海洋水文、气象要素的监测能力方面,缺乏基本的海洋环境监测仪器和设备。目前,北海区95%的基层海洋站不具备海洋环境监测能力,海洋环境监测体系存在着比较大的缺陷。面对日益加重的海洋资源环境监测需求和日益频发的海洋生态灾害,现有的海洋站只能开展部分监视工作,中心站能够承担部分监测工作,海区中心承担了大部分海洋监测工作,基层监测机构受能力限制无法发挥地域优势。因此,亟须填补基层海洋站监测能力的空白,完善增强海洋站海洋监测能力,使之能够承担海洋资源环境监测和应对海洋生态灾害。
2.2 海洋站布局不尽合理,沿岸存在较大的监测能力空白区
北海区沿岸海洋站布局存在空白区域,在河北省沧州市至山东省潍坊市之间,4个地级市的管辖海域数百千米岸段未建设局属海洋站,极大地影响了北海区海洋环境监测体系的覆盖能力,无法形成3h海洋环境监测圈。并且海洋站总体布局不尽合理,多靠近城镇,对部分重点河流、海洋环境敏感区缺乏监控能力。通过能力建设,能够形成3h海洋环境监测圈,必将大大提升海洋环境监测覆盖能力和监测数据的时效性。
2.3 基层海洋站缺少应急监测能力,影响北海区应急监测时效性
目前,北海区海洋环境突发事件应急监测业务由中心站和海区中心承担,应急监测队伍抵达现场的航渡时间较长等问题,成为影响应急监测时效性的重要制约因素。同时,由于中心站和海区中心的海洋环境监测业务工作繁重,近年北海区绿潮、赤潮、水母等海洋生态灾害和溢油事故发生频率居高不下,应急监测工作对日常业务工作的冲击较大。亟须完善基层海洋站的应急监测能力,发挥其区位优势,就近开展对突发环境事件的应急监测,以提高监测的时效性,实现3h内海洋监测技术平台达到海洋生态灾害现场并开展工作。
3 基层海洋环境监测站职能定位
3.1 外业样品采集职能定位
外业样品采集是海洋环境监测工作的重要组成部分,目前海洋环境监测机构一般是由本单位自己完成外业样品采集。外业样品采集人力资源占用量大、耗时长、易受海况和天气影响,是影响海洋环境监测工作效率的主要环节。基层海洋站承担海洋环境监测的外业样品采集任务,能发挥各海洋站的区位优势和人员优势,由海洋站承担就近沿岸浅海的监测站点采样工作,可大幅度减轻中心站、海区中心的现场监测采样工作压力,降低监测成本,提高监测效率。
由于海洋环境监测外业样品采集工作相对独立,采样操作有《海洋监测规范》(GB 17378—2007)和《海洋调查规范》(GB 12763—2007)可依据,工作流程和技术要求明确。监测单位采用外包的形式完成海洋环境监测的样品采集工作也符合计量认证的要求。因此,基层海洋站承担其他单位的海洋环境样品采集工作在监测质量控制方面也是可行的。美国、加拿大等国有志愿者采集养殖区水样,邮寄至检测单位分析的环境监测方式。
根据目前的海洋环境监测业务需求和海洋站人员、装备条件,添置采水器、采泥器、浮游生物调查网具等样品采集仪器,配备手持GPS、绞车、样品箱等采样配套器材,形成海水、沉积物、浮游生物和底栖生物等生态监测样品采集能力,可开展海洋环境趋势性监测、海洋功能区环境监测、海洋环境监管监测等业务的样品采集工作。
3.2 内业样品分析及现场监测职能定位
部分海水监测指标的样品不易保存,需要进行现场分析。针对此类样品,可采用现场监测仪器和室内分析相结合的工作方式。目前多参数水质分析仪等现场监测设备在pH、溶解氧、叶绿素a、浊度等指标的监测方面技术较成熟,设备性能稳定,易于使用和保养,且仪器购置费用较低。配备多参数水质分析仪,海洋站可完成pH、溶解氧、叶绿素a、浊度、盐度等水质要素的现场监测。
海水硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、磷酸盐、硅酸盐等营养盐监测指标,《海洋监测规范》要求其样品保存时间不大于24h,而目前在线监测技术不能满足规范质量要求,需要进行现场样品分析。如果由于中心站或海区中心不在一地,则采样工作完成后当天需要样品运输和交接耗时较长。
配备常规水质项目采样、预处理设备、分析仪器和多参数水质分析仪等现场监测设备,形成常规水质监测能力,满足水文气象、海水水质常规监测、资源与环境承载力监测的基本需求。近期需要具备的监测项目有海水pH、溶解氧、化学需氧量、叶绿素a、盐度、水色和透明度等。
3.3 应急监视监测职能定位
近年来,北海区赤潮、绿潮及溢油灾害等突发环境事件频发,应急监测工作繁重。以2013年为例,北海区发生赤潮14次;绿潮灾害影响到山东日照、青岛、威海和烟台市沿海[3],影响海域岸线近1 000km;青岛东黄输油管线发生爆燃事故,造成胶州湾溢油污染。每年北海区海洋环境监测机构承担的应急监测都在100航次以上。大量的应急监测任务给日常监测,业务工作量已近饱和的海区中心和中心站造成较大的压力,有时不得不推迟日常监测,以完成应急监测任务。有些环境事件发生海域距海区中心或中心站较远,监测队伍抵达现场路途远,航渡时间长,降低应急反应效率。当前的海洋环境保护形势亟须基层海洋站承担起海洋环境应急监测职能。
目前影响基层海洋站开展环境应急监测任务的主要限制因素有两方面:一是缺乏应急监视监测的技术设备,二是缺乏从事海洋环境监测方面的专业技术人员。根据海洋站现有技术条件,通过配备采水器、赤潮生物采样网具和油指纹样品采集器材、样品瓶及GPS等相关配套设备,即能满足赤潮、绿潮应急观测和样品采集能力的需要。专业人员可通过短期培训和中心站技术指导等方式,解决应急监测技术人员缺乏的问题。海洋站应急监视监测能力的建设目标应是具备就近应对1个环境突发事件的现场应急监视任务,具备独立开展溢油、绿潮、赤潮等环境突发事件的现场监视监测的能力,为形成北海区3h应急监测圈,提升海区环境监测覆盖能力奠定基础。
3.4 基层监测机构辅助监测业务职能定位
建设通用实验室,为中心站、海区中心提供通用实验分析平台,提高北海区海洋环境监测体系的整体业务能力。发挥基于海洋站现有基础设施优势,开展海洋环境监测实验室改造,打造专业化通用实验室。每个海洋站完成通用实验室改造面积不小于150m2,以满足海洋站开展监测工作的需求,并为海区中心、中心站就近开展常规项目现场样品分析提供实验条件,将海洋站实验室打造成北海区海洋环境监测现场分析的通用实验室。
建设远程生物鉴定信息采集终端,配备光学显微镜和显微照相系统等相关技术器材,具备海洋生物样品鉴定信息采集录入及远程传输能力。发挥中心站、海区中心的技术优势和基层海洋站区位优势,解决目前海洋环境突发事件应急监测中生物种类鉴定的技术困难,提高北海区监测体系生物样品的鉴定能力。
4 小结
依托海区中心、中心站的海洋环境监测能力,发挥海洋站区位优势,避免重复建设,优化北海区海洋环境监测机构总体布局,监测机构资源形成互补,迅速提高全海区环境监测能力。目前基层海洋站业务能力建设重点是提升应急监视监测能力、常规水质项目监测能力、海洋生态样品采集能力和远程海洋生物鉴定信息采集能力,同时完成实验室改造,将海洋站实验室打造成北海区海洋环境监测现场分析的通用实验室,夯实基层海洋环境监测站业务基础,完善北海区局属海洋生态环境三级监测体系。
参考文献
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[4]王延军,蔡焕兴,王荣俊.地市级环境监测站历史转型期管理体制与职能定位探讨[J].环境监测管理与技术,2010,22(6):1-5.
海洋环境监测站 篇2
引言
我国拥有漫长的海岸线，海洋资源极为丰富。科学、合理地开发海洋资源，是我国发展经济，建设有中国特色的社会主义伟大事业的重要任务内容。特别是改革开放以来，我国以建设海洋强国为目标，积极推动海洋资源开发建设，取得了极为显著的效果，在搞活沿海地区经济方面发挥出巨大的积极作用。开发海洋资源，发展海洋经济，前提是要精准掌握海洋环境动态变化情况及相关内在规律。这正是海洋环境监测工作的重要职责。我国海洋监测工作起步于建国初期，与共和国同步成长，经过半个多世纪的发展，日臻成熟，已经成为我国环境监测体系中的重要组成部分。
1 当前我国海洋环境监测工作中存在的主要问题
五十多年来，我国海洋环境监测工作实现了长足的进步，在国家经济建设、环境资源开发与保护和抵御自然灾害方面取得的显著成效。但在实际工作中，在体制机制、技术措施方面还存在许多问题，限制了海洋环境监测工作质量的提高。具体存在如下几方面问题。
1.1 管理体制有待完善
海洋环境监测工作是一项跨领域的综合性学科，具有很强的时效性、技术性和综合性。由于涉及范围广，影响因素多，运用资源巨大，海洋环境监测工作的顺利开展，离不开科学、完善、高效的管理体制和运行机制。当前我国海洋环境监测工作管理体制尚未完善，在具体工作中还存在很多缺陷和不足。对高效顺畅开展海洋监测工作造成了一定程度的负面影响。建立健全管理体制，是我国海洋监测事业面临的一项关键性工作，对于海洋监测事业今后的健康发展具有着十分重要的深远影响。管理体制的建立，需要坚实的制度保障。目前，我国海洋环境监测工作在职能明确、人员考核、监测网络建设、海洋灾害及海洋污染事故损害评估方面亟待完善和规范。
1.2 监测人员业务素质有待加强
海洋环境监测是一项技术性要求极高的工作。海洋环境监测主要是对海水、水文、地质、大气等进行监测，收集、整理并分析相关信息，以供相关工作决策参考。具体工作中需要使用大量现代化高科技监测设备，对于工作人员的业务水平要求较高。此外，海洋监测工作费用较多，工作容错率较低，进一步提高了对业务人员的技能水平要求。当前我国海洋环境监测工作环境恶劣，工作经费紧张，不仅影响了监测设备及时更新换代，更对培养技术人才，打造稳定的监测人员队伍十分不利。许多监测工作人员没有经历过系统的专业培训，业务水平不高，对于监测手段、设备不熟悉，影响了海洋环境监测工作的高效开展。
1.3 技术手段有待加强
海洋环境监测属于综合性应用学科，各种监视、勘测工作都依赖于科学的技术方法和先进的监测设备才能得以顺利进行。几年来，我国海洋环境监测技术研发工作取得了一定程度的进展，例如容量总量控制区监测技术、病虫害检测技术、难降解有机物分析技术、生理与遗传学指标监测技术、赤潮毒素与贝毒监测技术等都达到了世界先进水平。但总体而言，和不断提升的工作需求相比，和发达国家相比，我国海洋环境监测技术还存在很大差距。特别是我国海洋监测机构工作经费、研发经费缺乏，严重滞缓了我国海洋监测技术的发展。许多技术尚处于开发阶段，短期内不能正视投入使用，发挥应有效用。
1.4 监测网络需要进一步拓展
海洋环境监测站 篇3
关键词：微藻；在线监测；叶绿素a；细胞密度
微藻生物量的测定是藻类生理生态学研究中的常规测定指标，微藻的浓度对于预测有害海藻的暴发和间接测量水样中富营养化程度具有重要的作用。实验室常用分析微藻生物量的方法很多，包括干重测定法、细胞计数法、浊度法、叶绿素a含量测定法等［1］。叶绿素a含量测定法基本采用分光光度法［2］，主要是利用分光光度计测定叶绿素a的含量，采用有机溶剂丙酮作为提取溶液。细胞计数法能够反应微藻的生长情况，但是工作量大，费时费力，且重现性较差［3］。无论是细胞计数法还是叶绿素含量测定法，均操作繁琐，耗费时间长，且不适用于连续监测，不能获得海水环境监测的实时数据，而藻类在线分析仪监测是基于现场结果，能够获取实时的连续的数据，对水体中的环境状况及时作出判断，为海域灾害性事故-赤潮的预警和政府部门的综合决策提供科学的依据。
本文对藻类在线分析仪测得的叶绿素荧光值与叶绿素浓a浓度、细胞密度相关性进行研究，确定藻类在线分析仪对海域水质进行实时连续监测，能够反映出某海域生态环境变化状况，对赤潮早期预报提供有力的科学数据。
1材料与方法
1.1实验材料
选取盐藻、角毛藻、金藻作为样品溶液，由辽宁省海洋水产科学院袁成玉研究员提供；自然海水从黑石礁附近海域采集。AOM藻类在线分析仪（捷克），751型分光光度计，TDZ-WS多管架自动平衡离心机，ZYS-200E光学显微镜。
1.2实验方法
利用蒸馏水将盐藻稀释成7个浓度梯度，使叶绿素a浓度在0～200 μg/L之间，分别测定其叶绿素荧光值、细胞密度和叶绿素a的含量，对实验结果进行分析。
1.2.1叶绿素荧光值利用AOM藻类在线分析仪测定，通过流过式检测得到叶绿素荧光参数。
1.2.2细胞密度藻类样品用具5%甲醛固定保存，样品经过静置、沉淀，处理后样品使用光学显微镜采用个体计数法进行种类鉴定和数量统计，计算细胞密度。
1.2.3叶绿素a含量采用分光光度法［4］测定在一定压力下，用醋酸纤维酯微孔滤膜（孔径为0.45 μm）对100 mL的藻液过滤，加入1 mL的碳酸镁悬浮液，然后将滤膜折叠放入10 mL具塞离心管中，加入90%的丙酮10 mL，充分振荡，使其溶解均匀，放置在4 ℃冰箱内提取24 h，然后用离心机在4 500 r/min下离心10 min，提取上清液于1 cm比色皿中，在波长为664，647，630和750 nm处用分光光度计测其吸光值，采用750 nm的吸光值用以校正提取液的浊度，其中以90%丙酮溶液作为参比，按Jeffrey Humphrey 的方程式得出叶绿素a的含量。
ρchl-a＝（11.85E664-1.54E647-008E630）×ｖ/（V×L）
ρchl-a——样品中叶绿素a含量， μg/L
ｖ——样品提取液的体积，mL
V——藻液实际用量，L
L——测定池光程，cm
2结果与分析
2.1仪器稳定性
开启藻类在线分析仪，待仪器稳定之后，连续检测同一自然海水6次，相对标准偏差为373%，多次检测同一样品，相对标准偏差均在5%以下，相对标准偏差越小，说明仪器越稳定。
在波长为590 nm的条件下，分别对盐藻溶液稀释2倍和4倍的样品进行检测，其结果如图1和图2所示，表明仪器对不同浓度的盐藻有不同的信号响应。
图1590 nm下不同浓度盐藻荧光强度
图2590 nm测量光连续监测不同浓度盐藻的生物量
2.2灵敏度
对蒸馏水配制的标准藻类逐级稀释，得到仪器与叶绿素a浓度（细胞密度）的最小响应值，确定藻类在线分析仪的检出限。叶绿素a含量的最小检出限浓度为30 ng/L，藻类的最小检出限为10 cells/mL。
2.3相关性分析
2.3.1微藻叶绿素荧光值与细胞密度的相关性对盐藻的叶绿素荧光值和细胞密度之间进行线性回归分析，实验结果表明，处于对数生长期的盐藻的叶绿素荧光值与细胞密度具有良好的相关性，得到直线回归方程，Y＝0.182 4 X＋255.27，相关系数为0.986 9(见图3)。
2.3.2微藻叶绿素荧光值与叶绿素a含量的相关性对盐藻的叶绿素荧光值和叶绿素a之间进行线性回归分析，实验结果表明，处于对数生长期的盐藻的叶绿素荧光值与叶绿素a含量具有良好的相关性，得到直线回归方程，Y＝104.79 X＋128.71，相关系数为0.999 1(见图4)。
2.3.3微藻叶绿素a含量与细胞密度的相关性对盐藻的叶绿素a含量和细胞密度之间进行线性回归分析，实验结果表明，处于对数生长期的盐藻的叶绿素a含量与细胞密度具有良好的相关性，得到直线回归方程，Y＝0.014 9 X＋2.155 5，相关系数为0.993 1(见图5)。
图3荧光值与细胞密度的关系图
图4叶绿素荧光值与叶绿素a浓度的关系
图5细胞密度与叶绿素a浓度的关系
2.4野外监测
藻类在线分析仪在凌水湾的监测结果如图6所示，表明大连凌水湾水域24 h内微藻含量基本一致，变化趋势不明显。利用显微镜进行鉴定，本海域主要藻类为中肋骨条藻、圆筛藻等。
图6藻类在线分析仪在凌水湾的监测结果
3讨论
AOM藻类在线分析仪灵敏度高，稳定性好，所测叶绿素荧光值与叶绿素a的含量具有正相关关系，与生物量具有正相关关系，能够反映某海域生物量和叶绿素的变化趋势。
藻类在线分析仪虽然能够实时监测数据，操作简单，但是由于监测原理和本身构造的缺陷，有其不足之处。首先，传感器直接检测的是海水中所有物种在蓝光（中心波长470 nm）或者红光（590 nm）的照射下发出的荧光。在一般情况下，大多数的荧光是由浮游植物中的叶绿素引起的，但是，存在于海水中并发荧光的物质均会被检测〖LL〗到。因此，藻类在线分析仪是对所有的荧光物质进行定量却不能定性，如果针对某个藻类产生的叶绿素，使用该仪器进行的叶绿素测定的准确度比实验室单个样品分析的准确度差。其次，如果为了获得准确的监测数据，需要定期地对传感器进行校准。如果要保证所测定的是真实存在于海水中叶绿素的成份，那么只能通过实验室萃取分析海水中叶绿素的浓度，然后用该浓度对传感器检测得到的数据进行校准。即使用实验室方法测定的样品叶绿素值对传感器进行了校正，数据也不是很准确。因此，藻类在线分析仪主要用来检测海水中叶绿素的变化趋势，掌握海洋环境整体的变化情况。
参考文献：
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The application of algae online analyzer on marine pollution
XU Xiaohong， LIU Guiying，SONG Guangjun，WU Jinhao，WANG Nianbin
（1.Liaoning Ocean and Fisheries Science Research Institute，Liaoning Dalian 116023；2. Liaoning Ocean Environment Monitoring Station， Dalian 116023）
Abstract：The fluorescent value of three microalgaes including Dunaliella salina，Chaetoceros，Chrysophyta were deter mined by algae online analyser. Compared with cell density and chlorophyll-a content, it showed good linear interrelation. So, algae online analyser can reflect the variety of microalgal biomass and chlorophyll-a content from sea water. The application of algae online analyzer can know ecology enviro nment change, which supply scientific evidence for natural disaster area warning.
国家海洋环境监测中心 篇4
中心现有人员编制388人, 其中, 中国工程院院士1人, 研究员和教授级高级工程师55人, 副研究员和高级工程师63人, 中级技术职称人员77人。配置从事海洋生态、化学、地质、水文、遥感与地理信息系统等专业学科研究与技术应用完善的人员队伍, 人员结构合理, 各相关专业都具备高级技术职称人员, 已初步形成任务与学科相结合、应用基础与应用技术研究相结合, 并具有业务管理能力的老中青专家组成的综合性科技骨干队伍。
中心拥有多波束测深仪、旁扫声纳、浅层剖面仪、GPS、原子吸收分光光度仪、气象色谱仪、色质谱联用仪、PCR等上亿元先进的大型仪器设备, 配备了一流的海洋调查勘察、海洋测绘、生物实验、海洋物理测量、数值分析模拟等较为齐全的国内外先进的外业勘察、内业样品分析测试及数据资料分析处理仪器设备, 并配有各类国内先进的物理、化学、生物、细菌及病毒等综合实验室, 为保障海洋工程质量水平和更好地为海洋经济建设服务提供了硬件支障。
中心多年来一直致力于海洋资源开发与保护技术的研究工作, 科研技术力量雄厚。自20世纪80年代以来, 中心获科技成果400余项, 获各种奖励150余项, 其中获国家级和省部级奖励53项。先后承担了国家科技攻关重点项目、国家863计划项目、国家公益性海洋行业专项、国家科技支撑项目和国家自然科学基金项目等数十项。同时, 还承担了“我国专属经济区和大陆架勘测”“我国近海海洋综合调查与评价专项 (908专项) ”等国家专项调查研究任务。在海洋环境监测与保护、海域使用管理技术等方面起着重要的技术支撑作用, 科技成果硕果累累。
中心十分注重发挥科技的支撑和引领作用, 目前拥有国家海洋局颁发的“海域使用论证资质证书” (甲级) 、建设部颁发的“海洋工程勘察综合类” (甲级) 、国家测绘局颁发的“测绘资质证书” (甲级) 、国家环境保护总局颁发的“建设项目环境影响评价证书” (乙级) 、国家质量技术监督局颁发的“中华人民共和国计量认证合格证书”、UKAS颁发的国际质量体系“ISO9001:2000”标准认证证书、中华人民共和国渔业船舶检验局颁发的检测机构认可证书, 还是全国50家绿色食品环境质量定点监测机构之一。此外, 辽宁省司法厅于2006年3月正式批准中心成立司法鉴定所, 现已对外开展涉海司法鉴定工作。
在国家不断加大海洋开发和保护力度的新形势下, 中心积极开展海洋市场开发工作, 支持国民经济建设。共完成了千余项海洋工程类咨询服务项目, 签订合同总额近亿元, 取得了良好的经济效益和社会效益。先后为大连港老港区搬迁改造工程、烟大跨海铁路轮渡工程、曹妃甸电厂工程、大连市长兴岛港区通用泊位工程、大连湾海底隧道工程、大连东港区油品码头及配套设施搬迁建设工程以及辽宁省红沿河核电厂等国家级重大工程作了大量的环境资源调查、工程勘探、海域使用论证、海洋环境影响评价、海洋测绘等工作, 所承担项目全部通过相关主管部门组织的专家组评审, 为各级海洋行政主管部门合理开发海洋资源与保护利用等提供了技术支撑。
海洋环境监测站 篇5
摘要：人类与海洋有着密切的关系，海洋不仅是地球生命的起源地，而且还为人类生活提供所必需的东西。随着人类对海洋的关注，海洋污染问题成为人们关注的焦点，而放射性污染所带来的危害，俨然成为当今海洋污染中迫切需要解决的问题之一；通过了解分析海洋中放射性污染的来源、特点、以及带来的危害，制定有效的监测方法及手段，控制放射性污染扩散，将危害将至最低，保护好我们的海洋。关键词：放射性污染；危害；监测方法；
前言
自1964年我国首次核试验开始后不久，我国便开始对沿海海域的放射性物质进行调查研究，基本上掌握了其相关的信息。通过其变化动态，转移规律及浓集规律，制定相应的放射性废物的排放标准[1]。但由于监测技术以及研究水平的限制，我们对其研究停留在现场采样室内分析或是对放射源定点监测，无法在更广阔的海域进行快速监测分析，从而在海洋放射性污染防治方面存在一定的缺陷[2]。对于海洋核污染等放射性污染问题，成为了各国专家关注的热点，因此通过探寻研究，进一步掌控海洋中放射性污染的监测与防护。海洋放射性污染的来源
据相关统计，海洋放射污染的来源主要以下几个方面： 1.1核污染
随着经济发展和科技的进步，作为国家经济的重要命脉---能源，使得整个世界对其的需求和依赖越来越大，而核能作为新兴能源，受到许多大国的追捧。我们在建和规划中的核电站已超过十座，计划2020年前，将要新建21座。它将是我国未来主要能源供应之一[3]。但同时对于环境来说，也是一大安全隐患。海洋核污染来源途径大多为沿海核设施正常运行或是发生核事故（2011年福岛核电站）时排放的放射性污染物，或是通过径流、大气输送进入海洋而造成海洋放射性污染[4]。1.2 核试验
我们都知道，拥有核能力的国家，不仅仅是政治砝码，同时也是地位的象征。但是由于核具有毁灭性打击，因此现在国际都呼吁无核。但是仍旧有很多国家不顾国际舆论的压力，进行核试验。朝核问题一直是人们关注的话题，自2009年5月25日，朝鲜宣布成功进行了地下核试验，从而引发了我国对核放射性污染的思考。使用核武器或是进行大气层、地面、地下核试验，产生的放射性颗粒通过地表水、地下水或大气传输进入到海洋，而核试验产生的危害物质镮的半衰期为2.8万年，很难消除，因而会造成环境的难以修复破坏[5]。1.3 核武器
近半个世纪的东西方冷战，大量核武器的使用，使得作为前沿阵地的北冰洋备受核污染，同时核燃料泄漏也成为了海洋中放射性污染的主要来源，核武器的拆解和处理成为了专家们头等的问题，据统计，俄罗斯海军核动力潜艇及舰艇年均产生约2，0000m3液态核废料和6，000吨固态核废料。截至2000年，每年产生的废料以20%至30%的趋势上升[6]。并且目前国际海洋法律尚未成熟，因而引发的各种问题也显而易见，海洋核污染问题越来越严峻[7]。1.4 天然放射性物质
海洋天然放射性元素起源于大气、大陆、海底沉积物，由三个界面交换产生，其中主要有铀系、锕－铀系和钍系等天然三大放射系的元素，随着人为产生的含有放射性元素的物质随气流交换及陆地径流的输入，经过沉积富集，从而进入到海洋，成为海洋放射性物质来源之一[8]。海洋放射性污染的特点
海洋放射性污染分为人为产生的放射性污染以及天然放射性元素，而大部分污染的产生为人类活动产生的污染物质。如核能的使用，由于各种原因，使得大量核污染物质进入到海洋。而核污染物质它首先集中于表层海水，在风、浪、流等各种动力因素作用下，逐渐往下移，可到达海面以下几千米深度[9]。
据放射生态学家沃德·维克勒（ward Wink-ler）研究发现，当放射性物质达到一定程度，其产生的辐射剂量将导致海洋生物死亡或是影响它们生育能力[10]。同时放射性污染物质进入海水后，通过海水的潮汐作用，破坏沿岸生态系统。此外海洋空气中含有的放射性物质同样影响整个海洋生态系统的平衡[11]。海洋放射性污染的危害
核污染产生的放射性核素可以对周围产生较强辐射，并且辐射时间相当长，约几千年甚至上万年。它分别通过呼吸道、皮肤伤口即消化道进入人体，严重危害人体健康，难以治愈。一定量放射性物质进入人体后，既具有生物化学毒性,又能以它的辐射作用造成人体损伤，超剂量物质长期作用人体会患发肿瘤、白血病及遗传障碍[12]。同时这些污染物质会严重危及水生生物生存。水中的放射性物质对水生生物的辐射作用，导致生物自身发生基因突变，污染海洋生物群的基金库：微量的放射性元素会在水生生物体内富集，从而污染重的食物链[13]。其实是对海洋生态系统的危害。当水中含有大量的放射性物质时，他们的辐射作用会导致水生生物大量死亡，破坏海洋中生物的多样性，甚至造成海洋生态系统的瘫痪[14]。海洋放射性污染的监测与防护
放射性监测仪器在我国的研制属于落后水平[15]。海洋放射性监测即是海洋中主要污染物放射性核素的监测，主要围绕采样—制样—测量—数据分析等过程进行调查。通过测量海洋中各种介质中放射性核素浓度判断分析污染程度。其中用到的仪器多为分析仪器，包括放射性技术设备、质谱仪、光学仪器等[16]。
随着海洋技术的发展，样品的采集技术有了很大提升，包括机器人系统、海洋自动车等。但是由于放射性监测的经常性与周期性，这些方法无法使用在常规的海洋监测中的到应用。目前主要采用的检测方法为放射性计数方法[17]，但由于海洋环境放射性水平低，反射性计数法的采样制样时常、费用及过程冗杂，从而成为制约海洋放射性监测技术的因素[18]。
面对当前形势，各国均加大力度对放射性监测与防护的研究，分别通过海洋辐射探测器、建立海洋放射性预警系统、海洋放射性监测体系及海洋放射性核素快速富集技术研究等[19]，加强对放射性污染的监测。由于我国在海洋研究方面起步较晚，因而放射性领域研究工作和水平与国际先进国家有明显差距，在应对放射性污染方面，如何更快速反应、现场监测底本底和高灵敏度及预警系统立体网络需要进一步研究。结束语
综上所述，我们可以了解到，当前海洋环境问题尤为突出，海洋放射性污染问题给海洋、给人类带来的危害是巨大。面对海洋放射性污染的防护及治理，我们的研究水平仍旧无法从根本上去解决它。因此对海洋放射性污染的调查研究仍待我们去探索，而如何更好的开发海 洋，保护海洋，也是我们需要研究的重点。
参考文献：
微藻,净化海洋环境的明星 篇6
与陆地上的树木、作物、杂草类似，此类生物具有叶绿素，能够进行光合作用，将二氧化碳和海水中的氮、磷等营养成分合成为自身所需的有机物，同时释放氧气到大气中。它们大多是单细胞生物，故人们称其为单细胞藻类(unicellular algae)；因藻体微小(一般只有千分之几毫米)，人们又称其为微藻(Microalgae)。在分类学上，研究人员常把具有中央体的某些蓝藻类植物(例如螺旋藻等)也归为微藻。
目前，在中国海记录到的海洋微藻约有1800多种。由于不同种类的微藻所含的色素成分(叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等)及比例各不相同，因而呈现出斑斓的色彩：绿藻因叶绿素a、叶绿素b含量丰富而呈草绿色；蓝藻因含较多的叶绿素“藻蓝蛋白呈现蓝绿色；红藻主要含有藻红蛋白而呈现红色或玫瑰红色；硅藻和金藻则因含有较多的叶黄素而呈现出黄色、褐色、金褐色或黄褐色。
小微藻大用途
20世纪50年代以来的研究证明，微藻是海洋中的主要初级生产者，是海洋食物链的基础，驱动着整个海洋生态系统的能量流和物质流，直接和间接地养育着几亿吨的海洋动物，因此在海洋生态系统的物质循环中起着十分重要的作用。海洋微藻一旦受到破坏，将危及其他海洋生物及整个海洋生态系统。
微藻对人类社会的生产、生活也有着十分重要的作用。目前，海洋微藻的开发利用主要集中于以下几个方面，有些用途已达到工业化生产水平，比如：作为人类的营养食品和健康食品；作为可再生生物能源，可通过热解获得生物质燃油，或通过光合作用及其特有的产氢酶系将水分解为氢气和氧气；提取色素、药物及甘油等化学产品；作为水产动物的饵料和禽畜饲料的添加剂。
然而，微藻的用途远不止这些，消除入海污染物、清洁海洋环境便是它们近年来颇受关注的一种新用途。净化海水养殖业废水
在当今集约化海水养殖业中，废水的排放是海水受到污染的一个重要原因。在鱼、虾、贝、蟹等的工厂化养殖和育苗过程中，由于饲料投喂过多，投放的干湿饲料只有约20％被养殖动物食用，过剩的饲料则在养殖水体中扩散累积，引起水体中氮、磷含量升高；同时，养殖动物的代谢作用也会造成水体中氨态氮和有机氮浓度升高。这样的废水一旦排入近岸海域，海水将因无机氮、磷的浓度增加而发生富营养化或产生赤潮，严重威胁到海洋生物的生长。因此，养殖业废水在排放前必须进行有效处理。小小的微藻就能对养殖业废水进行有效净化。
微藻生长期间，各种形式的无机氮和有机氮均可被其所利用，磷则主要以磷酸一氢根和磷酸二氢根的形式被它们吸收。当微藻被引入养殖业废水中时，藻细胞通过光合作用向水中供氧，增加水中的溶解氧，使好氧菌能够不断分解有机质，进而产生二氧化碳，作为藻细胞光合作用的碳源。因此，在净化水质的过程中，人们常将微藻与细菌联合使用，也即我们通常所说的“藻菌共生”。同时，微藻吸收利用氮、磷等营养盐合成复杂的有机质。这就是微藻净化养殖业废水的机理。
微藻光能利用效率高、生长繁殖迅速、产量高等特点，决定了其对营养物质的吸收和累积过程迅速；养殖业废水中的污染物浓度比工业废水和生活污水低得多，所以只要给微藻提供适宜的生长条件(光照、温度、pH值等)，即可迅速改善废水的水质。
中国海洋大学的研究人员将一种绿藻——亚心形扁藻
(Platymonas subcordiformis)引入光一膜组合式生物反应器中，用于去除南美白对虾养殖废水中的氮磷营养盐。通过超滤膜组件良好的分离截留性能，使反应器中保持高密度的微藻细胞(藻密度达到2.51×107个细胞／毫升)。连续运行结果表明，废水中无机氮和无机磷的去除率分别达到83％和95.8％；净化后的水中，无机氮和无机磷浓度均达到《海水水质标准》(GB3097-1997)的二类标准要求，可以循环用于海水养殖，大大减轻了近岸海水的氮、磷污染负荷。
中国科学院大连化学物理研究所发明的专利——“海绵一微藻”集成系统则是首先在工厂化养殖废水中接种微藻，吸收转化海水中无机氮和无机磷为微藻生物量；接种一定时间后，将海绵放到微藻生物量增加的废水池中，滤食微藻。通过微藻和海绵生物的联合作用，污染水体得到净化，过量无机氮、磷营养盐排入海水后引发的富营养化问题也大大减轻。
分解海洋中的有机毒物
有机锡化合物特别是三丁基锡(TBT)涂料是一类典型的内分泌干扰物，也是对人体健康危害最大的化合物之一。三丁基锡涂料曾在20世纪后半叶被广泛用于防止海洋附着生物(藤壶等软体动物)对船体、海洋建筑及钻井平台等的污损。三丁基锡的大量使用，使得沿海各国遇到严重的海洋生物污染问题。这是因为三丁基锡难以被光降解、化学降解和热分解，在自然环境中的残留期长，而且容易在贝类、鱼类等海产品中蓄积。1977-1983年，有机锡污染曾使得法国牡蛎养殖业几乎陷于瘫痪。日本于20世纪80年代进行的全国沿海水产品取样调查发现，有一半以上的样品三丁基锡残留量超过基准值。
如今，虽然大多数国家已明令禁止有机锡涂料的生产和使用，但是，海水和底泥中的有机锡含量仍无明显下降，经由食物链进入人体并产生毒害的威胁依然存在。
科学家普遍认为，当三丁基锡转化为二丁基锡(DBT)或一丁基锡(MBT)后，其毒性将太大降低，然而这种脱丁基反应只有在微藻等微生物的细胞色素氧化酶的催化下才能快速完成。
国内外的研究证实，绿藻门的镰形纤维藻(AilkistDodesmLl8falcatus)、硅藻门的中肋骨条藻(skeletonema costatl)都能将三丁基锡降解为二丁基锡，绿藻门的小球藻(Chlorellavulgaris)则能使三丁基锡分步脱丁基化为二丁基锡和一丁基锡。根据香港科技大学和香港城市大学的研究，将小球藻接种于含100微克／升三丁基锡的培养体系中，14天后，分别有27％和41％的三丁基锡转化为二丁基锡和一丁基锡；采用海藻酸盐制备的固定化小球藻则可在24天内将60％的三丁基锡转化为二丁
基锡和一丁基锡。
吸附重金属废水
随着现代工业的快速发展，大量含有重金属的工业废水以各种途径进入海洋。当溶解性重金属被海洋生物吸收进入食物链后，将对海洋中的高营养级生物甚至人类的健康构成威胁。因此，对这些工业废水进行有效处理，从源头削减重金属的入海量，对于维持良好的海洋环境和人类社会的和谐发展十分必要。
同常规的重金属废水处理方法(化学沉淀、溶剂萃取、离子交换、电化学处理等理化技术)相比，利用海洋微藻作为吸附材料去除重金属具有非常明显的优点：原料价廉易得；不产生二次污染；吸附容量大，重金属去除率高；适于处理低浓度(100毫克／升以下)的重金属废水；被吸附金属的洗脱简便，利于吸附剂再生和金属回收。近年来，利用微藻富集重金属已被认为是一项非常有前途的废水生物净化技术。
有趣的是，虽然活藻体和死藻体都能吸附废水中的重金属离子，但是，利用死藻体吸附重金属离子比活藻更为简便、经济和高效。这主要是因为，利用活藻体吸附处理重金属废水时，需要供给它们一定的养分，这些营养成分有可能导致水中的有机污染物含量增加；而且废水中的有毒元素能够抑制藻细胞生长，使得处理周期延长；另外，活藻体将部分重金属吸入细胞后，增大了重金属回收的难度。
死藻体则不同于活藻体，其吸附重金属的机理是：藻细胞壁上的多糖、蛋白质、脂类等生物大分子具有羟基、氨基、巯基、磷酸基、咪唑基等带负电荷的官能团，可通过络合作用或静电引力结合重金属阳离子，降低水中溶解态重金属离子的浓度。
由于死藻体不存在活藻体的上述缺陷，而且其细胞壁的破坏使得细胞内更多的官能团暴露出来，与金属离子接触的面积也加大，吸附能力明显增加。例如，螺旋藻干粉(死藻体)比新鲜藻(活藻体)能富集更多的三价铬；叉鞭金藻干粉对铜离子的去除率高于新鲜的藻液。
目前的研究发现，微藻能有效去除多种重金属离子，且具有相当高的富集效率，对锌、汞、镉、铜、铅等金属离子的富集倍数可达数千倍，适于作为工业重金属废水的高效“清洁剂”。死藻体吸附达到饱和后，可利用少量乙二胺四乙酸(EDTA)溶液或盐酸溶液，使其中的重金属在数小时内快速解吸并进行回收再利用。广阔的应用前景
海洋中的微藻种类数以万计，它们的个体虽然只是一个简单的细胞，却对有毒物质具有强大的吸收、吸附和降解作用，并以此净化受到污染的近岸海域环境，保证海洋生态系统的平衡与稳定。随着现代生物技术的发展和新的环境问题不断出现，可以预见，在未来的海洋环境保护中，小小的微藻将展示出更多更具魅力的用途。
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海洋生态环境监测艇技术研究 篇7
小型海洋生态环境监测艇相比其它监测方式，具有小型化、快速、经济等优点，既可以进行常规监测，又能快速反应赶赴现场。集成国内海洋生态监测仪器，该类仪器无需添加试剂，不产生二次污染，经过标准化和产品化设计，增加其可靠性和环境适应性，能够实现海洋生态要素的实时、快速监测。监测艇具有小型、快速、灵活、成本低的优点，特别适合在我国近岸环境情况各异、快速变化的环境监测工作中使用，可以快速提高海洋环境监测能力，有效推动海洋监测设备产业化发展。
小型海洋生态环境监测艇既可以进行周期性巡航监测，又必须能对突发事件快速反应;既能在近海活动还能跟随移动目标进行监测。所搭载仪器在海上恶劣环境中必须能正常运行，工作稳定、测量可靠;多台仪器同步工作，无人值守，必须有自动、可靠的水样处理系统。系统集成中，必须考虑测量数据如何直观、形象地显示在监控工作站上。为了保证信息能安全、准确地发送回控制中心，对于通信必须做全面的安全性技术研究。
2 国内外发展
世界多数发达国家经历了“牺牲环境、发展经济”的阶段后，在环境保护方面采取了严格的措施，以防为主、注重保护，基本上没有严重的海洋环境污染，因此与环境保护有关的快速监测技术发展缓慢，也缺少类似的小型海洋生态环境监测艇。
目前国内外主要利用大型监测船、浮标及岸站对海洋生态环境进行监测。大型监测船出海准备周期长、成本高，数据测量实时性差;而近海浮标与岸站则无法移动，属于定点监测，搭载仪器不能进行环境参数的测量。
在海洋生态监测仪方面，自上世纪60年代末期，国外已相继开展海洋污染监测研究，进行过多项海洋污染调查和监测计划，经过多年的发展，污染监测技术有了较大进展，现已发展到较高水平，并向实用阶段发展，如美国、日本、德国、法国等国家的综合水质仪、水质自动监测浮标、海上油污监视系统等都已在海洋现场进行试用和使用。
在国内，由于海洋污染监测技术的研究尚处于起步阶段，主要仪器设备要依靠进口。尽管近几年在理化监测技术、生物监测技术方面有所进展，但是实际仪器的模块化、集成化程度低，自动化和智能化水平不高，存在明显不足，难以形成成熟产品。
3 监测艇设计关键技术
与浮标监测、岸站监测等监测方法相比，小型监测艇可以在巡航范围内的任意地点进行水质、底质和污染等环境参数的测量，不留死角。既可以在海上进行周期性巡航监测，又可以响应突发事件，快速应急，还能对陆源排污口、海上流动源及海岸工程等进行监测和污染源追踪，兼顾整体与重点区域。其关键技术包括:
(1)监测艇总体结构及耐波性、稳性设计，提高监测艇的耐波性及稳性，满足仪器在一定风浪条件下运行对平稳性的要求，避免波浪的扰动而产生摇荡运动以及上浪、飞车等现象，监测艇具有良好的慢速性能与抗搁浅性能，能在浅海以及河口、排污口等小范围区域内正常工作。
(2)海水自动化采样、进样、样品分配系统及废水回收系统的研究，设置合理的自动采样、进样、分配以及废水回收系统，实现统一采样、管线自动进样、废液自动回收、管线和仪器自动清洗。
(3)数据采集、处理、通信和仪器设备的集中监控技术研究，采用“总线传输、交互方式”完成相互间数据和命令的交换与传输，使仪器设备正常同步工作，采用多进程/多任务设计进行数据采集和监控，全部集中于统一的界面下。数据经卫星通讯发往岸站的控制中心，进行岸站的数据显示、存储等。小型海洋生态环境监测艇功能如图3所示。
4 结论
小型海洋生态环境监测艇配备各种现场快速检测仪器，不需要采样回实验室分析就能直接检测出海水COD、TOC、重金属元素、多种有机污染物、总磷、总氮、营养盐、盐度、浊度、叶绿素等海洋生态环境参数。配合监测艇的自动采样系统，仪器运行无需专人值守，即可连续获取数据。监测艇所搭载的仪器不需要大量前期调试和配备多种试剂，对突发事件反映迅速。监测艇检测的所有数据通过卫星通信方式，将数据实时发回陆地的控制中心，作为海洋灾害预警系统的组成部分，为海洋管理部门快速应急提供有力的数据支持。
小型海洋生态环境监测艇具有集成化、自动化、系统化和智能化等优点，能够满足海洋环境监测快速、实时的要求，经进一步开发，可改装成其它功能的水面综合监测系统，可以配合卫星遥感、浮标、潜标、岸站等其它海洋监测手段，使我国的海洋监测从“点”到“面”，建立起海洋生态环境的时空联系，形成立体海洋监测网和海洋灾害预警系统。通过监测艇的实时、快速的近海环境监测，建立有关我国近海领域生态环境综合参数数据库，可以对防污、治污、环境治理提供数据支持，具有广阔的市场应用前景。
参考文献
[1]徐玉如,苏玉民,庞永杰.海洋空间智能无人运载器技术发展展望[J].中国舰船研究,2006,1,(3):2-4.
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[3]余成波.传感器与自动检测技术[M].北京:高等教育出版社,2009.
[4]周亦武.智能仪表原理与应用技术[M].北京:电子工业出版社,2009.
海洋环境监测站 篇8
关键词：小麦岛,海洋环境监测站,综合开发项目,影响评价
随着我国海洋事业的发展, 一些港口工程及滨海旅游项目离海洋观测站的距离越来越近, 一定程度上会对海洋水文、气象和大气要素观测造成影响。笔者以小麦岛综合开发项目为例, 依据有关法律、法规及有关规范的要求, 运用数值模拟和统计分析等方法, 分析评价了项目建设对小麦岛海洋环境监测站观测环境的影响, 并为海洋环境监测站的搬迁工作提供依据。
1 小麦岛综合开发项目简介
小麦岛位于青岛浮山南麓海滨, 面积0.2 km2, 距海岸约200 m。根据青岛市政府的综合开发规划, 将在小麦岛区域实施综合开发项目, 对小麦岛进行整体改造。该开发项目包括:在小麦岛南侧海域建设两个人工岛———新月岛和七星级标志性豪华酒店所在的人工岛, 并通过跨海大桥与小麦岛连接, 同时对小麦岛本岛和小麦岛北部海岸线进行改造等内容。考虑到国家海洋局小麦岛海洋环境监测站的验潮井和气象观测场是海洋环境监测的重要基础设施, 必须保证监测数据的代表性和连续性, 因此小麦岛监测站气象观测场、验潮井保留在原址, 波浪观测室移至新填成的人工岛———新月岛上。
2 国家海洋局小麦岛海洋环境监测站现状
小麦岛海洋环境监测站于1959年建站, 是国家海洋局北海分局设置在青岛地区从事海洋环境、海洋灾害监测和海洋科学实验的基层台站, 也是国家级的海洋环境监测示范站。主要承担海洋水文、气象观测和海洋大气环境监测, 同时还担负着我国海洋仪器设备的中试试验、国家重大课题船舶监测联调实验及二氧化碳岸基站监测等工作。建站50年来, 小麦岛海洋环境监测站通过对青岛沿海海域长期、连续、动态地监测, 获取了大量具有代表性的水文、气象观测数据。在海洋防灾减灾、经济建设、交通运输、科学研究和国防建设等工作中发挥了重要作用。小麦岛海洋环境监测站观测基础设施全部按照国家标准规范要求建设, 观测要素代表性好, 主要体现在以下几方面。
(1) 气象观测场位于小麦岛海拔29.8 m处, 四周没有公路、工矿、烟囱、高大建筑物, 观测场四周空旷且较为平坦、视野宽广, 观测要素能较好地反映该区域较大范围气象要素的特点。
(2) 波浪测点海拔高度适宜, 观测视角较大, 其前方海域开阔, 无暗礁等障碍物, 现有测波楼面积约234.5 m2。波浪观测浮标抛设处离波浪观测室约800 m。海底比较平坦, 观测的波浪要素能较好地反映该海域较大范围波浪的特点。
(3) 验潮井为双井结构, 外井主要进行水温、盐度观测, 内井进行潮汐观测, 井体设有多个进水孔与外海畅通, 受波浪影响较小, 其海底平坦, 底质坚实, 冲刷、淤积比较轻微, 最低潮时水深在1 m以上。
3 临近海域的基本情况
小麦岛海洋环境监测站附近海域是海洋产业非常集中的海域, 有港口航运、滨海旅游、海水养殖和海洋渔业等海洋产业。小麦岛海洋环境监测站附近海域海洋产业分布及开发利用现状 (图1和表1) 。
3.1 航道
(1) 海上旅游观光航道:距拟建新月岛南部边缘0.2 km, 是小型旅游船舶航道。
(2) 青岛港主航道:距离拟建新月岛南部边缘4.5 km, 是各种船舶进出青岛港的主要通道。
3.2 银海大世界游艇码头
该码头是青岛浅海旅游东段重要的旅游码头, 同时也为青岛水上奥运会分会场提供相关的服务设施。
4 小麦岛综合开发项规划方案概述
(1) 总体方案
小麦岛综合开发项目共分7个区域, 总占地面积46.51 hm2, 如图2所示。主要包括: (1) 麦岛路西地块, 用地面积为7.63 hm2, 规划建设用于办公、商业、旅游的4层以下建筑 (图2中A区) ; (2) 麦岛路东地块, 用地面积为10.3 hm2, 规划建设用于办公、停车场、商业的4层以下其中岸边用地控制在3层以下的建筑 (图2中B区) ; (3) 小麦岛规划路西侧用地, 用地面积约4.65 hm2, 规划建设4层以下用于旅游、商业及配套的服务设施 (图2中C区) ; (4) 小麦岛规划路东、小麦岛北侧用地, 这一地块用地面积约2.8 hm2, 规划建筑面积19 300 m2, 建设4层以下用于文化中心、会议中心设施 (图2中D区) ; (5) 小麦岛规划路东、小麦岛南侧地块, 用地面积约6.13 hm2, 规划建筑面积59 700 m2, 规划建设4层以下用于酒店、商业及配套的服务设施 (图2中E区) ; (6) 新月岛, 用地面积为14 hm2, 规划建筑面积为122 900 m2, 建设度假酒店、商业及服务设施, 建筑控制在4层以下 (图2中F区) ; (7) 西侧填海地, 用地面积1 hm2, 规划建筑面积35 000 m2, 根据方案和其他控制要求确定建设酒店及服务设施 (图2中G区) 。
(2) F区和G区人工岛建设内容
F区为扇形人工岛, 是本工程的主体工程, 外侧设有护岸, 北侧设有私人游艇码头, 并通过两座跨海大桥分别与小麦岛、G区相连接。岛上建筑物主要为～层产权式酒店。
G区为圆形人工岛, 是七星级标志性豪华酒店所在地, 酒店为45层高。G区外侧设有护岸, 并通过跨海大桥与F区相连接。
考虑到小麦岛与新建人工岛之间的水体与外海水体之间的交换, 依据有关研究成果, 平均低潮位时小麦岛与F区护岸之间的间距为150 m, 效果图见图2。F区护岸总长度为2 210 m, G区护岸总长度为338 m, G区离小麦岛海洋环境监测站气象观测场的最近距离约390 m。
根据《小麦岛综合开发项目填海工程海域使用论证报告》的测算结果, 小麦岛综合开发项目F人工岛填海占用海域面积为25.716 9 hm2;G人工岛填海占用海域面积为3.069 7 hm2。
5 附近海域海洋地质地貌条件
5.1 地形地貌概况
小麦岛海洋环境监测站位于小麦岛南侧。区内基岩出露面积较大, 岩性主要为中生代燕山期花岗岩, 其次为后期沿构造线充填的细晶岩脉、花岗岩脉和辉绿岩脉, 这些基岩是构成海岸、海中岛礁的主要“基底”。受区域构造控制, 海岸曲折, 岬湾相间, 海蚀地貌发育。
小麦岛前海底礁石出露, 水深变化快, 海底地形坡度为5°左右, 总体上由岸向海倾斜。近岸礁石出露, 海底微地貌凹凸不平, 离岸300 m外水域为胶州湾湾外潮流深槽。该深槽水深大于20 m, 属涨潮槽性质, 形成于全新世海侵初期, 多年来冲淤平衡, 底床稳定。小麦岛两侧水深变化平缓, 2 m、5 m、10 m等深线成凹弧状逐渐向外分布。
5.2 地质概况
小麦岛及其周边底质沉积物主要有淤泥、黏质粉土、细砂、贝壳细砂粉土混合和裸露基岩等5种类型。近岸海域主要分布在裸露基岩区域, 基岩岩性为花岗岩。小麦岛西侧为细砂分布区, 东侧为贝壳细砂粉土混合区域, 两区域内沉积物厚度较薄。
5.3 海底沉积物
麦岛外围距岸150～300 m的范围内分布着大片基岩, 无松散沉积物覆盖。基岩外围分布着细砂、淤泥、贝壳细砂粉土混合物质以及黏质粉土。两侧小海湾湾顶地带有中粗砂和砾石分布, 沙源不丰富, 目前岸滩略有侵蚀。
小麦岛附近海域东、西两端海底有松散沉积物分布。其西端表层主要为细砂, 但沉积物厚度小;其东端海底表层为贝壳细砂粉土混合物质, 局部有淤泥, 但沉积物厚度小, 均不超过几十厘米。
5.4 泥沙来源
小麦岛地处市南区和崂山区交界附近, 属城市区域, 附近没有大河来沙。
6 开发工程对海洋水文观测要素影响预测与评价
小麦岛区域综合开发项目填海工程将改变小麦岛及周边海域的自然环境。因此采用数值模拟的方法对工程前后潮汐和潮流场进行数值模拟, 并分析评价工程建设后对小麦岛海洋环境监测站附近海域水文观测要素的影响。
6.1 工程建设对潮流的影响预测与评价
6.1.1 模拟区域及计算参数
采用POM二维嵌套模式。控制方程采用矩形网格有限差分法求解。开边界的水位边界条件参照日本海岸厅1984年出版的调和常数表和渤黄东海水文图集 (水文1993) 得出, 共取4个主要分潮 (M2、S2、O1、K1) 。模式设置3层嵌套:第一个范围为渤黄东海, 模拟范围为24°20′～41°10′N, 117°20′～130°10′E, 网格距为1/24经纬度;第二个范围为山东半岛至盐城海域, 模拟范围为33°3′～37°10′N, 119°～122°39′54″E, 网格距为1/240经纬度;第三个范围为小麦岛附近海域, 模拟范围为35°53′12″～36°12′N, 120°8′30″～120°31′54″E, 网格距为1/2 400经纬度。有关POM的细节及该模式的发展可参阅Mellor G L等[1,2,3]和Blumberg A F等[4,5,6], 在此不再详述。
6.1.2 潮流、潮汐的模拟结果检验与分析
(1) 模拟结果检验。利用上述模式对工程及其附近海域进行潮流、潮汐数值模拟。提取小麦岛海洋站位置模拟计算值与实测值进行对比, 验证数学模型的可靠性。图3是模拟区小麦岛海洋站潮位实测值与模拟计算值的比较图, 由图3可以看出, 潮位变化基本一致, 吻合较好, 这说明该计算模式能较好地再现该海区的实际潮汐状况, 可以用于对本海区的海流、潮汐进行预测分析。
(2) 工程前后潮流模拟结果分析。图4和图5为工程建设前后落急和涨急时流矢量对比图。从图4和图5中可以看出, 工程前后小麦岛附近海域均呈明显的往复流特征, 高潮时流速较小、流向较乱;落急时流速较大, 最大值约为90 cm/s, 流向为E—NE向, 平均流速约为45 cm/s;低潮时流速较小、流向较乱;涨急时流速较大, 最大值约为120 cm/s, 流向为SW—W向, 平均流速约为50 cm/s。
由于工程的建设, 验潮站附近海域流场发生如下变化:落急时在工程的东侧和西侧都存在流速减小区, 流速最大约减小90 cm/s;东南侧存在流速增大区, 最大约增加15 cm/s。水道内流速最大值约为25 cm/s (图6) , 位于验潮站附近, 比工程前约减小20 cm/s;涨急时在工程的东侧和西侧存在流速减小区, 流速最大减小约110 cm/s, 工程的西南侧存在流速增大区, 流速最大增加约15 cm/s, 水道内的最大流速约为/ (图) , 位于验潮站附近, 比工程前增大约15 cm/s。流向变化方面, 落急和涨急时验潮站的西侧和西南侧潮流均呈顺时针旋转, 东侧和东南侧潮流均呈逆时针旋转。
通过以上分析可以看出, 工程建设对小麦岛海洋环境监测站验潮井附近海域潮流影响较大。
6.2 工程建设对潮汐观测的影响分析
图8是小麦岛填海工程前后潮汐的模拟结果。从图8中可以看出:工程前后小麦岛验潮站的水位曲线变化规律几乎一致。工程后比工程前水位略有升高, 最大值约0.9 cm, 最大值出现在涨。由此可知, 工程建设对潮汐影响很小。
6.3 工程建设对海水温度、盐度观测结果的
影响分析
根据规划, 小麦岛海洋环境监测站验潮井在原址不动, 验潮站以南保留低潮线至人工岛为150m宽的水道。虽然数值模拟结果表明:人工岛建设对小麦岛与人工岛之间水道内海流的影响较大, 但仍保持了海水的流动性, 若工程建设过程中及营运期间严格执行《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国海洋环境保护法》的有关规定, 生活污水全部汇入城市管网, 人工岛建设对验潮站海域水温和盐度影响不大。
7 气象要素观测影响分析
7.1 陆域建筑物的影响
小麦岛综合开发项目实施后, 小麦岛气象观测场保留原址, 即位于项目规划中的E区 (图2) , 以西为C区, 以北为D区。小麦岛综合开发项目C、D、E区的建筑物均低于4层。按照《气象探测环境和设施保护办法》规定, C、D、E区的建筑物若为孤立建筑物, 观测场围栏距建筑物最近点的距离与建筑物最高点超出观测场地面的高度的比值应大于等于3, 或障碍物遮挡仰角不大于18.44°。C、D、E区的建筑物若为成排建筑物, 观测场围栏距建筑物最近点的距离与建筑物最高点超出观测场地面的高度的比值应大于等于8或障碍物遮挡仰角不大于7.13°[7]。C、D、E区的建筑物若按此要求设计, 则符合有关规范要求, 视为无影响。
7.2 道路建设对气象观测场的影响
按照《气象探测环境和设施保护办法》规定, 与公路路基距离须大于30 m。因此, 规划中小麦岛道路路基离气象观测场的距离若按此规定设计, 则符合规范要求, 视为无影响。
7.3 人工岛建设对气象观测场的影响
规划中F区建筑大都低于4层, 且距气象观测场较远 (约336 m) , 因此F区建筑对气象观测基本无影响。
G区建筑为45层孤立建筑, 陆域回填高程为10.0 m, 离气象观测场最近距离约390 m。按照《气象探测环境和设施保护办法》规定, 观测场围栏距建筑物最近点的距离与建筑物最高点超出观测场地面的高度的比值应大于等于3, 或障碍物遮挡仰角不大于18.44°。根据上述规定, G区建筑物的海拔高度若不高于160 m, 则符合规范要求, 视为无影响。
8 工程对波浪观测影响分析
由于新月岛的建设直接影响了波浪观测, 因此, 北海分局要求建设方将波浪观测楼移至规划建设的新月岛南部视野开阔地域, 高度应高于两侧建筑物, 临海视野不小于180° (图2) 。
8.1 施工期波浪观测影响分析
施工期间, 为保证波浪观测资料的连续性, 该站临时使用遥测浮标作为波浪观测手段, 数据采用无线传输, 因此项目施工期对波浪的无线传输不会有影响。
8.2 项目建成后对波浪观测的影响
8.2.1 对人工观测波浪的影响
假如搬迁后的波浪测点位置如图2所示, 观测视野比原来更加开阔, 对人工波浪观测比较有利, 代表性提高。
8.2.2 对波浪观测的影响
从工程海域海洋产业分布看出, 新月岛南部约0.2 km处为海上观光旅游航道, 航道宽度约300 m。由于观光旅游船只一般较小, 航速较慢, 过往船只引起的涌浪也较小。青岛港主航道离新月岛南部边缘约4.5 km, 距离较远, 因此, 若将波浪浮标布置于新月岛南1.0～1.2 km处, 既能满足《海滨观测规范》的要求, 又避开了航道。营运期间, 浮标至测波楼之间将铺设海底通信电缆, 根据《海底电缆管道保护规定》, 为保护测波浮标和海底电缆的安全, 应在浮标周围和电缆两侧设置500 m的保护区[8]。
9 工程建设对海洋大气监测影响分析
小麦岛海洋环境监测站海洋大气测点属岸基监测点, 海洋大气监测项目主要有海洋大气悬浮颗粒物监测中的总悬浮颗粒物、铜、铅、镉、锌、硫酸盐、营养盐, 海洋大气降水检测中的电导率、pH、营养盐及硫酸盐等。小麦岛海洋环境监测站海洋大气测点若建设于规划中的新月岛新建测波楼顶, 与原观测点位置周围环境接近, 工程建设对海洋大气观测影响变化不大。
1 0 泥沙冲淤影响预测与评价
该海域水域开敞, 波浪作用强、水流流速大, 泥沙来源少, 水体悬沙含量低、处于自然侵蚀状态下。本工程拟在小麦岛外侧修建弧形构筑物, 构筑物大部分建于裸露的基岩海底, 仅东、西两端海底覆盖有薄层的松散沉积物。构筑物和小麦岛之间的间隔水域海底没有松散沉积物覆盖。
施工期, 建设方如果按照先护岸围堰后回填的方式施工, 则对验潮井的淤积影响较小。但应加强对风暴潮、巨浪等自然灾害的预警和防御, 避免造成围堰坍塌, 导致验潮井的淤积。
工程修建后, 不会改变附近海域的海底地貌格局, 构筑物局部由于水流、波浪作用的改变, 海底地形稍有变化, 但由于沉积物厚度有限, 加之该海域水深较深, 一般的波浪掀沙作用有限, 因此工程引起的海底冲淤变化很小。工程前后小麦岛海洋环境监测站验潮井附近海域冲淤变化不明显。
1 1 结果与讨论
通过以上分析, 小麦岛区域综合开发项目对小麦岛海洋环境监测站观测要素的主要影响如下。
(1) 对流场的影响:潮流数值模拟结果表明, 由于工程的阻挡, 项目建成后对验潮井附近海域流速影响较大。
(2) 对潮汐、水温、盐度的影响:数值模拟结果表明, 工程后比工程前水位最大升高0.9 cm。虽然人工岛建设对小麦岛与人工岛之间水道内的海流影响较大, 但仍保持了海水的流动性, 因此如果工程建设期和运营期严格执行国家的环保法规, 人工岛建设对验潮站海域水温、盐度和潮汐影响不明显。
(3) 对气象观测要素的影响:规划中F区建筑大都低于4层, 且距气象观测场较远规划中F区建筑大都低于4层, 且距气象观测场较远 (约336 m) , 因此F区建筑对气象观测基本无影响;若C、D、E、G区的建筑物离气象观测场边缘的距离满足《气象探测环境和设施保护办法》和《地面气象观测规范》规定, 则小麦岛改造项目对小麦岛海洋环境监测站海面能见度、空气温度、空气湿度、气压、风向、风速、降水量和天气现象等气象观测要素的影响在规范允许的范围内。
(4) 对波浪观测的影响:若搬迁后的波浪观测楼位于如图2所示位置, 则观测海域比原来更加开阔, 对人工波浪观测比较有利, 代表性提高。若将波浪浮标布置于新月岛南1.0～.处, 既能满足《海滨观测规范》的要求, 又避开了航道。
(5) 对海洋大气监测影响:小麦岛海洋环境监测站海洋大气测点若建设于规划中的新月岛新建测波楼顶, 与原观测点位置周围环境接近, 工程建设对海洋大气监测影响变化不大。
(6) 对冲淤的影响:小麦岛以南海域属泥沙来源不丰富段, 加之工程构筑物与小麦岛之间的间隔水域水深较深, 海底基岩裸露, 抗侵蚀能力强, 工程后依然保持水流畅通, 因此工程建成后验潮井附近海域侵蚀、淤积变化状况不明显。
参考文献
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[7]中国气象局.气象探测环境和设施保护办法[Z].2004.
海洋环境监测站 篇9
我国拥有漫长的海岸线, 海洋资源极为丰富。科学、合理地开发海洋资源, 是我国发展经济, 建设有中国特色的社会主义伟大事业的重要任务内容。特别是改革开放以来, 我国以建设海洋强国为目标, 积极推动海洋资源开发建设, 取得了极为显著的效果, 在搞活沿海地区经济方面发挥出巨大的积极作用。开发海洋资源, 发展海洋经济, 前提是要精准掌握海洋环境动态变化情况及相关内在规律。这正是海洋环境监测工作的重要职责。我国海洋监测工作起步于建国初期, 与共和国同步成长, 经过半个多世纪的发展, 日臻成熟, 已经成为我国环境监测体系中的重要组成部分。
1 当前我国海洋环境监测工作中存在的主要问题
五十多年来, 我国海洋环境监测工作实现了长足的进步, 在国家经济建设、环境资源开发与保护和抵御自然灾害方面取得的显著成效。但在实际工作中, 在体制机制、技术措施方面还存在许多问题, 限制了海洋环境监测工作质量的提高。具体存在如下几方面问题。
1.1 管理体制有待完善
海洋环境监测工作是一项跨领域的综合性学科, 具有很强的时效性、技术性和综合性。由于涉及范围广, 影响因素多, 运用资源巨大, 海洋环境监测工作的顺利开展, 离不开科学、完善、高效的管理体制和运行机制。当前我国海洋环境监测工作管理体制尚未完善, 在具体工作中还存在很多缺陷和不足。对高效顺畅开展海洋监测工作造成了一定程度的负面影响。建立健全管理体制, 是我国海洋监测事业面临的一项关键性工作, 对于海洋监测事业今后的健康发展具有着十分重要的深远影响。管理体制的建立, 需要坚实的制度保障。目前, 我国海洋环境监测工作在职能明确、人员考核、监测网络建设、海洋灾害及海洋污染事故损害评估方面亟待完善和规范。
1.2 监测人员业务素质有待加强
海洋环境监测是一项技术性要求极高的工作。海洋环境监测主要是对海水、水文、地质、大气等进行监测, 收集、整理并分析相关信息, 以供相关工作决策参考。具体工作中需要使用大量现代化高科技监测设备, 对于工作人员的业务水平要求较高。此外, 海洋监测工作费用较多, 工作容错率较低, 进一步提高了对业务人员的技能水平要求。当前我国海洋环境监测工作环境恶劣, 工作经费紧张, 不仅影响了监测设备及时更新换代, 更对培养技术人才, 打造稳定的监测人员队伍十分不利。许多监测工作人员没有经历过系统的专业培训, 业务水平不高, 对于监测手段、设备不熟悉, 影响了海洋环境监测工作的高效开展。
1.3 技术手段有待加强
海洋环境监测属于综合性应用学科, 各种监视、勘测工作都依赖于科学的技术方法和先进的监测设备才能得以顺利进行。几年来, 我国海洋环境监测技术研发工作取得了一定程度的进展, 例如容量总量控制区监测技术、病虫害检测技术、难降解有机物分析技术、生理与遗传学指标监测技术、赤潮毒素与贝毒监测技术等都达到了世界先进水平。但总体而言, 和不断提升的工作需求相比, 和发达国家相比, 我国海洋环境监测技术还存在很大差距。特别是我国海洋监测机构工作经费、研发经费缺乏, 严重滞缓了我国海洋监测技术的发展。许多技术尚处于开发阶段, 短期内不能正视投入使用, 发挥应有效用。
1.4 监测网络需要进一步拓展
随着我国经济发展水平的提高, 特别是海洋经济建设工作的深入推进, 海洋监测工作需求日益增加, 但海洋监测网络建设工作相对滞后, 整个海洋监测网络发展水平甚至呈现出逐年下降势头。这和海洋资源开发建设事业大局正相违背。目前, 我国沿海各大城市已经开始逐渐建立、完善海洋环境监测机构, 重组全海网成为一种必然趋势。
2 海洋环境监测工作的发展对策
2.1 坚持依法治国方针, 推动海洋环境监测制度体系建设
各级政府及相关管理部门要高度重视海洋环境监测工作的制度体系建设。国家海洋局、环境保护部等海洋管理职能部门要充分发挥管理部门的行政职能, 牢固树立依法治国理念, 从源头着手, 通过立法的方式, 完善海洋环境监测工作管理体制和运行机制, 通过法律的手段为海洋环境监测工作的顺畅开展夯实制度保障。要依法明确海洋环境监测工作的职能和地位, 切实落实国家关于海洋环境监测工作的各项方针、政策、办法、措施。依法规范海洋环境监测行为, 确保海洋环境监测工作和谐有序开展。要建立全国性的海洋环境监测管理体系, 将各地区海洋环境监测工作纳入国家的统一管理之下。管理部门要加大管理、监督、引导、协调力度, 各地区的海洋环境监测机构和管理单位要在国家海洋管理部门的调度和管理下积极配合, 协调运作, 形成工作合力, 以提高各地海洋环境监测工作效率, 避免重复工作、浪费资源或监测缺位情况的出现, 营造和谐的海洋环境监测秩序。在具体细节上, 要不断完善海洋环境监测工作执行细则和办法等相关配套制度, 比如海洋监测报告制度、海洋监测人员持证上岗制度、海洋环境监测有偿服务制度等, 以此不断完善, 形成科学完善、切实高效的海洋环境监测制度体系。
2.2 打造一支作风优良、技术过硬的海洋环境监测人才队伍
针对我国目前海洋环境监测人员业务素质水平不高, 队伍稳定性差的情况, 要下大力气抓好监测人才队伍建设。首先要对现有监测人员加大专业知识技能培训力度, 根据监测工作的具体需求, 系统开展相关学科的培训、教育工作。同时, 通过一系列具有吸引力的措施引进一些高素质的专业技术人才, 形成梯队建设, 推动我国海洋环境监测队伍的良性发展。要加强海洋环境监测队伍间横向的交流和学习, 利用各自技术优势实现互补, 从而提高我国海洋环境监测队伍的整体技术水平。
2.3 落实监测工作质量控制措施
通过科学的管理方法, 加强海洋环境监管工作质量管理。相关监测工作管理部门要充分认识到海洋环境监测工作的重要意义, 加强对海洋环境监测的重视程度, 采取有效措施, 不断强化监测工作管理力度, 提高监测工作质量。通过完善制度体系建设, 把质量控制的理念贯彻到各地海洋环境监测中去, 融入到监测工作的具体执行过程中去, 形成监测工作质量控制常态化管理, 实现持续提高监测工作质量的目的。
3 结束语
我国海洋环境监测工作任重道远。随着我国经济体制改革和产业结构调整的深入推进, 海洋资源开发与管理在国家建设体系中的重要性与日俱增。各级政府和管理部门应充分认识到我国海洋环境监测工作中存在的问题, 加大深层次原因的分析探究, 制定、实施针对性解决措施, 不断完善监测工作制度体系建设, 加大资源投入, 推动海洋环境监测技术的升级换代, 做好监测人员队伍建设, 从而推动我国海洋开发与利用工作的不断前进。
参考文献
[1]王宝峰, 时文博, 王秀芹, 等.浅谈我国海洋环境监测及改进措施[J].天津水产, 2013 (1) :19-22.
[2]辜汉华.沿海地区环境监测工作分析[J].资源节约与环保, 2013 (5) :151-152.
海洋环境监测站 篇10
关键词：物联网,海洋环境监测,信息系统软件
1 项目背景
物联网技术在我国海洋环境监测领域的应用还处于起步阶段, 目前还没有一个完整的基于物联网技术的海洋环境信息系统构架、监测设备和系统软件的解决方案。
2 项目技术实现依据
2.1 设计思想
本项目的海洋环境监测系统体系构架、海洋环境测量仪和海洋环境信息系统软件的设计主要依据国家工信部电信研究院起草的“物联网概述标准草案 (标准编号Y.2060) ”和相关海洋行业标准。依据标准进行硬件和软件设计时, 结合自身相关产品技术和经验积累 (“一种用于物联网系统的通用数据终端装置”专利和“海洋生态环境信息系统软件”著作权) , 也借鉴国内外其它海洋监测厂家的相关海洋监测仪器产品的成功经验和失败教训。
2.2 关键技术的实现
2.2.1 海洋环境多参数测量技术的实现
本项目针对海洋环境监测传感器和多种类通信装置特性, 通过通用信号调电路和接口电路, 及更多外设驱动和应用程序, 满足传感器和通信装置的通用适配及信号处理需求。该技术在自动气象站产品上得以实现。
2.2.2 海洋环境信息化系统软件技术的实现
按照软件工程理论, 采用GIS系统原理, 建立一个包括地理信息属性数据库、系统设备信息属性数据库和动态测量信息数据库, 以及数据处理和实时显控应用软件的系统软件构架, 通过应用软件实现通信控制、数据融合信息处理、信息预测预报等功能。该技术在福建海洋预报台的海洋生态环境信息系统软件上得以实现。
2.2.3 结构设计和恶劣环境适应技术
海洋仪器应具备高低温、雨淋、湿热、盐雾和腐蚀的耐受能力。借鉴以往海洋产品的经验, 电路元器件采用工业级器件, 电路模块进行三防处理;机箱结构采取密闭设计, 热传导散热, 表面三防处理。
3 项目主要研究内容
3.1 海洋环境信息化系统体系构架
作为物联网系统构架的海洋环境信息化系统, 信息通信传递的报文格式和协议是项目最重要的研究内容之一, 应进行专门论证和研究, 并优先形成确定的结果报告—《海洋环境信息化系统信息通信传递报文格式和协议》, 以便指导和规范前端智能装置 (海洋生态环境监测仪) 和后端海洋环境信息化软件中的数据交换、传输格式与规则。
3.2 多参数海洋环境监测仪器技术
海洋环境监测仪器的主要研究内容是多种类传感器的通用适配连接、通信和控制装置的通用适配连接, 以及基于嵌入式计算机的信号采集和处理技术。
3.3 海洋环境信息化系统软件技术
海洋环境信息化系统软件决定该系统的功能和服务保障能力, 包括三个层次的三个版本软件:用于海洋监测站的“海洋环境监测终端软件”, 用于分局和地方海洋部门的“海洋环境信息分中心软件”, 用于国家局的“海洋环境信息中心软件”。
3.4 海洋环境监测传感器技术
海洋环境监测传感器是该系统最重要的内容之一, 国内器件和材料等一些基础能力的不足, 多数环境监测传感器不得不依赖进口。因此, 本项目将依据国内实际情况和能力, 针对性的开展传感器的研究和开发工作。
4 项目技术路线
4.1 多参数海洋环境监测仪技术
4.1.1 海洋环境传感器
由于是海洋环境监测仪的关键部件, 其可靠性、稳定性和测量精度决定整个系统的综合监测性能。本项目中, 物理参数传感器采用自制和配套国内优质产品方式解决;项目实施初期, 化学参数和生物参数传感器配套选用进口优质产品;项目实施过程中, 有选择地开展化学参数和生物参数传感器的研仿工作, 逐步提高产品的国产化率。
4.1.2 数据采集处理器
海洋环境监测仪传感器信号数据采集处理器包括:
(1) 传感器的通用化适配接入。数据采集处理器有8个通用模拟传感器信号输入接口, 每个输入接口可任意连接一个4-20m A、0-10m A、1-5V、0-5V四种标准信号输出或任意幅度范围非标准信号输出的传感器。
数据采集处理器有8个通用开关电平信号输入接口, 每个输入接口可任意连接一个最大幅度不超过30V的开关电平信号 (状态传感信号) 。
数据采集处理器还有1个专用的1-Wire Bus数字传感器信号接口和RS232、RS485、RS422、USB、CAN等几个可复用的数字传感器信号通信接口, 每个接口可任意连接一个符合以上通信接口电气标准的传感器。
(2) 通信装置的通用化适配接入。数据采集处理器有RS232 (2个) 、RS485、RS422、CAN、USB (2个) 和LAN等6种总计8个通信接口, 每个接口可任意连接一个符合以上通信接口电气标准的通信装置。
(3) 执行装置的通用化适配接入。数据采集处理器有4路开关量 (TTL) 信号和4路触点 (250VAC10A) 输出接口, 每个接口可任意连接一个符合以上电气标准的执行装置或电气设备。
(4) 网络的通用化适配接入。数据采集处理器通过以太网接口以有线方式接入公网, 也能以GPRS和3G以无线方式接入公网, 还能通过所有几种通信接口混合进行内部组网。在本终端装置接入公网时, 遵循通用的通信协议, 内部组网时视两者之间的接口方式而定。
(5) ARM嵌入式计算机平台。数据采集处理器的信号采集和处理、通信和控制功能均由ARM嵌入式计算机平台来实现。该平台在硬件组成上采用ARM9嵌入式MCU芯片, FLASH和RAM存储器、时钟、LCD触摸屏接口等电路。
4.2 信息系统软件
各软件的构成内容如下:
(1) 显示和控制软件:数据显控界面;地图显控界面;视频显控界面;观测站信息显示。
(2) 信息融合处理软件:信息汇集;数据同化;算法计算。
(3) 预测预报软件:预测算法;预报模式;预测预报产品生成。
(4) 通信管理软件:通信协议管理;通信参数设定;通信设备控制;信息共享。
海洋环境监测站 篇11
海牛患上乳头瘤病毒
不久前，美国佛罗里达的兽医兼海洋动物病理学家马克·洛德为一头患溃疡病的海牛清理完疮口，将组织样本送到佛罗里达大学海洋动物研究所标本检测中心鉴定。化验结果让他和所有的同事都大吃一惊，是乳头瘤病毒。这是以往从未发生过的事，原本就已濒危的海牛，岂不更是亟亟可危了？
乳头瘤病毒可引发疣状物和良性瘤，具有传染性。在人身上这种病毒有１００多种类型。最可怕的是，妇女一旦感染这种病毒，可引发宫颈癌。全球每天因此感染癌症的妇女有上千例，是女性癌症中的第二大致命疾病。
早在７年前，马克就在奥兰多市“海洋世界”一头名叫“凯格”的海豚身上发现过这种病毒。马克使出浑身解数挽救“凯格”，遗憾的是，３个月后“凯格”的疮口转成了鳞状细胞癌，４个月后“凯格”出现了极度贫血现象，是癌症病毒转移到了骨髓。以后又陆续出现过乳头瘤病毒感染其他动物的报道，但是感染海牛却是人们从未想到的，因为海牛具有超一流的抗感染能力。“海牛有高度完善的免疫系统，强大的免疫力使它们不会死于普通病症，它们通常死于衰老或人为原因。”马克说，“就连那些被摩托艇锋利的螺旋桨几乎劈成两半的海牛，经过抢救都能活过来。”可是小小的乳头瘤却会轻易置海牛于死地，同时可能使人类保护海牛的几十年的努力顷刻间前功尽弃！
海牛是种什么样的动物
海牛既是海洋中的稀有动物，又是海兽中的最小家族，总共才有４个品种。它们以海藻为食，与陆地的牛非常相似，所以动物分类学家称它们为“海牛”。海牛体型庞大，行动迟缓，常年生活在浑浊的环境中。繁殖能力又很低，小海牛的哺乳期２～３年，每年有３０％的海牛死于人为的意外事故，而小海牛的成活率还要低于这个数字。所以海牛成为濒危动物是很自然的事。
一头大海牛足有１４００公斤重，每天要吃掉近１００公斤的海藻。坚硬沉重的骨骼不仅用来支撑庞大的身躯，还能在潜水时克服肥厚脂肪的自然浮力，起到下潜的作用。海牛的性情温和乖巧，很愿意与人类亲近。研究人员在很短的时间内就教会了它们配合自己的研究，如它们会听话地抬起胸鳍让人采集血样，还会打滚和往标本杯中排泄等。
因与过往的渔船、快艇发生碰撞，每年都有数百头海牛死于非命。为了探明海牛的聚集地，以限定船只的最高时速，科学家在２０头野生海牛的尾巴上安装了一个套，从这个套上伸出一条硬挺的系锁托住在水面上的一个电子发报机。这个发报机会发送电子信号给人造卫星，这样科学家就会清楚地了解海牛在哪里待的时间最长。
经过深入研究，科学家逐渐掌握了海牛的其他秘密。它们不仅不具备像鲸鱼、海豚那样的回声定位系统，视力也很微弱，基本上就是瞎子。不能听又不能看，那海牛是靠什么寻找食物的呢？
原来，在海牛身上散布着３０００多根触毛，每根触毛的毛囊上都有２０～５０条神经纤维将外界的信息传达给大脑，而一般的哺乳动物的毛囊上只有５～１０条神经纤维。尤为神奇的是，海牛脸上的触毛比身体的其他部分多３０倍。嘴和鼻子多肉的宽大空间叫口区原面，此处散布着大约６００根粗壮的触毛。马克·洛德在研究中发现，每当寻找食物时，海牛就让这块口区原面紧绷发光，然后闭着眼摸索。马克说：“如果它们喜欢感觉到的东西，它们就会像婴儿那样试着嚼一嚼。味道如果不对，就吐出来。”生长在上下唇的较长较硬的触毛还能伸出去抓东西，就像嘴边长着几双小手一样。
有了这些触毛，海牛就不用看也不用听，毛囊周围的神经纤维会清楚地告诉它们水下压力波的运动，而这种压力波就是海牛的耳朵和眼睛。
稀疏而灵敏的触毛能够帮助海牛感觉水流和潮汐的变化，分辨靠近自己的动物、食物和礁石等活动的或固定的物体。具备这些简单的功能已经足够了，因为海洋中像它们这么大的食草动物，根本没有具有威胁的竞争者。
海牛的致病因竟是经济衰退
海牛命运最悲惨的时期是２０世纪初，肆意捕杀、频发的与船只的碰撞、钓线的缠绕及防洪闸门的挤压几乎让它们消失殆尽。后来美国等国家发起拯救海牛运动，制定了严格的相关法律法规，其中包括对故意伤害海牛的行为严加惩处、在海牛活动的水面限制所有船只的航行速度等，才使海牛的数量有了显著的增加。就在人们对海牛的命运稍稍松一口气时，突然传来海牛感染乳头瘤病毒的消息，让人们还未放下来的心一下子又悬了起来。
美国的海洋生物保护机构立刻聘请以马克·洛德为首的专家组着手调查海牛染病的原因。让很多人没有料到的是，造成海牛厄运的竟是美国的经济衰退。
原来，在海牛的体内早就存在乳头瘤病毒，它们与海牛共同生长进化恐怕已有成千上万年的时间了，在海牛保持正常体温的情况下，它们共生共存，互不干涉。后来，经济衰退导致一些发电厂和造纸厂关闭，而过冬的海牛恰好是依靠这两种工厂排放的热水来保持体温的。（也正是这种人为的温暖，改变了海牛过冬迁徙的习惯。）于是意外的寒冷导致海牛体质虚弱，病毒便乘势而发。海牛的最佳生存水温为２５℃，２３℃还能勉强对付，一旦低于２２℃，它们身体器官的功能就会明显减弱。每到这个温度时它们便会挤在一起相互摩擦，借以取暖。乳头瘤病毒是传染性很强的病毒，一头海牛在另一头海牛身上蹭的时候，病毒就会通过伤口或擦痕传播。不仅如此，马克认为只要一条鱼在某头海牛的疮口处咬上几口，然后再去咬另一头海牛同样会造成病毒的传播。
海洋环境监测站 篇12
1 我国海洋监测工作面对的严峻环境形势
1.1 污染源增加
入海口污染等等为主要海洋环境污染渠道。就改善海洋环境而言, 控制污染源工作, 现实意义重要性凸显。环境污染是我国开发利用海洋资源严重的制约因素, 是难以挽回灾难性后果形成的直接决定因素。通过对我国海洋环境问题长期研究调查和监测以及评估, 发现问题的严重性具有加重趋势, 前景不容乐观。
1.2 海洋生态环境恶化
早在21世纪初, 国家海洋局就开始了系统勘测研究全面的海洋生态, 发现我国海洋生态环境正处于恶化逐步严重状态, 严重破坏了海洋生物产卵育幼海域。养殖和旅游以及排污区域过大, 并存在严重破坏湿地资源状况。具体体现在海洋生态体系失衡, 存在大幅萎缩生物栖息地面积状况, 匮乏传统海洋经济资源, 海水养殖处于降低品质局面。针对这些现实的海洋环境问题, 积极调整发展方向是极为必要的应对手段, 把与我国海洋事业发展适合的, 具备长期稳定特征的发展规划制定出来, 在海洋自然环境管理体系的构建中一定要注重全面性, 使生态环境监测体系逐步完善, 从而在利用海洋资源, 保护环境方面, 使海洋环境监测充分发挥出巨大作用。
2 我国海洋环境监测工作中的主要问题
在研究和发展海洋环境监测下, 我国监测体系一些能力已经形成, 在利用海洋资源, 保护环境方面作用显著。同时相比于发达国家, 我国海洋环境监测水平差距是极为明显的。
2.1 管理体制的局限
相对来看, 国内设有较多的海洋监测机构, 与海洋有关的部门主要有国家海洋局和科技部等等。相对独立为各部门运作特征, 存在严重的重复建设现象, 相互制约的情况甚至会存在, 在监测资源和设备利用上不能实现最大化, 没有建立统一的监测标准和手段, 致使采集的数据信息兼容性受到影响, 因此共享资源和技术设备互补没有在实际中真正落实。
2.2 立法体系滞后
在发展海洋环境监测方面, 国内与国外相比, 不具有很高的监测技术含量, 亟待提高人员素质, 监测产品处于低质量水平。而规划海洋环境监测工作, 全面性和长期性不具备是形成这种局面的主要根源, 因此当务之急就是构建合理的设施, 逐步把差距减少, 在水平上实现质的飞跃。眼前短期监测计划是目前工作的侧重倾向, 对于全面长期发展海洋监测工作而言, 这属于其进步的制约因素。此外, 我国海洋环境监测管理规范完善性不足, 规范管理监测工作不到位, 政策间互补和协调作用不存在, 甚至出现互相制约状况, 而且使海洋环境监测行业全面科学发展受到严重干扰。
2.3 监测人员专业技能不高, 设备不到位
勘查海水和大气以及水文是监测地质海洋环境主要内容, 而一般情况下监测环境都较为恶劣, 设备成本和故障率以及运行成本都很高。长久的经费不足, 使我国监测设备升级受到制约, 使监测工作进步受到影响, 虽然投资海洋方面, 正处于逐步增加状态, 但远远的滞后于海洋监测发展实际需求。此外监测人才队伍建设的制约因素还体现在恶劣的海上工作环境, 普遍较低的薪金待遇。
3 改善监测工作的对策
3.1 构建完善的海洋环境监测体系
完善的海洋环境监测体系等已经在发达国家构建, 构建完成的这些体系, 是我国学习利用的有效资源, 也是我国实现跨越式发展完成的支撑, 但我国海洋监测发展, 必须与我国环境实际情况结合, 把与我国海洋环境适合的工作模式构建起来, 制定适用性较强的规范指标。
3.2 加强监测基础科学研究
在海洋管理工作中, 海洋环境监测地位重要性凸显, 海洋监测属于新兴学科, 与日常管理操作是适合的, 样品分析评价一致性和参考性具备, 收集信息和评估质量以及预测前景等, 是海洋监测理论体系深入学习新方向。因此研究学习海洋环境监测科学理论, 应给予高度重视, 旨在使一些新的方法和构想出台, 在保护海洋生态环境, 构建灾害评估体系等方面, 尤其需要开发应用测评体系与评估方法等。
4 结语
通过我国海洋环境监测实际工作, 研究总结出上述一些问题。以上述问题为针对对象, 笔者以我国的实际情况为出发点, 把发展建议和对策提出, 以期在理论上为我国海洋监测行业提供支撑, 为长期健康开发和利用海洋发挥出积极的推动作用。
参考文献
[1]辜汉华.沿海地区环境监测工作分析[J].资源节约与环保, 2013 (05) .