海洋监测技术1绪论

海洋监测技术第一章绪论海洋覆盖着地球十分之七以上的面积，蕴藏着极其丰富的资源。太空中的蓝宝石液态水的星球生命的摇篮物理-化学-生物-地质过程相互作用海洋-大气-陆地相互作用地球上的水储库体积（103km3）%海水134993097.4海冰200.001陆地冰川278002.0湖泊和河流2250.02地下水80620.59水蒸汽130.001合计1386050100.0全球海洋①海洋石油及其化工：海洋石油和天然气储量占世界油气总量的25%和20%，无论从储量估计和开发趋势看，均具有重要战略意义。②海盐工业和海水综合利用：食盐、碳酸钠、氯化钾、氯化镁、金属镁、溴及其精细化工。1、海洋资源的开发利用③海洋矿物：多金属结核、结壳、热液硫化物等。富含Co、Ni、Cu、Zn、Pb等贵重金属1、海洋资源的开发利用2、海洋环境问题①海洋环境的化学污染：石油、重金属、有机物等2、海洋环境问题②海洋生态环境问题：海洋酸化赤潮频发生物种类的灭绝等2、海洋环境问题澳大利亚岛Bountiful赤潮③海洋在气候变化中的作用：海洋对温室气体的吸收及其机理等。2、海洋环境问题最大深度10000m，压力变化1-1000atm。海洋中的化学反应必须考虑压力效应。3.海洋的特点温度：-2C~30C，某些热带海湾40C，海底热液可达400C。含盐量：0-41g/kg；含有各种物质，必须考虑不同物质之间的相互作用与影响。海洋的特点海洋并非封闭的纯化学体系，而是一个敞开的复杂体系，它与大气、陆地不断进行交换。海洋的特点4、海洋环境的重要地位4.1海洋环流与全球气候变化由于巨大的动量、热量和能量的存蓄,海洋成为在天气和气候尺度上影响大气的最主要的因素。地球气候的“调节器”。通过与大气的能量物质交换和水循环等作用在调节和稳定气候上发挥着决定性作用。年际、年代际以及百年际尺度的气候变化直接关系到洪涝灾害、森林火灾、土地干旱和沙漠化、海平面升高以及海岸带乃至全球生态系统变化,强烈地影响着人类的生存和社会经济的发展。4.2海洋环境和生态环境灾害海洋灾害:台风、风暴潮、海洋污染等人与环境？目前已有20万海域水质低于国家一类标准,其中有4万已劣于4类,受污染范围已发展到离海岸10～30km,有的甚至扩展到120～200km。赤潮的频繁发生。威胁着海水养殖业。全国近岸海域水质类别4.3海洋经济和海洋军事发展的重要保障海洋油气成为国家资源开发的重点之一。水和物由于它的蓄量相当于油气的10倍而成为继油气之后的另一人类主流能源。海洋油气和矿产资源开发是在极复杂的海洋环境中进行的.•海上作业需要海洋环境保障,海洋环境是海上军事打击力量的重要组成部分海上运输和海洋捕捞等经济活动日益频繁,海洋环境概念正在向全球化发展,向深海、正在向海洋科学的全学科延伸。•关心海上抵御和远离灾害性海况而保持人类的生命财产安全.•优化作业环境,最大限度的扩大海上安全作业的时空范围,这就是海上作业环境预测保障的基本要求。海洋环境监测是让人们了解海洋、认识海洋、进而对其环境进行评价、预测、管理、保护和治理的根本途径和手段，为经济社会发展服务提供科学依据。海洋环境监测是海洋环境保护的“哨兵”，是海洋资开发的“耳目”，是海洋环境管理监督的“先导”，是海洋环境灾害预警的“信号”，又是维护国家海洋权益的体现和举措。4.2海洋环境保护与海洋环境监测4.2.1海洋监测的地位和作用一、及时、准确反映海洋环境质量信息，是确定海洋环境管理目标、进行海洋环境决策的重要依据。海洋环境监测的基本特点是能重复监测环境的现象。•把多年的监测资料进行比较，就能预测出海区环境条件的长期变化趋势。•海洋管理部门即可预测海洋环境质量的变化趋势，并由此确定海洋境管理目标，作出有效的海洋环境决策。二，海洋环境保护管理制度的贯彻执行要依靠环境监测。•监测获取的海洋环境质量数据是判断是否贯彻海洋环境保护管理措施的依据。三，评价海洋环境管理和陆源污染治理效果必须依靠海洋环境监测。•监测为政府及有关部门决策服务污染防治规划提供参考信息，否则是很难提高科学管理的水平。海洋环境监测作为海洋环境科学的一个重要组成部分。对于海洋环境监测，它具有为海洋环境科学管理提供技术支撑、技术监督和技术服务的重要功能。坚持“监测工作是一种政府行为”的原则，不仅在海洋综合管理特别是海洋环境保护工作中充分体现出来，同时，在维护国家海洋权益，加强海洋资源合理开发，实施科技兴海等方面，都具有举足轻重的地位和作用。4.2.2海洋环境监测的内容及意义一、海洋环境监测及分类（1）海洋环境监测指在一定的（设计好的）时间和空间范围内，使用统一的、可比的采样和检测手段，间断或不间断地测定海洋环境中污染物或其它要素的含量和浓度，观测分析其变化和对环境影响过程的工作，以阐明其时空分布、变化规律以及与人类活动的关系的全过程。•一是监测的目的是了解不同尺度海洋要素的状况及其在时间、空间的分布、变化规律；•二是监测的对象，包括海洋上与人类及与社会生活有关系的各类海洋环境与资源要素对象，不仅包括水文气象和海洋污染范围内的项目，还包括站点和区域相对固定的海洋环境、资源和权益的全部自然、非自然构成要素；•三是监测的站点或区域是相对固定的；•四是测量的方法、技术、质量等必须是执行统一的、有效的规范和标准制度。二、海洋监测的本质特点：1）掌握主要污染物的入海量和我国管辖海域环境质量状况的中尺度、长期变化趋势，判断海洋质量是否符合国家标准。2）检验海洋环境保护政策与防治措施的区域性效果，反馈宏观管理信息，评价防治措施的效果。3）监控可能发生的主要环境与生态问题，为早期警报提供依据。三、海洋监测的目标与任务4）研究、验证污染物输移、扩散模式，预测新增污染源和二次污染对海洋环境的影响，为制定环境管理和规划提供科学依据。5）维护国家权益，有针对性地进行海洋权益监测，为边界划分、保护海洋资源、维护海洋健康提供资料。6）开展海洋资源监测，为保护人类健康、维护生态平衡和合理开发利用海洋资源，使之永续利用服务。（1）研究性监测。确定污染物，通过监测弄清污染物从排放源排出至受体的迁移变化趋势和规律。当监测资料表明存在环境问题时，则必须研究确定污染物对人体、生物和景观生态的危害程度和性质。（2）监视性监测。又称例行监测。包括污染源控制排放监测和污染趋势监测。在排污口和预定海域，进行定期定点测定污染物含量，用以提供评定控制排放的资料和提供评价环境状况、变化趋势以及环境改善所取得的进展等。四、海洋监测的分类•按其性质可分为：研究性、监视性、应急监测。（3）应急监测。采用流动监测、航空监测、遥感遥测等手段，对意外发生高浓度污染进行短期的集中监测，及时发布警报，采取紧急措施，控制污染范围，尽可能减少损失，以防事故扩大，如事故性海面溢油应急监测和突发性赤潮监测等。（1）海洋环境监测。包括海洋污染监测和海洋环境要素监测。海洋污染监测包括近岸海域污染监测、污染源监测、海洋倾废区监测、海洋油污染监测、自然保护区监测等。海洋环境要素监测包括海洋水文气象要素、生物要素、化学要素、地质要素的监测。（2）海洋资源监测。包括可再生和不可再生资源。海洋资源监测包括水产资源、矿产资源、旅游资源、港口交通、动力能源、盐业和化学等资源的监测与调查。（3）权益监测。为维护海洋权益，在共有海域进行的生物资源再生产及水产品质量、生态环境以及危害对象为主的海洋监测。•按对象分：环境监测、资源监测、权益监测。①基线调查：对某设定海区的环境质量基本要素状况的初始调查和为掌握其以后间隔较长时间的趋势变化的重复调查。②常规调查：在基线调查基础上，经优化选择若干代表性测站和项目，进行以求得空间分布为主要目的，长期逐年相对固定时期的观测。•按调查目的分：基线调查、常规监测、定点监测、应急监测、专项调查。③定点监测：在固定站点进行常年更短周期的观测。其中包括在岸（岛）边设一固定采样点，或在固定站附近小范围海区布设若干采样点两种形式。④应急监测：在海上发生有毒有害物质泻放或赤潮等灾害紧急事件时，组织反应快速的现场观测，或在其附近固定站增加的针对性观测。⑤专项调查：为某一专门需要的调查。如废弃物倾倒场，资源开发，海岸工程环境评价等进行的调查。•海洋监测按介质分，分为水质监测、生物监测、沉积物监测和大气监测；•按监测要素分，可分成常规项目监测、有机和无机污染物监测；•按海区的地理区位来分，可分成远海监测、近海监测等。从手段上，涉及到船只、海滨台站、浮标及航空遥测等。海洋环境质量监测要素：①海洋水文气象基本参数；②水中重要理化参数、营养盐类，有毒有害物质；③沉积物中有关物理参数和有毒有害物质；④生物体中有关生物学参数生物残毒及生态；⑤大气理化参数；⑥放射性核素。五、海洋监测的原则当前，海洋监测不可能全面布局，均衡发展，根据需要和可能，在选择监测对象时应从以下几个方面考虑。（1）环境监测。在调查基础上，根据污染物质的特性（如自然性、扩散性、活性、毒性、持久性、生物可降解性、生物积累性），选择毒性大、持久性强、生物富集性高、危害严重、影响范围大的污染物。对潜在性危害大的污染物也不可忽视。（一）监测对象的选择原则（2）海洋资源监测与调查。海洋中的生物资源、海底非生物资源（矿石、石油、尤其、砂和砾石、煤炭、重矿物等）、港口交通资源、风景旅游资源、动力能源、盐业和化学资源等，已经成为社会物质生产的对象和生活的重要领域。（3）海洋权益监测。随着《联合国海洋法公约》的实施，围绕着200海里专属经济区或渔区海洋权利的斗争会越来越激烈，为保护国家的海洋资源不受侵犯，为维护共有海域的生态健康和生物资源再生产而进行的以权益、危害对象为主的海洋监测，已受到党和政府的重视，并已纳入海洋监测的基本工作内容。（二）优先监测的原则（1）迫切性监测原则。为保持海洋监测的系统性和完整性，无论是环境监测、资源监测、还是权益监测，都应分轻重缓急，因地制宜，实事求是整体设计，分步实施，滚动发展。把海洋管理、海洋开发利用和公益服务放在第一位，把兼顾海洋研究和资料积累需求的监测放在第二位。（2）重点监测优先，控制一般。近岸和有争议的海区是我国海洋监测的重点。在近岸区，应突出河口、重点海湾、大中城市和工业部门近海域，以及重要的海洋功能区和开发区的监测。在近海区，监测的重点是石油开发区、重要渔场、海洋倾废区和主要的海上运输线附近。在权益监测上，重点是以海域划界有争议的海域为主。（3）多介质、多功能一体化的监测体系优先。建立以水质监测为主体的控制性监测机制，以底质监测为主要内容的趋势性监测机制，以生物监测为骨架的效应监测机制，和以危害为主要对象的权益监测机制，从而形成兼顾管理多种需求多功能一体化的监测体系。（4）污染监测优先。必须探明有哪些优先污染物，其分布状况、出现频率及含量如何，确定新污染物名单，研究和发展优先监测污染物的监测方法，待方法成熟和条件许可时列为优先监测污染物。监测因子具有广泛代表性的项目，可考虑优先监测。六、测站布设的基本要求①依据任务目的确定监测范围，以最少数量测站，所获取的数据能满足监测目的的需要。②基线调查站位密，常规监测站位疏；近岸密，远岸疏；工业人口多密，原始海岸疏。③尽可能沿用历史测站，适当利用海洋断面调查测站，照顾测站分布的均匀性和与岸边固定站衔接。1.各类水域测站布设原则①海域：在海洋水团、水系锋面，重要渔场、养殖场，主要航线，重点风景旅游区、自然保护区，废气物倾倒区以及环境敏感区设立测站和增加测站密度。②海湾：在河流入汇处，湾中部及湾海交汇处，同时参照湾内环境特征及受地形影响的局部环流状况在辐合区设立测站。③河口：在河流左右侧地理端点连线以上，河口城镇主要排污口以下，并尽量减少潮流影响处。如建有闸坝，应设在闸上游；河口处有支流入汇应设在入汇处下游。④岸滨及岛屿定点站：采样点应避开局地性沟渠和排污影响。七、海洋环境监测的意义有效地解决海洋的生态与环境问题，首先需要通过海洋环境监测，快速准确地获取相关的海洋环境数据，并采取恰当的方法对这些海洋环境数据进行评价，最终获得对海