《海洋监测技术》课件

1、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。现有研究成果表明，海洋资源种类繁多，海洋生物、石油天然气、固体矿产、可再生能源等资源丰富，可开发潜力巨大。随着陆上资源日趋匾乏，海洋资源的重要性日益凸现，世界海洋经济必将持续快速地发展，成为世界经济发展中的新增长点。我国是一个海洋大国，海岸线长达18000公里，管辖的海域面积近300万平方公里，合理开发海洋资源，顺利发展海洋经济对我国的经济可持续发展战略的实施有着举足轻重的作用。 在全球陆地资源日趋紧张和环境不断恶化的今天，世界各国纷纷将目光转向海洋，开发海洋资源，发展海洋经济成为沿海国家国民经济的重要支柱，也是

2、可持续发展战略的重要组成部分。 问题: 海洋环境污染更加严重 ,生态环境日趋恶劣。随着现代化工农业生产的迅速发展，沿海地区人口的增多，大量工农业废水和生活污水排入海洋，其中相当一部分未经处理就直接排入海洋，导致近海、港湾营养化程度日趋严重，从而引起了赤潮的频繁发生。赤潮等海洋灾害对沿海地区社会经济发展和人民生命财产安全已经造成了巨大的危害，进而对国家的经济建设产生不良影响。 我国的海洋经济近年来因赤潮、溢油、病毒和污染造成的直接经济损失达以百亿元计，可见能否保护好海洋生态环境 ,是关系到我国可持续发展的战略问题。1.1 海洋环境在人类生存中处于重要地位1.1.1海洋环流与全球气候变化 海洋占地

3、球表面的71%, 这个巨大的水体始终处在不间断的运动中, 而海洋环流又是海洋最基本的运动形态。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。赤道海域是大洋中最敏感的海域, 在大洋波动、大气驱动和流系响应等机制的作用下, 径向环流发生变异, 引起诸如年际气候的变化。实际上, 大洋环流是一个相互作用的流系的组合, 海盆与全球尺度的海洋波动和流系耦合是形成年代际气候变化的主要原因。当然, 海洋作为大气圈- 水圈- 岩石圈的重要组成部分, 是整个物质和能量循环的一个重要环节, 其在更长、更大时空尺度的全球变化中起着调制诱导的作用。 年际、年代际以及百年际尺度的气

4、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, 人们象关注自身的生存一样关注着海洋。1.1.2海洋环境和生态环境灾害 海洋灾害 例如: 台风、风暴潮等频繁发生, 严重地影响着海上作业和海港海堤, 威胁着人民生命财产的安全。 海洋的污染和富营养化程度相当高, 生态环境灾害逐渐成为一种主流海洋灾害, 良好的环境受污染, 赤潮频频发生, 生物多样性受到破坏。 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1030km, 有的甚至扩展到120 200 km。赤潮的发

5、生频率从每年几次, 增加到目前的每年几十次, 其范围从北到南威胁着我国的海水养殖业, 是数种海产品种减产率高达80%的重要原因之一。 1.1.3 海洋环境是海洋经济和海洋军事发展的重要保障1.1.3.1 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 我国是一个海洋大国, 广阔的陆架拥有很好的成矿构造和巨大的资源蓄量。目前海上石油产量已接近2000万 , 是总产量的六分之一。海洋油气由于其巨大的蓄量和接近沿海经济带的地域优势而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。现有的资料表明, 大部分的可能水和物资源蕴藏在海洋的近陆架边缘区,

6、 这里从海面到海底的近 300500水柱和底质环境对水和物的成矿和开发至关重要。1.1.3.2 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 随着海上运输和海洋捕捞等经济活动的日益频繁, 我们的海洋环境概念正在向全球化发展, 随着我们的海洋采矿活动由浅海伸向300,伸向6000,海洋环境的概念正在向深海、正在向海洋科学的全学科延伸。在这里我们不但关心在海上抵御和远离灾害性海况而保持人类的生命财产安全, 而且要优化作业环境, 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。 作为一个海洋大国, 必须拥有一支强大的海上军事力量。海洋环境涉及到海

7、军舰船和各种武器装备的参数设计, 同时作战环境更给海洋环境监测的时空范围和分辨率提出了更高的要求。原则上说, 对海洋环境的研究精度应当提高到舰船长级水平。由于军事反应时间的需要, 所以对海洋环境保障系统的研究提出了更高的要求。 1.2 海洋环境保护与海洋环境监测1.2.1 海洋监测在海洋环境保护中的地位和作用 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。可以说,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

8、现和举措。监测的目的具体表现在以下三个方面: 第一、 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，这信息的获取要依靠监测，否则就难以实现科学的目标管理。海洋环境监测的基本特点是能重复监测环境的现象，如果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，如果缺乏历史海洋环境条件的资料，就难以科学地预测环境质量的变化规律。海洋环境监测开创的早期监测工作，是有利于和未来资料的相互比较。如果没有监测的资料，海洋管理部门是无法预测海洋环境质量变化趋势的，也就无法确定海洋境管理目标，无法真正作出有效的海洋环境决策。 第二，海洋环境保护管理制度的贯彻执行

9、要依靠环境监测，也就是说只有依靠环境监测获取海洋环境质的数据才能判断是否真正贯彻已经制定的海洋环境保护管理措施，否则制度和措施将流于形式。 第三，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。如海洋渔业资源动态的调查，尤其是鱼类、数量的变化情况，作为监测必须掌握好该海域海洋渔业资源的基本状况及变动趋势，各类作业渔船生产情况、主要经济种类、渔获率及生物学参数，加强对渔业资源增值放流效果检验监测，为环境影响评价及编制海生态环境质量公报提供基础数据。 由此可见，海洋环境监测作为海洋环境科学的一个重要组成部分

10、，它既是各级政府及其海洋行政主管部门强化环境规划、协调、监督和管理的重要程序，又是国家制定发展海洋战略、方针、政策和海洋开发规划，并实施海洋工作宏观管理、协调发展的重要措施。所以，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。 1.2.2 海洋环境监测的内容及意义 海洋环境监测是开发利用海洋资源、保护海洋生态环境、促进海洋经济可持续健康发展的重要基础性工作。1.2.2

11、.1 海洋环境监测及分类（1）海洋环境监测 海洋环境监测是指在一定的（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。是海洋科学研究、资源开发利用和环境保护与管理的基础工作。（2）海洋环境监测的特点 海洋监测的本质特点：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

12、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，这一点也是监测作业方式上的特定素质；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。（3）海洋监测的目标与任务我国海洋监测的任务：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。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

13、。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。（4）海洋监测的分类海洋监测可按性质、对象、目的划分。 按其性质可分为：（1）研究性监测。此类监测系统较为复杂，需要一定技术专长的人员参加操作，并对监测结果作系统综合的分析。调查的第一步是确定污染物，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。监视性监测又称例行监测，它包括污染源控制排放监

14、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。（3）应急监测。在此类监测中，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。 海洋监测按对象可分为：（1）海洋环境监测。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、

15、生物要素、化学要素、地质要素的监测。（2）海洋资源监测。海洋资源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。 海洋监测按介质分类，可分为水质监测、生物监测、沉积物监测和大气监测；按监测要素来分，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。 （5）海洋监测的原则在海洋监测中，由于受人力、物力、财力和监测手段等

16、方面条件的限制，应根据需要和可能，运用系统理论的观点和方法，寻求优化的监测方案，要坚持以下原则。一、监测对象的选择原则 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），选择那些毒性大、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。（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

17、成为社会物质生产的对象和生活的重要领域。海洋以其辽阔和丰富资源蕴藏量，客观地决定了它与人类继续发展的关系，海洋资源是未来社会的希望所在。 （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。根据情况变化

18、和海洋管理反馈的信息，随时调整、修改和补充。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。在近岸去，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

19、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。在经济飞速发展的过程中，新合成的化学品每年大量地投入生产，并最终部分流入海洋。因此，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。一般说来，监测因子具有广泛代表性的项目，可考虑优先监测。 1.2.2.2 海洋环境监测的意义 如何有效地保护海洋环境已经成为世界各沿海国家所共同面临的问题。欲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

20、数据进行评价，最终获得对海洋环境保护、海洋资源开发和可持续发展有指导意义的科学依据和决策支持。 要想有效地解决海洋环境和海洋生态环境问题，就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。此外，海洋灾害的预测预警、海上交通、海上作业等都迫切需要获得丰富的海洋环境参数。海洋环境参数对于海上军事活动的重要性甚至不亚于舰艇和武器本身。因此，海洋环境监测是关系到经济建设、社会发展、人民健康和国家安全的重要工作，也是拉动我国海洋科技发展的关键因素之一。 海洋环境质量监测对弄清海洋环境质量现状，评估海洋环境质量演变趋势，确定环境压力和生态效应之间的因果关系，评价环境保护管理措施的效率具有关键作用。

21、作为保障国家安全、合理开发利用海洋资源、促进海洋经济可持续发展、保护海洋环境和减灾防灾不可或缺的基础性工作，海洋环境监测与评价日益得到国际社会和沿海各国的高度关注。海洋环境监测是制定海洋开发与保护政策的前提。 海洋环境监测机构对所辖海域内的水文、水质、底质、生物、生态、大气等项目的进行定期取样或监测，将获得的大量监测数据分析、研究后，分别编制成海洋环境质量的月报、季报、年报等各种简报及报告书，海洋监测就像一把尺子，衡量着不断变化莫测的海洋环境，积累和研究这些资料，找出规律性的东西，可为各级政府部门制定不同时期的海洋开发、环境保护规划和有关的方针政策提供可靠依据。 海洋环境监测是做好海域使用管理

22、、制定海洋功能区划的依据。 海域是人类生存与发展的基本空间，加强海域管理，对海域资源进行合理开发，是保证、环境、经济与社会协调发展的重要保障之一。 海洋环境及其资源具有多元性和兼容性等特点，在进行功能区划和海域使用论证之前，必须对区域内的自然状况，社会状况和经济状况进行调查，弄清地质地貌、水文、气象、生物、物理、化学等要素的详细情况进行分析，然后根据具体情况划分相应的功能区、论证海域使用的可行性，力求人与自然的和谐。在对功能区选划、对具体海域使用进行论证到使用、管理、保护的各阶段，都需要海洋监测资料为依据。 海洋环境监测的定量监督，是海洋环境保护各项制度措施落实的保障。要将各项环境保护制度措施

23、落在实处并取得成效，就离不开海洋监测的定量监督。 离开海洋环境监测，建设工程的环境影响评价将无法开展。环境影响评价的主要内容一般包括：环境概括，区域污染源评价，海域水质、底质、生物与生态质量评价，区域大气评价，综合性评价，环境影响趋势分析，主要环境问题分析，结论与对策分析等几部分。 离开海洋环境监测，建设项目的“三同时”将无法完成。 离开污染监测，实施海域污染物总量控制将无从谈起。在实施污染物排海总量控制指标的提出、允许排污量的计划分配、排污许可证的颁发及发证后的监督管理等各阶段都需要海洋监测部门的共同参与。 离开海洋环境监测，海洋倾倒区选划(排污口选择)、排污费收取将无法推行。 离开海洋环境

24、监测，环境专项整治是否取得实效将无法评判。 海洋环境监测是处理污染事故、辩别污染纠纷的基础。 监测结果能对管理部门正确使用法律提供依据。 海洋环境监测是做好海洋防灾、减灾的根本。 海洋监测技术在海洋科学发展中起着主导地位。海洋科学是一门大科学。海洋监测技术或海洋测量技术在海洋科学的发展中起着主导的作用, 其中更为重要的是海洋监测技术是现代海洋科学与国家需求相结合的桥梁, 人类生存环境的改善需要通过监测来实现, 海洋经济和海洋军事的环境需求通过海洋监测来得以保障。 1.2.3 海洋监测技术的特点及发展现状1.2.3.1 海洋监测技术的特点 海洋监测技术是一门综合技术。海洋监测对象的多样性取决于海

25、洋科学的综合性。海洋监测技术又是一门高精度的测量技术, 由于海洋有极广的范围和极大的深度, 温度、盐度的极小差别在如此广大范围里的积分, 将对流速和声速的测量带来极大的误差。海洋监测技术还是一门集成技术。海洋测量技术虽然发展较晚, 但是在20 世纪后半叶已走完了从机械测量向自动化、电子化和智能化过渡的全过程, 而且由于海洋环境的特殊性, 它综合了像控制和深潜等高技术, 已形成具有自已特色的技术发展体系。 1.2.3.2 国内外海洋监测技术现状 世界各国都非常重视海洋灾害的预报工作，目前，许多海洋国家都己逐步建立起本国或本地区的海洋环境监测网络，全面开展海洋灾害监测与预报业务。（1）国际研究现状

26、 世界先进海洋国家从20世纪70年代就开始发展海洋自动观测系统，美国欧盟、俄罗斯、加拿大等发达海洋强国及集团不断强化更新本国管辖海域以及界各国共有海域海洋环境和资源的监测调查手段，且不断推出海洋监测高科技品。经过持续多年的投入和发展，这些国家的海洋监测技术已走在世界前列。世纪80年代美国、德国、挪威等国家就开发成功了各自的海洋自动监测系统并在国际市场上取得良好经济效益。 (1)20世纪80年代初，美国就建立了海岸海洋自动观测网(MAN)。该网48个站 (13个岸站，9个近海平台站，17个灯塔站)，可对风速、风向、气温气压、表层水文、波浪、潮汐等环境要素进行自动观测。(2)20世纪80年代末，德

27、国的MERMAID海洋环境自动监测系统中应用27个传感器，其中污染和生态环境监测传感器或仪器监测的海洋要素监测的海洋要素有溶解氧、叶绿素a、颗粒浓度和粒径、营养盐、荧光、重金属、微量有机污染物等。(3)挪威的SEAWATCH海洋自动监测系统采用模块化和标准化结构，对海洋环境要素进行综合监测，实时传输。该系统在国际市场上取得良好经济效益欧洲、印度、东南亚等地区许多国家都有广泛的使用。 （2）国内研究现状 我国在海洋监测领域的研究起步较晚，技术比较落后。目前，我国大部分海洋监测站仍以人工监测为主，自动化水平较低。目前，国内高档海洋仪器市场的95%都被国外产品所占据，但是由于地域、气候等差别和价格因

28、素，许多国外设备并不完全适合我国国情。 与此同时，经过几十年来的努力，特别是“九五”期间的海洋监测高技术研究，已取得了一批成果，开发了一批产品，实现了跨越式发展，显著缩短了与发达国家在海洋监测技术方面的差距。国家在“十五”计划中持续加强对发展海洋监测技术的支持力度，目标是在coos(全球海洋监测系统)框架下，建设中国近海海洋立体监测系统，加强对近海环境的调查和监测。在海洋监测设备技术提高的基础上，我国逐步建立起海洋监测台站、浮标、调查船、卫星遥感及航空遥感等组成的海洋环境立体监测网络。 （3）存在的问题与不足 1)大量历史监测数据的管理混乱，各个专题或专项调查、监测数据库多有交叉、重复，但又不

29、能实现信息共享，通用性和扩展性较差，数据库使用效率较低; 2)海洋灾害预报模式大多采用基于明确物理过程的数值预报模式，而事实上赤潮灾害生成物理机制的复杂性和随机性比较严重，因此数值预报模式存在一定的局限性，在一定程度上也降低了赤潮灾害预报的准确性; 3)监测数据准确性和实时性较低，一般一天只监测几个时间段，不能昼夜连续地实时监测，而且大多数系统采用单传感器处理技术，也在一定程度上降低了检测数据的准确性和可靠性，无法为后续的数据处理提供及时、准确、可靠的数据。1.3 发展海洋监测技术的意义 海洋监测高新技术是海洋技术的主要组成部分，海洋监测高新技术的发展和海洋监测系统的建设是海洋强国建设的重要内

30、容之一。 我国海洋监测高新技术发展的总体目标：一是提高台风风暴潮和巨浪等海洋灾害的预报和警报能力，最大限度地减少由灾害造成的人民生命财产的损失；二是提高对海洋生态环境污染和生态环境的监测能力，保护海洋健康；三是提高海洋资源开发的环境保障能力，支持沿海和海洋经济发展及科技兴海战略；四是提高国家海上安全防务的海洋监测和环境保障能力，加强国防建设;五是提高对海洋环境的立体监测和时序数据获取能力，推进中国近海海洋科学的发展。这五个方面是相互关联的，而当前最主要的是预警海洋灾害和保护海洋健康，即监测技术，其载体就是海洋仪器。 海洋监测技术是现代科学技术和工业技术的高度综合、高度集成和新的发展,其技术水平

31、已成为海洋强国的重要标志。 现代海洋监测技术总体上向高技术、高集成度、高时效、多平台、长时间序列、数字化方向发展。中国是海洋大国,对包括海洋监测技术在内的海洋仪器有强烈的市场需求和大的市场空间。因此 ,充分利用现有的基础和丰富的信息资源 ,充分利用高速发展的现代科学技术和良好的国内外市场背景,开拓思路,勇于创新,跟踪和超越相结合,加强海洋监测高技术创新研究,加速成果向产品的转化,大力推进中国海洋监测技术的发展,是我国21 世纪初海洋监测技术发展的总体战略。 1.4 国外海洋环境监测简介 在联合国系统内负责组织和协调全球海洋污染监测与研究的国际机构主要有两个：联合国教科文组织的政府间海洋学委员会

32、（IOC）和联合国环境规划署（UNEP）。 1.4.2 区域性海洋环境污染监测在区域性海洋环境污染监测计划中，地中海和波罗的海最具典型。（1） 地中海地中海沿岸共有18个独立国家。1974年前，由于沿岸各国实行各自为政的海洋环境政策，掠夺性的开发利用海洋资源，将大量未经处理的污染物毫无节制地倾入海洋，导致滩涂荒废，渔场外移，海洋生物资源急剧下降，流行病时常发生。 （1）污染源监测。第一类监测参数：排放物的体积和性质，如ph、温度和一般组成，总汞、总镉、总悬浮固体、总磷、总氮、大肠杆菌、BOD/COD和高分子卤代烃。第二类监测参数：石油烃、洗涤剂、酚、总铬、选定的放射性核素以及其他已知的倾倒量大

33、的污染物。1）近岸水域和参考区域的监测。第一类监测参数：生物和沉积物中的总汞、生物体中的有机汞、生物和沉积物中的镉、生物和沉积物中的高分子卤代烃、娱乐水体和贻贝中的大肠杆菌。第二类监测参数：基本海洋学和气象学参数，如盐度、氧、温度、叶绿素等。 2）河口监测。第一类监测参数：生物和沉积物中的总汞。生物体中的有机汞、生物体中的有机汞、生物和沉积物中的镉、生物和沉积物中的高分子卤代烃、娱乐水体和贻贝中的大肠杆菌、水和悬浮物中的总磷和总氮、总悬浮物、COD、基本海洋水文和气象参数。第二类监测参数：生物中的放射性核素及多环芳烃。水体中的酚。3）大气污染监测。第一类监测参数：降雨、颗粒物、气体、气象参数。

34、第二类监测参数：降雨、颗粒物。 （2）波罗的海 A监测项目1) 物理学和化学参数第一阶段计划中包括的物理学和化学参数有：溶解氧、硫化氢、pH、盐度、温度、碱度、营养盐（磷酸盐、总磷、氨、硝酸盐、亚硝酸盐和总氮）。2）生物学参数：第一阶段监测的生物学参数有：浮游植物初期生产力、叶绿素a、浮游植物种类和数量：中型浮游动物（种类、丰度和生物量）、小型底栖动物（种类、丰度和生物量）。 3）选定种类体内有害物质的含量。必须采集的种类有：大西洋鯡鱼、鯡鱼、大西洋鳕鱼、鳕鱼。分析项目为：有害物质：DDT、DDD、DDE、PCBS有毒物质：Hg、Cd、Pb、Cu、ZnB监测频率对物理学和化学参数、叶绿素a、主

35、要海产品、浮游动物和浮游植物，每年至少监测4次，即2-3月、5-6月、8-9月和11-12月。生物体有害物质测定每年一次。软体微型底栖动物监测至少一年一次。 1.5 我国的海洋环境监测 要想有效地解决海洋环境和海洋生态环境问题，就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。此外，海洋灾害的预测预警、海上交通、海上作业等都迫切需要获得丰富的海洋环境参数。海洋环境参数对于海上军事活动的重要性甚至不亚于舰艇和武器本身。因此，海洋环境监测是关系到经济建设、社会发展、人民健康和国家安全的重要工作，也是拉动我国海洋科技发展的关键因素之一。 1.5.2 主要监测项目与产品1) 海洋环境质量趋势性

36、监测 海水、沉积物、海洋生物质量监测； 海洋功能区（海水浴场、养殖区、倾倒区、自然保护区等）监测；陆源入海污染物监测 。 2) 近岸赤潮监控区监测 3) 近岸海洋生态监控区监测 4) 河口及毗邻海域监测 5) 奥运帆船赛场监测 6) 海洋大气监测 7) 海冰监测1.5.2.1 海洋污染现状与趋势监测 全国海洋污染现状与趋势性监测工作内容包括海水质量监测、近岸贻贝监测、底栖环境质量监测（沉积物质量监测和底栖生物监测）、海洋放射性环境质量监测、海洋大气质量监测、陆源入海排污口及其邻近海域环境质量监测、江河入海污染物总量监测等. 1.5.2.2 海洋功能区监测 全国海洋功能区监测工作内容包括海水浴场

37、、海水增养殖区、海洋自然保护区、海洋倾倒区、海上油气开发区等海洋环境质量监测。 海水浴场监测内容包括水质和水文气象，监测频率与时间为水质在每周二、周六各测定1次，水文气象在每天的08、14点(北京时) 各测定1次。 海水增养殖区监测内容包括养殖功能区概况（养殖面积、种类、数量和年投饵量、消毒药品年使用量等）、水质、沉积物和养殖生物质量。监测频率与时间为养殖高峰期内水质监测每月不少于一次，沉积物一年监测一次，养殖生物质量一年监测一次（8月）。 海洋自然保护区主要监测内容包括自然保护区总面积、核心区面积、缓冲区面积、主要保护对象、环境状况等，并分析保护区目前存在的主要环境问题。监测方法为采取现场调

38、查和统计分析方法。 我国海洋倾倒区倾倒的废弃物主要为疏浚物，此外，还有少量的惰性无机地质废料等。倾倒区监测内容主要包括底栖环境和水深，监测频率与时间视倾倒区具体情况和管理要求确定。 海上油田进行全面监测，监测内容主要包括水质、底栖环境和生物质量，监测频率与时间视具体情况和管理要求确定依次监测。 1.5.2.3 海洋生态监控区监测 为准确掌握近岸生态系统的健康状况、主要生态问题及其产生的原因，为各级海洋行政主管部门有效管理海洋提供科学依据，促进海洋经济持续发展 。 监控区覆盖的生态类型包括海湾、河口、滨海湿地、珊瑚礁、红树林和海草床等典型海洋生态系统。 海洋生态监控区的监控内容包括环境质量（水环

39、境、沉积环境和生物质量）、生物群落结构、产卵场功能以及开发活动的影响等。 监控频率为春夏季各一次。 1.5.2.4 海洋赤潮监测 赤潮监控区监控内容包括水环境和赤潮生物常规监测、贝毒监测、沉积环境监测和养殖生物监测等。重点监测时段为3-11月。赤潮监控区常规监测每半月1次；赤潮多发期可根据实际情况适当增加赤潮生物监测频率；赤潮发生期（包括赤潮发生至消失的全过程），可再增加赤潮生物监测频率，甚至每天进行1次监测。 全国海域赤潮监视监测预警内容包括全海域赤潮监测、赤潮应急跟踪监测和赤潮预测预报。 1.5.3 海洋环境监测的科学技术支撑海洋环境监测对以下三方面具有关键性的作用：l 弄清环境质量现状和

40、评估环境质量趋势；l 评估环境压力和生态效应之间的因果关系；l 评估管理行为的效率。 科学研究工作是海洋环境监测的重要组成部分，对于评估监测数据、评价海洋环境质量的水平和能力的改善，研究的作用尤为突出。另外，对于预测环境质量变化趋势及其影响，预测和评估管理行为的作用和效益，研究的作用亦是至关重要的。也就是说研究应渗透作用于监测、评价、对策制订和环境管理的每一部分。具体的研究内容可以包括：1) 监测指标研究 研发新的调查方法和工具，可以有助于海洋生态系的特征化表征。 生态环境的特征化是对时空某个点特定属性的描述。通过监测，采用适宜的评价方法，将这些属性与期望值、标准值或基准值进行比较。 l 应该

41、测定什么？要回答好这个问题，要求了解生态系统的结构和功能组成，了解对生态资源具潜在压力的指标分类。l如何测定指示物？需要给出标准化的文件，亦即标准化的分析测定方法。 指示物是如何响应的？对于某一个特定的指示物，在多尺度上测定其对各种压力梯度的响应是很重要的，或者改变输入量指示物是否会产生响应。l 指示物的可变性。生态状况反映的是天然变化和人类活动压力共同作用的结果。需要进行研究以区分究竟是哪方面造成了环境的变化。2) 环境压力和生态效应之间的因果研究可以提高对监测数据的理解.此研究可提供必要的信息，以弥补现状与趋势信息与管理行为之间的差距。研究必须定位于三个基本问题：l 如何外推？ l 人类活

42、动如何通过生态系进行传播？ l 生态系的结构或功能由于人类活动的输入产生了什么变 化？ 3) 对环境问题的预测研究4) 支撑环境决策的研究2 海洋监测项目与分析技术方法2.1 海区监测项目与分析方法2.1.1水文气象 水文气象监测包括气温、气压、风向、风速、简易天气现象、水温、水深、水色、透明度、海况。2.1.2 水质监测项目与分析方法 水质监测项目包括pH值、无机物和有机物等。主要分析项目和分析方法见表2.1。2.1.3 海洋沉积物监测项目及分析技术方法 海洋沉积物监测项目及分析方法见表2.2所示。表2.1水质监测项目与分析方法序 号项 目分 析 方 法1PH值PH计法2盐度盐度计法3溶解氧

43、碘量分析法4化学需氧量碱性高锰酸钾法5活性磷酸盐磷钼盐分光光度法6亚硝酸盐-氮盐酸萘乙二胺比色法7硝酸盐-氮镉柱还原比色法或锌镉还原法8铵-氮靛酚蓝分光光度法、纳氏试剂比色法9总汞冷原子吸收法10铜原子吸法、极谱法11铅原子吸法、极谱法12镉原子吸法、极谱法13油类紫外分光光度法、荧光分光光度法14多氯联苯气相色谱法15悬浮物重量法16砷无火焰原子吸收分光光度法17总有机碳过硫酸钾氧化法、总有机碳测定仪法18叶绿素a荧光分光光度法19类大肠菌群与异养群发酵法20有毒藻类显微镜形态鉴定直接计数法21总磷过硫酸钾氧化法22其他难降解有机化合物色-质谱联用法表2.2 海洋沉积物监测项目与分析方法序

44、号项 目分 析 方 法1总汞冷原子吸收法2铜原子吸收法3铅原子吸收法4镉原子吸收法5六六六气相色谱法6DDT气相色谱法7多氯联苯气相色谱法8油类紫外分光光度法、荧光分光光度法9有机质重铬酸钾氧化-还原容量法10硫化物碘量法11粒度粒度计法、沉积法、筛析法12砷砷钼酸-结晶紫外分光光度法2.1.4 海洋生物残毒测定项目与分析技术方法 生物残毒测定项目与分析方法见表2.3所示。表2.3 生物残毒测定项目与分析方法序 号项 目分 析 方 法1总汞冷原子吸收法2铜原子吸收法3铅原子吸收法4镉原子吸收法5六六六气相色谱法6DDT气相色谱法7多氯联苯气相色谱法2.1.5 大气监测项目及分析技术方法 大气监

45、测项目及分析方法见表2.4所示。表2.4 大气监测项目与分析方法序 号项 目分 析 方 法1总悬浮颗粒物重量法2铜原子吸收法3铅原子吸收法4镉原子吸收法2.2 港口、入海河口、排污口监测项目2.2.1 入海河口监测项目与分析方法 入海河口监测项目及分析技术方法见表2.5所示。表2.5 入海河口监测项目与分析方法序 号项 目分 析 方 法1pH值pH计法2氯化物盐度计法或银量滴定法3溶解氧碘量法4化学需氧量碱性高锰酸钾法、酸性高锰酸钾法5活性磷酸盐磷钼蓝分光光度法6铵-氮纳氏试剂比色法、靛酚蓝分光光度法7总汞冷原子吸收法8铜原子吸收法、极谱法9铅原子吸收法、极谱法10镉原子吸收法、极谱法11油类

46、紫外分光光度法、荧光分光光度法12多氯联苯栖息色谱法13悬浮物重量法14入海径流量 2.2.2 直接入海排污口 直接入海排污口监测项目及分析方法见表2.6所示。表2.6 直接入海排污口序 号项 目分 析 方 法1污水流量2PH值PH计法3化学耗氧量重铬酸钾法4油类紫外分光光度法5悬浮物重量法2.3 监测频率和监测时间 近岸区（含港口、入海河口、排污口）水质监测每年3次，近海区每年1次，海域沉积物每2年1次；生物残毒监测每年1次（生物成熟期）；大气监测每年3次，各海区监测时间为：渤黄海：5、8、10月东海：4-5月、8月、12月南海：3、7、10月注：近海监测及沉积物监测于8月进行。2.4 监测

47、数据的统计特征和表示方法。2.4.1 海洋环境监测数据的统计特征 监测数据的统计特征有：数据中心趋向、变异性、分布形状、季节性和序列相关等。表2.7 数据的统计特征数据特征方 法备 注中心趋向样本平均、中位数、算数平均、方块图正态分布用样本平均，对数正态分布用样本算术平均，其他用样本中位数分散程度样品标准偏差范围四分位数间距估计数据组分布的离散程度最大值和最小值的区间为样本统计量分布形状方块图直方图可解决位置和分散问题是表达分布形状的直观方式季节（或某时间内）变异可进行各种检验，以时间序列作图季节性是一种有规律、可预测的环境变化参数，是海水数据分析考虑的重要参数序列相关样本之间存在相关找出某些

48、规律2.4.2 监测数据的表示方法（1）平均值包括算术平均值和几何平均值。（2）对数量的均值表示法（3）超标倍数和超标率。超标是指监测值劣与海水水质标准而言（或其他质量标准）。超标倍数指监测值超出标准值的倍数。因海水水质标准分4个级别，应注明超第几级标准。超标倍数=式中：C:超波监测数值；超标率=（4）统计表。（5）统计图。曲线图、直方图等方式表示时空的变化。如监测区域环境质量状况直方图、环境质量随时间变化曲线图、沉积物中污染物含量垂直分布图等。2.4.3 监测资料的分析（1）资料分析以海洋监测数据为依据，同时引用翔实可靠的环境管理统计数据和社会调查资料进行分析。（2）根据海洋监测平均值、范围

49、值、超标率等统计指标，按环境要素和时空质量变化进行全面、系统分析和定量描述。（3）污染趋势分析，根据历年海洋监测结果，统计处理后与标准值进行分析对比，找出时间（年、月等）、空间（站位或不同层次）的污染变化规律和发展趋势。（4）污染原因分析，进行环境污染对生态破坏、海域环境污染对海岸带综合管理与发展沿岸经济的影响分析，探讨海洋污染的突发性（污染事故等）和渐变性（如城镇建设、乡镇企业的发展、人口的增长等）因素，阐明污染特征。 在进行监测资料分析时，可采用多元回归、多因子相关分析和模糊聚类评价等方法。2.5 海洋环境质量评价2.5.1 海洋环境质量评价的内容 由于评价目的和要求的不同、评价的区域环境

50、条件和主要环境问题的差异，海洋环境质量评价的内容也不相同。一般说来，海洋环境质量评价工作的基本内容应包括以下几点：（1）污染源的调查与评价。找出主要污染源和主要污染物，污染物排放方式、途径、特点和规律，为海洋环境质量现状评价提供科学依据。（2）海洋环境现状评价。确定海洋环境污染的现状、污染程序、污染物的时空变化规律。（3）环境质量预测评价。根据不同的规划方案或建设项目，进行海洋环境质量预测，为海洋规划或建设项目提供科学依据。（4）海域环境自净能力的研究。研究主要污染物在海域环境中的污染状况、平衡、形态、价态等迁移转化规律，确定环境容量，建立海域环境自净模式。（5）环境污染综合防治的研究。从实际

51、出发，防治结合，立足于海岸环境问题的区域性、系统性和整体性，坚持海洋经济可持续发展战略，为实现海岸带综合管理和海洋环境的多目标规划、多方案防治技术和全方位管理系统的技术可行性、经济合理性和实施可能性与适应性等优化研究。2.5.2 海洋环境质量评价方法 海洋环境质量评价方法主要有：环境质量指数法、数理统计评价方法、模式与模拟法和综合评价法。2.5.2.1 建立海洋环境质量评价方法的主要环节（1）评价参数的选择。评价参数是指能反映评价对象，即环境要素现状变化特征的某些污染因子和特征值。（2）参数的不可比性和分指数的标准化。为使其在同一基准上相互比较，就需要将参数等标化，即将所有参数与其评价标准进行

52、比较，转换成具有相同环境意义的定量数值。评价标准的选用多为各参数的环境标准，无标准的可采用其基准或背景值。（3）确定评价参数生物权系数。因各评价参数对海洋环境质量的影响，对生物和人体健康的危害并不等同，不同的评价参数可赋予不同的权系数。确定权系数的计算方法有特尔非法、模糊数学法和序列综合法。（4）环境质量评价数学模式的建立。根据单元污染状况，运用适当的计算方法，建立完善的、科学的反映环境质量状况的数学模式。（5）环境质量的分析，在采用环境质量评价方法时，一般按计算数值大小划分几个范围或级别来表示其质量的优劣。2.5.2.2 海水水质评价1）海水水质指数评价法 （1）单项水质标准指数PI= 式中

53、：PI：某点j污染物i的标准指数； Cij：某点j污染物i的实测浓度，（mg/L）； Sij：污染物i的评价标准，（mg/L）。 （1(2) 多项水质参数综合指数 算术平均型：某点j的几种污染物综合评价指数PI可表示为： 加权平均型式中：Wi：第i种污染物的权值 向量模（平方和平方根）型当PIij1时， PIij2越大；当PIij1时， PIij2越小，故可突出大于1的各项污染指数的影响。 幂指数型b PIij1 而 均方根型（6）内梅罗指数式中： 各单因子指数中的最大者；各单因子指数平均值。 2）海水水质的生物学评价法水质评价的生物学指标有以下几种：（1）生物群指标。将整个水生生物群落作为反

54、映水体水质状况的指标，水质分类与生物群指标内容为：强污类、强中污类、中污类、轻污类。（2）优势种指标。是以优势种的发现来判断水质污染状况的。（3）生物化学指标。从水中污染物对水生生物的组织、器官和细胞与非细胞制剂的反应，来判断水质的好坏。（4）生物指数。水质生物指数法是采用指数形式表示其中物种类数和多度等参数，得以定量化评价水生生物群落结构。3）加权均值型指数水质分级水质分级标准见表2.8。表2.8 加权均值型指数水质分级表水 质 指 数污 染 等 级分 类 依 据2.0严重污染相当部分监测项目检出值超过标准1倍2.5.2.3 海洋底质评价 底质质量评价标准是以底质对底栖生物的危害程序和底质再

55、次污染水体水质的程序为依据的。一般应考虑水域地球化学背景条件和污染物的毒理性质。 海域底质评价采用下列指数公式： 式中：PI：总指数 Ci：污染物i实测值 Si：污染物i标准值 表2.9 底质评价质量分级PI1.0污染程度微污染轻污染中污染重污染要求未超标均值未超标，最高值有两项超标实测均值二项超标，最高值有一半超标均值均超标，最高值超标1.5-2.5倍2.5.2.4 海洋生物评价同理，海洋生物评价指数按下式计算：2.5.2.5 多环境要素的综合评价（1）均值法。水质、底质和生物三要素综合评价指数按下式计算：式中PI水和PI底按下式求出： PI生物则由各参数的分指数选加而成： 综合评价指数大于

56、0.9为中污染，大于0.5为轻污染，小于0.5为微污染。（2）加权法。从人体健康出发，需突出海洋生物，对海洋生物加权40%，对水质和底质各加权30%。环境质量综合评价指数按下式计算：PIm= PI水30%+ PI底30%+ PI生物40% 水质、底质和生物指数公式为： 其分级如表2.10所示。表2.10 水质、底质和生物指数分析等级综合指数PI水质指数PI底质指数PI生物指数PI评语10.40.20.41.01.01.01.0重污染2.5.3 污染源评价2.5.3.1 污染物入海通量预测法：按区域排放量 式中：i种污染物入海率（）：基准年时i种污染物入海量（t/a） ：基准年时i种污染物排放量

57、（t/a） 2.5.3.2 评价标准选用环境标准系列通常以污染物排放标准或环境质量标准为准则。（1）污染物等标排放量Pij：等标排放量（i=1，n指污染源；j=1，m指污染物）；Mij：第i种污染源的第j污染物的排放量SE：选用的评价标准式中：（2）污染源的等标排放量。污染源的等标排放量为各污染物等标排放量之和。（3）整个调查区域的等标排放量（4）各污染源等标排放量比值：（5）每个污染物等标排放量比值：4. 水温观测海洋温度变化是影响全球气候变暧的一个重要因素，海洋温度微小的波动就会引起地球气温的明显变化。科学家认为，浮游植物产量与全球气候密切相关。随着全球变暖问题的加剧，海水温度逐渐升高，浮

58、游植物产量则显著下降，每年损失约2亿吨。4.1 温度观测的基本要求 由于温度对密度影响显著，而密度的微小变化都可导致海水大规模的运动。因此，在海洋学上，大洋温度的测量，特别是深层水温的观测，要求达到很高的准确度：下层水温的准确度必须在.以下；在某些情况下，如研究温度变化很小的深层大洋时，甚至要求达到.。温度计必须十分稳定和灵敏，同时还必须经常加以仔细的校准。在实际工作中，根据所测项目的要求，制定测温的准确度范围。一般来说，规定观测准确度的原则，除了根据海区具体情况外，首先必须从客观需要出发，并应尽量达到一种资料多种用途的效果；其次，规定观测准确度还应考虑到现有的技术条件的可能性。对于大洋，因其

59、温度分布均匀，变化缓慢，观测准确度要求较高。一般温度应精确到一级，即.。在浅海，因海洋水文要素时空变化剧烈，梯度或变化率比大洋的要大上百倍乃至千倍，水温观测的准确度可以放宽。对于一般水文要素分布变化剧烈的海区，水温观测准确度为.。4.2 水温观测的时次与标准层次4.2.1 观测层次表层水温观测和表层以下水温观测。我国标准观测层次如表5-1所示。水深范围（m）标 准 观 测 水 层底层与相邻标准水层的距离（m）200表层，5，底层表层，5，10，15，20，底层表层，5，10，15，20，25，30，底层表层，5，10，15，20，25，30，50，75，底层表层，5，10，15，20，25，3

60、0，50，75，100，125，150，底层表层，5，10，15，20，25，30，50，75，100，125，150，200，250，300，400，500，600，700，800，1000，1200，1500，2000，2500，3000，（水深大于3000m每1000m加一层），底层244510表5-1 标准观测层次表层指海表面以下1m以内水层。底层规定如下：水深不足50m时，底层为离底2m的水层；水深在50-100m范围内时，底层离底的距离为5m；水深在100-200m范围内时，底层离底的距离为10m；水深超过200m时，底层离底的距离，综合考虑，在保证仪器不触底的原则下尽量靠近海底，