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文档简介
1、第九章 海洋环境监测海洋环境监测的内容和方法第1页第 一 节 概述第 二 节 监测程序第 三 节 样品采集、贮存与运输第 四 节 海水样品分析第 五 节 海洋物理因子测定第 六 节 常规化学因子测定第 七 节 营养盐测定第 八 节 海水重金属分析第 九 节 硫化物和氰化物分析第 十 节 农药和有机物分析第十一节 沉积物分析第十二节 生物样品分析第十三节 海洋浮游与底栖生物调查分析第十四节 海洋初级生产力与赤潮监测内容提要海洋环境监测的内容和方法第2页一、海洋环境基本特征1、面积广,水体大:362 106 km2(71%);1370 106 km3;2、含有三大环境梯度: 纬度梯度、深度梯度、水
2、平梯度;3、海水特征含有主要 生态学意义溶解性、 透光性、流动性、浮力及缓冲性。第一节 概述海洋环境监测的内容和方法第3页二、海洋环境对人类意义1、提供资源:食品、能源、 水资源、矿产等;海洋环境监测的内容和方法第4页2、气候调整:吸收温室气体CO2 ;3、旅游与休闲:观光、潜水、冲浪等。海洋环境监测的内容和方法第5页三、海洋环境监测意义1、是海洋综合管理基础和主要组成部分;2、是描述和预测海洋环境质量伎俩与路径;3、为有效地利用海洋资源和环境保护提供信息;4、为海洋综合管理提供科学依据。海洋环境监测的内容和方法第6页四、海洋环境监测迫切性1、海洋环境污染日趋严重;2、海洋资源开发利用快速;3
3、、海洋环境资源破坏严重;4、海洋生态系统变动猛烈。海洋环境监测的内容和方法第7页五、海洋环境监测任务*1、掌握主要污染物入海量及海洋环境质量;2、检验海洋环境保护政策与防治办法效果;3、研究、验证污染物转移、扩散模式,预测新增污染物和二次污染对海洋环境影响;4、监控可能发生主要环境与生态问题,为早期预警提供依据;5、维护国家权益,进行海洋权益监测;6、为维护人类健康、维护生态平衡和合理开发利用海洋资源服务。海洋环境监测的内容和方法第8页六、海洋环境监测分类 *包含海洋污染监测和海洋环境要素监测。前者包含近岸海域污染监测、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,后者主要指海
4、洋水文气象要素、生物要素、化学要素和地质要素。七、海洋环境监测标准 1、监测对象选择:毒性大、持久性强、生物富集性高、危害 严重、影响范围大污染物。 2、优先监测标准*:(1)迫切性优先标准;(2)重点监测优先;(3)多介质、多功效一体化监测体系优先;(4)污染监测优先;(5)强化海洋监测管理优先。海洋环境监测的内容和方法第9页八、海洋环境监测内容、海洋环境质量监测要素*:海洋水文气象基本参数;水中主要理化参数、营养盐类,有害有毒物质;沉积物中相关物理参数和有毒有害物质;生物体中相关生物学参数生物残毒及生态;大气理化参数;放射性核素。、 项目选定标准:除水文气象项目必测外,其它项目标选定标准是
5、:基线调查应是多介质且项目要尽可能取全;常规监测应选基线调查中得出对监测海域环境质量敏感项目;定点监测为海水pH、浑浊度、溶解氧,化学耗氧量、营养盐类, 被监测介质应同时观察其基本参数。如海水pH、浑浊度、溶解氧,化学耗氧量、营养盐类;沉积物粒度、有机质、氧化还原电位;生物体 长、重量、年纪、性腺成熟度等;应急监测和专题调查酌情自定。海洋环境监测的内容和方法第10页九、海洋环境监测基本要求 依据国家质量技术监督局公布海洋监测规范(GB 17378-),海洋环境质量基本要素调查监测展开程序,包含计划编制,海上调查实施、质量控制,调查装备、资料整理和结果汇报编写等程序,必须按照标准执行。海洋监测规
6、范(GB 17378-)共分7部分第1部分 总则第2部分 数据处理与分析质量控制第3部分 样品采集、贮存与运输第4部分 海水分析第5部分 沉积物分析第6部分 生物体分析第7部分 近海生态污染调查和生物监测海洋环境监测的内容和方法第11页十、海洋环境监测基本定义*1、海洋监测marine monitoring在设计好时间和空间内,使用统一、可比采样和检测伎俩,获取海洋环境质量要素和陆源性入海物质资料,以说明其时空分布、改变规律及其与海洋开发、利用和保护关系之全过程。、 基线调查 baseline investigation对某设定海区环境质量基本要素情况初始调查和为掌握 其以后间隔较长时间趋势改
7、变重复调查。海洋环境监测的内容和方法第12页、 常规监测 ordinary monitoring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标,长久逐年相对固定 时期观察。、定点监测 fixed-point monitoring在固定站点进行常年更短周期观察。其中包含在岸(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观察。海洋环境监测的内容和方法第13页、应急监测 emergency monitoring在海上发生有毒有害物质泄放或赤潮等灾害紧急事件时,组织反应快速现场观察,或在其附近固定站暂时增加针对性观察。、专题调查 specific
8、 survey为某一专门需要调查。如废弃物倾倒场,资源开发,海岸工程环境评价等进行调查。海洋环境监测的内容和方法第14页一、监测站点布设标准、测站布设基本要求*()依据任务目确实定监测范围,以最少数量测站,所获取数据能满足监测目标需要。()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。()尽可能沿用历史测站,适当利用海洋断面调查测站,照料测站分布均匀性和与岸边固定站衔接。第二节 监测程序海洋环境监测的内容和方法第15页2、各类水域测站布设标准(1)海域:在海洋水团、水系锋面,主要渔场、养殖场,主要航线,重点风景旅游区、自然保护区、废弃物倾倒区以及环境敏感区设置测站或
9、增加测站密度。(2)海湾:在河流入汇处,湾中部及湾海交汇处,同时参考湾内环境特征及受地形影响局部环流情况在辐合区设置测站。(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,并尽可能降低时尚影响处。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。()岸滨及岛屿定点站:采样点应避开局地性沟渠和排污影响。海洋环境监测的内容和方法第16页二、监测频率及周期*1、基线调查: 初始一次,趋势调查每五年一次。2、常规监测频率 (1)水质: 每年二至四次。按季度(四次);按丰水期、平水期、枯水期(三次);或按丰水期、枯水期(二次)。 (2)沉积物: 每年或每两年一次。 (3)生物
10、: 每年一次(成熟期)或二次(初长久和成熟期)。 (4)气象: 除到站观察外,航渡时每日02,08,14,20时进行定时观察。海洋环境监测的内容和方法第17页3、定点监测 (1)按单点观察方式 每日大潮、常潮、小潮各二次,共六次, 其中五次为单次8时采样;一次为每小时采样一次,连续采样25h。 (2)按大面观察方式 每个月不少于一次。 (3)海上发生海损、赤潮等事件时 相关联定点站应酌情或按 上级指令要求增加观察次数。4、应急监测和专题调查 依据监测和调查目标,由项目责任人按上级指定或自行设计。海洋环境监测的内容和方法第18页三、海洋监测组织实施 1、组织准备(1)按年度计划任务书、上级指令或
11、协议确定总体任务。(2)选定项目责任人或首席科学家。(3)搜集分析监测海区与监测任务相关文件资料。(4)由项目责任人编制监测实施计划,报主管部门审批。 2、出海准备(1)组织监测队伍,设置专业组,明确人员分工和岗位职责,列出值班次序。(2)选定监测用船,与航海部门约定并申报航行计划,做好航行与监测业务协调。(3)配制海上作业用试剂,对样品盛器和玻璃器皿按要求要求进行洗涤。(4)按计划监测项目列出装备、仪器,用具,查算和统计用表等数量和规格清单,逐项进行筹集和检验。尤其要注意检验消耗品和易损物品备份是否充分。(5)对装船仪器进行安装、固定、调试和校准。海洋环境监测的内容和方法第19页3、海上作业
12、(1)项目责任人或首席科学家负责同船长协调海上作业与船舶航行关系。在确保安全前提下,航行应满足监测作业需要。(2)按计划和海洋监测规范要求,获取样品和资料。(3)船到站前i,停顿排污和冲洗甲板,关闭厕所通海管路,直至监测作业结束。值班专业组长应负责检验,发觉排污或可疑排污,纠正后重新采取样品。(4)严格禁止用手沾污采样品,预防样品瓶塞(盖)沾污。(5)观察和样品登记标签一律用黑色铅笔填写。必须经第二人校核。各项标准统计不准涂擦,有误时可在错误统计上划一横线,在 其上方填写纠正数字。海洋环境监测的内容和方法第20页(6)在要求时间内完成应在海上现场检测样品,同时做好非现场检测样品预处理。(7)观
13、察和现场检测项目标统计,须当班完成查标、订正、统计等全部整理程序,并由下一班校核完成。(8)观察和采样结束后,必须及时仔细检验有没有遗漏,然后通知船方启航。(9)将海上观察、采样、检测等作业相关事项以及监测中碰到特殊海洋现象及处理情况,填入值班日志。监测结束后还应编写航次 汇报。(10)遇有赤潮、排污、倾废和溢油等情况,应马上停车,按应急监测要求进行观察和采样。海洋环境监测的内容和方法第21页4、监测结束(1)验收观察原始统计,采样统计和海上测定统计表。(2)将各待测样品移入试验室,需在样品保留期限内完成检测。(3)整理计算测定数据,编制报表,绘制结果图件,编写结果汇报。(4)监测资料和结果汇
14、报归档。5、监测结果汇报判定或验收海洋环境监测的内容和方法第22页四、海洋监测质量确保 1、监测质量确保是指: 从采样、预处理、前处理、测定到数据处理全过程质量控制。但不包含站位设置、频率选择等合理性代表性等宏观质量确保。2、采样质量确保(1)采样人员应专门培训,经考评取得合格证书持证书上岗。(2)制订采样操作程序,预防采样沾污。(3)预防样品沾污,必须做到: 严格预防船舶本身以及采样设备沾污影响; 按照不一样项目,选取适当材料采样器样品瓶,同时绞车、缆索,导向轮亦需采取对应防沾污办法;海洋环境监测的内容和方法第23页 尽可能降低界面富集影响,深层采样提议用闭-开-闭方式采样器; 沉积物采样,
15、被采样品尽可能不受扰动。待测样品应冷冻贮存; 予处理样品(过滤、萃取等)应在采样后在现场即时完成。然后再加入稳定剂,并低温保留。受生物活动影响,随时间改变激烈项目(pH溶解氧、化学耗氧量、营养盐类)应在现场测定。3、试验室质量确保(1)对试验室应定时考评,并取得合格证书方能负担检测任务。(2)固定级试验室应含有100级超净试验室;海区级应有10万级简易洁净试验室;普通试验室应具备重金属水样前处理用超净工作台。(3)选定检测方法,主要依据方法精密度、准确度和检出限,适当考虑分析成本,设备条件和检测时间长短及人员水平等原因。海洋环境监测的内容和方法第24页4、监测网络质量确保(1)凡有两个及以上试
16、验室参加统一监测任务或网络,由任务管理单位或牵头单位组织并负责质量监督和管理。(2)监测前必须进行试验室间互校。经质量管理单位评判合格后,才得参加监测任务。(3)采取统一标准参比物质,中途若有更换应对先后使用标准参比物质进行对比检验。求得相互关系,必要时对数据进行订正。(4)试验室间应尽可能使用相同检测方法和仪器。5、文件资料和结果归档,必须符合质量标准海洋环境监测的内容和方法第25页五、海洋监测实施计划编制 1、目标按计划任务,上级指定或协议设计监测范围 、站位、项目、 频率、层次。在上述基础上,各专业组进行采样及检测方法技 术设计。编制监测实施计划。2、计划编制应遵照下述标准(1)由任务技
17、术责任人主持编制;(2)必须符合任务书,上级指定(或协议)和GB/T17378.117378.7技术要求;(3)充分利用前人文件和资料;(4)立足现有些人员技术情况和物质确保条件。海洋环境监测的内容和方法第26页3、计划编制应包含下述内容(1)任务及其依据;(2)站位图、表及参考水深;(3)时间安排,航线次序和补给地点;(4)观察和采样项目、层次、数量;(5)人员组织及分工;(6)安全办法;(7)经费预算,依据需要决定是否列入;(8)出海携带物品明细表。海洋环境监测的内容和方法第27页4、计划报批(1)监测计划需由任务执行单位呈文报任务下达单位同意。(2)航行计划应经主管部门同意下达。5、计划
18、执行(1)计划经同意后,必须严格执行。若需变动时,要经主管部门同意。(2)作业中相关航行安全,在制订计划时应予充分考虑。普通在执行任务中,不得以航行安全为由而任意弃站。遇恶劣天气未能作业测站应尽可能补齐。(3)应急监测计划不宜过细,项目责任人或首席科学家在现场有权依据实际情况对计划进行修改和补充。(4)常规监测中,发觉主要海洋现象或海损事件,技术责任人有权决定跟踪探索,但必须同时上报主管部门。海洋环境监测的内容和方法第28页六、海上监测普通要求(1)规章制度为确保海上监测工作质量与安全。应建立对应值班、交接班、岗位责任、安全保密、仪器设备检验保养、资料校核 保管等各项制度。(2)时间标准近海调
19、查一律用北京标按时间,整年不变。天天校对时间一次,记时误差不得超出设计允许范围。 远洋监测或国际联合监测,必要时也可采取世界标按时,但需在资料载体上注明。记时误差不得超出设计允许范围。海洋环境监测的内容和方法第29页(3)定位要求 在河口及有陆标近岸海域,水、沉积物及生物监测站点定位误差不得超出500m;其 他海域站点定位误差不得超出100m。 河口区断面位置,用地名、河(江)名及当地显著目标特征距离表示。 潮间带生物生态监测,断面间距误差不得超出两断面距离1%;断面上各测点间距不得超 过断面长度0.5%。 专题监测调查,定位精度按特定要求自行要求。 实际站位应尽可能与标定站位相符。二者相差近
20、岸不得超出100m ,中近海不得超出 m (4)样品和资料保管 样品取得后,马上进行预处理和分装,样品记录表和资料载体以及初步计算结果,均须标注清楚。样品和资料应随时包装整理,专员负责保管,发生危急事故时,须全力抢救。海洋环境监测的内容和方法第30页七、监测船及其采样设施要求(1)监测船性能要求 河口及近岸浅水监测船要求排水量100150 t,吃水0.5 m,航速12 km左右, 并含有抗搁浅性能;中近海水域监测船,要求排水量6002 000 t,吃水25 m,航速1416 kn。 船体结构牢靠,抗浪性强,受风压面小,续航力不少于二个月。 船上应装有侧推可变螺距及减摇装置。含有稳定23 km慢
21、速性能。 需含有适应海洋监测用甲板及机械设备。有观察、采样和样品存贮充分空间。以及检测、处理各种环境质量要素用试验室、计算机室,有准确可靠导航定位系统和通讯系统,适于各种海况下作业。 专用监测船必须设可控排污装置;兼用监测船亦需改装排污系统,以降低船舶本身对采集样品沾污。 发电机:要求能满足照明、绞车、拖网采样、试验室检测设施以及各种电子仪器需要。海洋环境监测的内容和方法第31页(2)采样设施要求设水文、水样采取、沉积物采样 和浮游生物采样绞车最少四部和生物采样用吊杆一部。浅海绞车缆绳长200 m;中近海绞车缆绳长600 m。采取 水样绞车、缆绳及导轮应无油和暴露金属。生物采样场所设船艉部。要
22、求宽广平坦,避开通风筒、 天窗等突出物并设收放式栏杆。采样绞车处应装有保护栏杆突出活动操作平台。采样场所应有安置样品足够空间。海洋环境监测的内容和方法第32页(3) 专用监测船试验室要求设在位置适中,遥摆度较小处。并靠近采样操作场所。有良好通风装置、空调设备、超净工作台、通风橱、水 槽等专用设备,有足够白色照明灯。独立淡水供水系统,排水槽及管道需耐酸碱腐蚀。电源:交流220 V,380 V;直流6 V,12 V,24V。试验桌面耐酸碱,并设有固定各种仪器支架、栏杆、夹 套等装置。配有样品冷藏装置、防火器材及抢救药品等。附近应有装置高压气瓶安全隔离小间。海洋环境监测的内容和方法第33页八、监测仪
23、器设备要求 1、出航前必须对仪器设备进行全 面检验和调试,并将情况填入“海 上资料仪器设备检验统计表” 。 2、使用国家强制检定计量仪器设备,必须是经国家法定标准计量机构计量认证、同意生产并经检定合格产品。国外引进仪器设备,必须经过验收,确认符合仪器标明质量参数方可使用。3、不允许使用检定超期仪器设备。海洋环境监测的内容和方法第34页九、样品和原始资料验收1、要求 按 任 务 书 、 上 级 有 关 规 定 、 合 同 、 监 测 实 施 计 划 以 及 GB17378.117378.7 技术要求验收。2、验收内容 海上监测仪器设备检验统计表;测站定位表,值班日志,航次汇报;统计在不一样载体上
24、数据资料;样品及采样统计,现场描述。3、验收要求 未经验收样品或资料,不能进行试验室检测、判定或整理计算;验收不合格样品或资料,不得做为有效工作量计算,不再进行检测、判定或计算整理; 数量不够、已变质、被沾污、站号和位置混乱不清样品 ,取自非要求层位样品作废品处理; 仪器发生故障时观察资料,观察不完整,不能表示该要素在该站点分析情况和改变规律资料,经涂改、统计不清或精密度显著低于任务 书要求资料,作废品处理;4、验收时间 海上作业结束后,样品检测和资料整理之前。海洋环境监测的内容和方法第35页十、海洋监测资料整理1、样品检测判定(1)必须按GB 17378.117378.7要求进行检测或判定。
25、(2)必须在要求时间内完成样品检测或判定。(3)应对检测、判定结果进行质控程序和误差等质量检验。如未按质控程序检测或误差超出要求范围,必须重新检测或判定。2、数据资料和声像资料和整理(1)以磁带、磁盘、光盘等载体统计监测资料原件存档。另用复制件进行整理。(2)在工作曲线、模拟曲线或打印纸带上取数,须经第二人校核。(3)使用电子计算机计算数据时,首先须由同行科技人员,认真检验输入数据和软件系统。使用其它计算工具分步计算时,必须 经第二人对计算公式、方法、步骤和使用数据进行严格审查和进 行复算。海洋环境监测的内容和方法第36页3、报表填写和图件绘制(1)环境质量要素报表,必须采取本标准附录规定标准
26、格式。(2)成果图件图幅、图式、图例等必须符合GB17378.1 17378.7规定。(3)使用电子计算机和自动绘图仪绘制图件、表格,必须由对应水平科技人员进行检验。对手工编制图件、报表,应由不低 于编制者技术水平他人进行复核。(4)在图件和报表规定位置上,有关人员必须签名。4、监测资料报送在外业工作结束后,水文气象、水质、污染源资料二个月;沉积物、生物、三个月内,须将计算所得环境基本质量要素资料,以标准格式,报送上级主管部门规定部门。海洋环境监测的内容和方法第37页十一、监测结果汇报编写 1、编写内容(1)序言部份主要包含: 任务及其起源;监测范围及地理坐标;监测船及监测时间;站位及项目;采
27、样和检测方法;数据质量评述。(2)监测区基本环境情况,主要包含: 自然地理情况及水文气象情况;陆源性污染源情况。(3)环境质量情况及其分析。主要包含:各介质环境质量要素特征值分析和空间分布;各环境质量要素与相关标准对照分析;各介质反应环境质量情况评述;综合环境质量评价及其成因探讨。(4)环境对策提议:依据海域环境质量评定,结合区域社会经济特点,提出针对性环境管理和改进环境质量情况提议。海洋环境监测的内容和方法第38页2、报表及结果图件结果汇报文字分析及其所引用数据统计表、图件应附入结果汇报。3、编写要求(1)由项目责任人主持编写。(2)符合任务书、上级指令文件、协议和调查实施计划要求。(3)内
28、容应重点突出,论据充分,文字简练。4、完成时间在任务书,协议和上级指令要求时间内完成。海洋环境监测的内容和方法第39页十二、监测资料和结果归档 1、归档资料内容任务书,协议,监测实施计划;海上观察及采样统计,试验室检测统计,工作曲线及验收结论;站位实测表,值班日志和航次汇报;监测资料结果表;结果汇报最终原稿及印刷件;结果汇报判定书和验收结论。2、归档要求(1)按照国家档案法和本单位档案管理要求,将档案材料系统整理编目,经项目责任人审查签字,由档案室主管人验收后保留。(2)未完成归档监测结果汇报,不能判定或验收。(3)按资料保密要求,划分密级妥善保管。(4)磁盘、磁带等不能长久保留载体归档资料,
29、必须按载体保留限期及时转录,并在防磁、防潮条件下保管。3、归档时间 监测结果汇报完成六个月内。海洋环境监测的内容和方法第40页十三、监测结果汇报判定和验收1、结果汇报判定(1)判定内容: 文字汇报;结果图件;资料统计表。(2)判定依据任务书、上级相关指定文件、协议书、调查实施计划以及 GB 17378.117378.7要求技术指标。(3)判定方法按中华人民共和国国家科学技术委员会科学技术结果判定方法进行判定。经过后要填写科技结果判定证书,判定 未获经过则应限期补充修改,再次报请重新判定。(4)判定时间 监测结果汇报完成后及时进行。海洋环境监测的内容和方法第41页2、监测结果汇报验收(1)凡不需
30、进行判定结果汇报则进行结果验收。(2)验收方法由监测任务下达单位或委托单位主管部门派人组织验收。形成由验收人签字和验收单位盖章书面验收结论。与验收依据有显著差距结果汇报不予验收。责令限期修改并重新验收。如结果汇报质量低劣而又无法修改时,应做出“不予验收,只供参考”结论。海洋环境监测的内容和方法第42页一、水质样品 1、普通要求从海洋环境中取得有代表性样品,并采取一切预防办法,防止在采样和分析时间间隔内发生改变,是海洋环境调查监测第一关键步骤。程序:确定采样目标;样品采集时空尺度;采样点设置;现场采样方法及质量确保办法。第三节 样品采集、贮存与运输海洋环境监测的内容和方法第43页(1)安全办法
31、水质、沉积物及生物等采样,必须制订对应安全规章制度并认真执行。认真考虑在各种天气条件下,确保操作人员和仪器设备安全。采样船:在全部水域采样时要预防商船、捕捞船及其它船只靠近,要随时使用各种信号表明正在工作性质。要尽可能防止在危险岸边等不安全地点采样。采样时,要采取一些特殊防护办法,防止一些偶然情况出现。使用电操作采样设备,在操作和维修过程中,加强安全办法。海洋环境监测的内容和方法第44页(2)样品瞬时样品:连续样品:在固定时间间隔下采集定时样品 (取决于时间)及在固定流量间隔下采集定时样品(取决于体积),以揭示利用瞬时样品观察不到改变。混合样品:混合样品是指在同一个采样点上以流量、时间、体积为
32、基础若干份单独样品混合。综合水样:综合水样指把从不一样采样点同时采集水样进行混合而得到水样(时间不是完全相同,而是尽可能靠近),有时一个适当综合水样可能会提供愈加有用数据。(3)对样品要求 合格样品要含有较高代表性和真实性。海洋环境监测的内容和方法第45页2、采样位置确实定及时空频率选择 依据污染物在较大面积海域分布不均匀性和局部海域相对均匀性时空特征,利用均质分析法、含糊集合聚类分析法等 分类方法,将监测海域划分为:污染区、过渡区及对照区。(1)采样站点布设采样主要站点应合理地布设在环境质量发生显著改变或有主要功效用途海域,如:近岸河口区或重大污染源附近。在海域早期污染调查过程中,能够进行网
33、格式布点。站点布设标准:能够提供有代表性信息;设点周围环境地理条件;动力场情况(时尚场和风场);社会经济特征及区域性污染源影响;设点周围航行安全程度;经济效益分析;尽可能考虑测点在地理分 布上均匀性,并尽可能避开特征区划系统边界。海洋环境监测的内容和方法第46页(2)采样时间和采样频率在水质可能发生改变期间进行采样,既能够反应出水质改变,又能够花费较小代价。采样时间和频率确实定标准:怎样以最小工作量满足反应环境信息所需资料;技术上可能性和可行性;能够真实地反应出环境要素改变特征;尽可能考虑采样时间连续性。用于环境质量控制采样频率普通要高于环境质量表征所需采样频率;污染源判别采样程序与环境质量控
34、制、环境质量表征程序不一样,影响确定采样时间和采样频率原因很多; 其采样频率要比污染物出现频率高多。海洋环境监测的内容和方法第47页(3)采样层次水深范围标准层次底层与相邻标准层最小距离小于10表层1025表层,底层2550表层,10,底层50100表层,10,50,底层5100以上表层,10,50,以下水层酌情加层,底层10注: 表层系指海面以下0.11m; 底层,对河口及港湾海域最好取离海底2m水层,深海或大风浪时可酌情增大离底层距离海洋环境监测的内容和方法第48页3、采样装置(1)水质采样器技术要求含有良好注充性和密闭性;材质要耐腐蚀、无沾污、无吸附;结构简单、轻便、易于冲洗、易于操作和
35、维修,采样前不残留样品,样品转移方便。能够抗抵恶劣气候影响,适应在广泛环境条件下操作。能在温度为040,相对湿度小于90%环境中工作。 价格廉价,轻易推广使用。海洋环境监测的内容和方法第49页(2)采样器类型瞬时样品采样器近岸表层采水器、抛浮式采水器采样瓶安装在能够开启不锈钢做成固定架里,钢架以固定长度尼龙绳与浮球连接,通惯用来采集表层石油烃类等水样。深度综正当采样器深度综正当采样需要一套用以夹住采样瓶并使之沉入水中机械装置,加重物采样瓶沉入水中,同时经过注入阀门使整个垂直断面 各层水样进入采样瓶。选定深度定点采水器(闭-开-闭式采水器)泵吸系统采水器海洋环境监测的内容和方法第50页(4)采样
36、缆绳及其它设备 为预防采样过程样品沾污,水文钢丝绳应以非金属材质涂敷或以塑料绳代替。使锤应以聚四氟乙烯、聚乙烯等材质喷涂。水文绞车也应采取防沾污办法。(5)采样瓶洗涤与保留 采样瓶洗涤要求进行洗涤。每次采样完成应将采样瓶放入塑料袋中保留,且勿与船体或其它沾污源直接接触。海洋环境监测的内容和方法第51页(6) 现场采样操作岸上采样冰上采样:若冰上覆盖积雪,可用木铲或塑料铲清出面积为1.5 1.5 m 积雪地,再用冰钻或电锯在中央部位打开一个洞。船上采样:采取向风逆流采样,未来自船体各种沾污控制在一个尽可能低水平上。海洋环境监测的内容和方法第52页(7)样品贮存与运输样品容器材质选择标准: 容器材
37、质对水质样品沾污程度应最小; 便于清洗和容器壁处理; 容器材质在化学活性和生物活性方面含有惰性,使样品与容器之间作用保持在最低水平。 对温度改变应变能力、抗破裂性能、密封性、重复打开能力、体积、形状、质量、供给情况、价格和重复使用可能性。含无机成份样品,多采取聚乙烯、聚四氟乙烯和多碳酸酯聚合物材质制成容器。惯用高密度聚乙烯,适合于水中硅酸盐、 钠盐、总碱度、氯化物、电导率、pH分析和测定样品贮存。对光敏物质多使用吸光玻璃质材料。玻璃质容器适合于有机化合物和生物品种样品贮存。塑料 容器适合于放射性核素和大部分痕量元素及常规测项水样贮存。海洋环境监测的内容和方法第53页样品容器洗涤对于普通性用途,
38、可用自来水和洗涤剂清洗尘埃和包装物质,然后用铬酸和硫酸洗涤液浸泡,再用蒸馏水淋洗。 聚乙烯容器先用1mol/L盐酸溶液清洗,然后再用1:3硝酸溶液进行较长时间浸泡。供测定微量有机物使用玻璃瓶,只能用无机试剂清洗。用于贮存计数和生化分析水样瓶, 还应该另用硝酸溶液浸泡,然后用蒸馏水淋洗以除去任何重金 属和铬酸盐残留物。水质样品固定与贮存水质样品固定通常采取冷冻和酸化后低温冷藏两种方法。水质过滤样加酸(盐酸或硝酸)酸化,使pH值维持在小于2, 然后低温冷藏。海洋环境监测的内容和方法第54页样品运输样品容器质量控制标志和统计 采样瓶注入样品后,应该马上将样品起源和采样条件统计下来,并标志在样品瓶上。
39、海洋环境监测的内容和方法第55页二、沉积物样品1、样品采集(1)表层样品采集采样器类型及其选择 用本身重量或杠杆作用设计抓斗式工或其它类型沉积物采样器,其设计特点各异,包含弹簧制动、重力或齿板锁合方式。这 些要随深入泥层形状而不一样,以及随所取样品规模和面积不一样,各自不一。采样器选择主要考虑以下几方面: 贯通泥层深度;齿板锁合角度;锁合效率 (防止障碍能力);引发波浪“振荡”和造成样品流失或者在泥水界面上洗掉样 品组成或生物体程度;在急流中样品稳定性。海洋环境监测的内容和方法第56页表层样品采集操作 A 将绞车钢丝绳与采泥器连结,检验是否牢靠,同时,测采样点水深; B 慢速开动绞车将采泥器放
40、入水中。稳定后,常速下放至离海底一定距离35m,再全速降至海底,此时应将钢丝绳适当放长,浪大流急时更应如此; C 慢速提升采泥器离底后,快速提至水面,再行慢速,当采泥器高过船舷时,停车,将其轻轻降至接样板上; D 打开采泥器上部耳盖,轻轻倾斜采泥器,使上部积水缓缓流出。若因采泥器在提升过程中受海水冲刷,致使样品流失过多或因沉积物太软、采泥器下降过猛,沉积物从耳盖中冒出,均应重采; E 样品处理完成,弃出采泥器中残留沉积物,冲洗洁净,待用。海洋环境监测的内容和方法第57页(2) 柱状样采集柱状采样器能够采集垂直断面沉积物样品。假如采集到样品本身不含有机械强度,那么从采泥器 上取下样器时应小心保持
41、泥样纵向完整性。柱状样采集操作。 首先要检验柱状采样器各部件是否安全牢靠; 先作表层采样,了解沉积物性质,若为砂砾沉积物,就不作重力取样; 确定作重力采样后,慢速开动绞车,将采泥器慢慢放入水中待取样管在水中稳定后,常速下至离海35m处,再全速降至海底,立 即停车; 慢速提升采样器,离底后快速提至水面,再行慢速。停车后,用铁勾勾住管身,转入舷内,平卧于甲板上; 小心将取样管上部积水倒出,丈量取样管打入深度。再用通条将样柱缓缓挤出,次序放在接样板上进行处理和描述。若样柱长度 不足或样管斜插入海底,均应重采; 柱样挤出后,清洗取样管内外,放置稳妥,待用。海洋环境监测的内容和方法第58页2、 样品现场
42、描述(1)颜色、嗅和厚度 颜色:颜色往往能反应沉积物环境条件,按GB/T13909要求执行。 嗅:样品采上后,马上用嗅觉判别有没有油味、硫化氢味及其味道轻重。 厚度:沉积物表面往往有一浅色薄层,能指示其沉积环境。取样时,可用玻璃试管轻插入样品中,取出后,量取浅色层 厚度。柱状取样时可描述取样管打入深度,样柱实际长度及自然分层厚度。(2)沉积物类型(3)生物现象 贝壳含量及其破碎程度;含生物种类及数量;生物活动遗址;其它特征。海洋环境监测的内容和方法第59页3、样品保留与运输(1)样品保留 凡装样广口瓶均需用氮气充满瓶中空间,放置阴冷处,最好采取低温冷藏。普通情况下也能够将样品放置阴暗处保留。(
43、2)样品运输 同水样。(3)样品登记样品瓶事先编号,装样后贴标签,并用特种铅笔将站号及层次写在样品瓶上,以免标签脱落弄乱样品。塑料袋上需贴胶布,用记号笔注明站号和层次,并将写好标签放入袋中,扎口封存。认真做好采样现场统计。海洋环境监测的内容和方法第60页三、生物样品 1、样品采集目标及样品起源(1)目标了解污染物在生物体内积累分布和转移代谢规律,评价海域污染物含量及其随时间改变情况,计算污染物在海洋环境中质量平衡程度,评价海域环境质量。保护海洋生物资源,保护人群健康。(2)生物样品起源生物测站底栖拖网捕捞;近岸定点养殖采样;渔船捕捞;沿岸海域定置网捕捞及垂钓;市场直接购置。包含经济鱼类、贝类和
44、一些藻类。海洋环境监测的内容和方法第61页2、选择样品普通标准(1)能积累污染物并对污染物有一定忍受能力,其体内污染物含量显著高于其生活水体;(2)被人类直接食用或作为食物链被人类间接食用海洋生物;(3)大量存在、分布广泛,易于采集;(4)有较长生活周期,最少能活一年以上种类;(5)生命力较长,样品采集后依然呈活体;(6)固定生息在一定海域范围,游动性小;(7)样品适当大小,方便有足够肉质供分析;(8)生物种群中优势种和常见种。海洋环境监测的内容和方法第62页3、样品采集(1) 采样位置标准上在水质站位和底质测站都应设置生物测站。(2)采样季节以生物生优点于比较稳定时采样。(3)样品年纪和大小
45、选择生物种群中年纪、大小和重量占优势类型。(4)采样工具在采样时应注意采样工具对待测项目标影响。(5)采样现场描述已作好样品判定,应记下样品年纪、大小、重量、性别等,待分析项目、贮存方式、处理方法等(6)样品运输海洋环境监测的内容和方法第63页一、相关定义1、可过滤(溶解)金属 filterable (soluble) metals 未酸化水样中,能经过0.45 m滤膜金属成份。2、不可过滤(悬浮)金属 unfilterable (suspended) metals 未酸化水样中,被0.45 m 滤膜阻留金属成份。3、总金属 total metals 水样中,可过滤金属和不可过滤金属总和。4、
46、酸可提取金属 acid extractable metals 未经过滤水样,用热稀无机酸处理后,溶液中金属成份。5、过滤水样 filtered water sample 除非另作说明,均指用0.45 m 纤维滤膜过滤水。第四节 海水样品分析海洋环境监测的内容和方法第64页二、分析要求1、试剂、溶剂、滤膜纯化和处理(1)氨水等温扩散法纯化:(2)双硫腙提纯与配制:(3)三氯甲烷、四氯化碳纯化:(4)0.45m纤维滤膜处理 用敷有聚乙烯膜不锈钢镊子挟持滤膜边缘,逐张地竖直向下浸入0.5 mol/L 盐酸溶液中,最少12 h。用纯水冲洗 至中性,密封待用。海洋环境监测的内容和方法第65页2、校正(1
47、)标准空白(A0)与分析空白(Ab)扣除当A0 = Ab(即标准系列与水样测定步骤完全一致),二者都可无须扣除,即Ai不减A0;Aw不减Ab绘制校准曲线或查读曲线,但只限同批可行;若空白值(A0及Ab)十分稳定,可延用一周。Aw:水样吸光(信号)值;Ab:分析空白吸光值;Ai:标准系列各点吸光值,其中零浓度为标准空白A0。当A0Ab,即标准系列测定步骤较之水样有所省略时,则 必须Ai-A0后绘制曲线;Aw-Ab后查读曲线。用线性回归方程计算也应按上述要求。原子吸收、气相色谱、电化学等测定方法,参考上述要求。海洋环境监测的内容和方法第66页(2)盐误差校正为了减小盐误差(离子强度不一样带来误差)
48、,有些项目要求用清洁海水稀释定容标准系列;若用纯水则必须给出校正因数;已知一些 校正因数(如硅、氨)受环境和纯水影响波动较大,仍须使用者以实测结果作必要校正。(3)水样体积校正在量取测定水样之前向水样加入试剂溶液超出1%体积时,进行体积校正:V1 +V2V = V1V3 V 校正后水样体积,mL; V1 原始水样体积,mL; V2 加入试剂溶液体积,mL; V3 量取测定水样体积,mL。海洋环境监测的内容和方法第67页三、水样体积及保留方法四、各方法检出限海洋环境监测的内容和方法第68页一、水温 1、表层水温表法2、颠倒温度表法3、遥感方法一切物体都向外辐射红外和微波波段电磁波(即热辐射),且
49、辐射强度与物体温度 呈正相关性。卫星遥感测温技术正是经过测定地球表面水体目标物热辐射强度来获取 其温度信息。 因为地面目标物体(包含海面水体),都有反射和辐射电磁波特征,而不一样目标物对不一样波长电磁波反射和辐射率亦不一样。于是,能够尝试利用航空或星载红外传感器统计海面辐射亮度温度,把亮度温度和海面实际温度建立联络。第五节 海洋物理因子测定海洋环境监测的内容和方法第69页二、水色海水水色是指位于透明度值二分之一深度处,白色盘上所显现海水颜色。水色观察只在白天进行。观察地点应选在背阳光处。观察时应防止船只排出污水影响。 1、水色意义:(1)水色与藻类普通情况下藻类类群是水色表征,不一样水色下藻类
50、群落结构不一样;而藻类生活在一定营养中,水体营养情况是水色主要影响因子。(2)水体有机物及油污引发水色改变。(3)黄色物质:2、比色法海洋环境监测的内容和方法第70页3、水色遥感(1)水色卫星星载水色探测器,海洋水色卫星主要任务是探测浮游植物浓度、悬游泥沙含量和黄色物质分布。海洋环境监测的内容和方法第71页作用海洋环境监测的内容和方法第72页红色点为遥感反演 得到赤潮区卫星水色扫描仪在 长江口发觉赤潮卫星辽东湾发觉赤潮, 绿色条状为赤潮区海洋环境监测的内容和方法第73页海洋环境监测的内容和方法第74页三、透明度1、目视法2、卫星、航空遥感 由离水辐亮度反演水色要素浓度或水体光学性质,进而反演得
51、到海水透明度,是复合模型。海洋环境监测的内容和方法第75页四、浑浊度1、目视比浊法2、分光光度法3、浊度计法4、遥感海洋环境监测的内容和方法第76页五、悬浮物:重量法六、嗅和味:感官法海洋环境监测的内容和方法第77页第六节 常规化学因子测定一、盐度1、盐度计法试验室用盐度计分为感应式、电极式两种类型。(1)适用范围和应用领域 适合用于在陆地或船上试验室中测量海水样品盐度。经典仪器应用范围。2S42,235(2)基本原理测量海水样品与标准海水在101325Pa下电导率比R0,再查国际海洋惯用表,得出海水样品实用盐度。或由公式计算 :海洋环境监测的内容和方法第78页海洋环境监测的内容和方法第79页
52、2、比重计法海洋环境监测的内容和方法第80页二、氯化物银量滴定法三、pHpH计法 pH比色法四、溶解氧(DO)碘量法(Winkler法、隔膜电极法、光学溶解氧传感器法)光学DO传感器,主要是基于有机染料、多环芳烃及金属络合物荧光或磷光能被DO猝灭原理研制。)海洋环境监测的内容和方法第81页五、化学需氧量 (COD) 碱性高锰酸钾法 仪器测定法化学耗氧量测定仪采取密封催化消解法测定COD值,在强酸性溶液中,加入一定量重铬酸钾作氧化剂,在复合催化剂存在下,于 165 恒温加热消解水样,重铬酸 钾被水中有机物还原为三价铬,在特定波优点测定三价铬离子含量,从而计算出所消耗氧数量。海洋环境监测的内容和方
53、法第82页六、生化需氧量 (COD)五日培养法(BOD5)六、总有机碳 (TOC) 过硫酸钾氧化法海洋环境监测的内容和方法第83页一、氨1、靛酚蓝分光光度法(1)原理在弱碱性介质中,以亚硝酰铁氰化钠为催化剂,氨与苯酚和次氯 酸盐反应生成靛酚蓝,在640nm处测定吸光值。(2)分析步骤绘制标准曲线:选640 nm波长,5 cm测定池,以水作参比溶剂,测定吸光值Ai,其中0浓度为A0;水样测定计算结果。2、次溴酸盐氧化法3、自动仪器分析第七节 营养盐测定海洋环境监测的内容和方法第84页二、亚硝酸盐萘乙二胺分光光度法三、硝酸盐镉柱还原法四、无机磷磷钼蓝分光光度法磷钼蓝萃取分光光度法五、活性硅酸盐硅钼
54、黄法原理:水样中活性硅酸盐与钼酸铵-硫酸混合试剂反应,生成黄色化合物(硅钼黄),于380 nm波长测定吸光值。硅钼蓝法原理:活性硅酸盐在酸性介质中与钼酸铵反应,生成黄色硅钼黄,当加入含有草酸(消除磷和砷干扰)对甲替氨基苯酚-亚硫酸钠还原剂,硅钼黄被还原硅钼蓝,于812 nm波长测定其吸光值。海洋环境监测的内容和方法第85页一、起源及危害1、起源:采矿、冶炼、使用重金属生产过程、施用农药(Pb、Hg、Cd、As)及燃料燃烧(Pb、V、Ni)等,随废气、废水、废渣等进入水环境。2、进入动物体路径:消化吸收、呼吸道吸收、经皮肤吸收(脂溶性)。3、对人体健康危害:1、慢性中毒(汞水俣病、镉引发病痛);
55、2、致癌(作为开启剂或促进剂);3、致畸(砷、镉、汞、铅、镍);4、变态反应(过敏,镍肺炎、五氧化二钒-呼吸器官变态反应等);5、对免疫功效影响(铅、镉降低动物对G-细菌感染抵抗力)。第八节 海水重金属分析海洋环境监测的内容和方法第86页二、汞(一)起源及迁移转化 1、起源工业、农药、燃料燃烧 。 2、甲基化含甲基钴胺素(甲基维生素B12)微生物将甲基转移给汞而形成甲基汞。3、生物富集甲基汞脂溶性,轻易在鱼体富集于脂肪组织及内脏,食用后造成水俣病。海洋环境监测的内容和方法第87页(二)毒性机理及危害1、毒性机理(1)与巯基蛋白或多肽结合使其变构,造成细胞代谢紊乱;(2)使细胞膜完整性受损,使细
56、胞功效失常;(3)与酶蛋白巯基结合,使细胞代谢紊乱直至死亡;(4)易经过血脑屏障,引发中枢神经系统症状及胎儿畸形。海洋环境监测的内容和方法第88页(二)毒性机理及危害2、危害水俣病 卫生标准:WHO提出每七天摄入量不超出0.3mg, 其中甲基汞不超出0.2mg。(三)测定方法 1、冷原子吸收分光光度法2、双硫腙分光光度法3、金捕集冷原子吸收光度法海洋环境监测的内容和方法第89页三、铅(一)起源及迁移转化1、起源蓄电池、铸造、农药、汽车尾气等。2、进入动物体路径 消化道、呼吸道、皮肤(二)毒性机理及危害1、毒性机理与蛋白质、酶、氨基酸内官能团(主要是巯基)结合,干扰生理机能,抑制呼吸色素生成。(
57、1)影响卟啉代谢;(2)损害神经系统;(3)引发血管痉挛;(4)损害消化系统;(5)钙可缓解无机铅中毒。海洋环境监测的内容和方法第90页2、症状(1)急性中毒:5mg/kg剂量即可引发急性中毒,主要症状为贫血、腹痛及神经系统中毒性脑病。(2)慢性中毒: 血液系统:贫血、面色苍白; 神经系统:神经衰弱综合症、脑病、周围神经症状(四肢无力); 消化系统:口内有金属味、腹隐痛、绞痛; 肾脏:损害肾小管功效。(3)生殖毒性与致畸作用(4)致癌海洋环境监测的内容和方法第91页(三)测定方法1、无火焰原子吸收分光光度法2、阳极溶出伏安法3、火焰原子吸收分光光度法4、双硫腙分光光度法海洋环境监测的内容和方法
58、第92页四、镉(Cd)(一)起源及迁移转化1、起源有色金属矿产开发、冶炼废气、废水、废渣;燃料燃烧烟气;含 镉肥料(磷肥)施用;电镀、合金、电池等工业。2、进入动物体路径消化道(12)、呼吸道(30)、皮肤。(二)代谢:1、分布13分布在肾脏、16在肝脏,其余在各内脏器官。2、排泄:肾脏排泄。各内脏器官生物半减期分别为:肾 、肝6.2 年 、全身。海洋环境监测的内容和方法第93页(三)毒性1、毒性:(1)急性毒性:呕吐、腹泻、休克和 肾脏功效障碍。(2)慢性毒性:损害肾和肺,并造成骨痛病。(3)其它损害:高血压、睾丸损害、致癌、致畸、贫血、骨质疏松。 2、机理: 抑制各种酶活性,损害肾小管而
59、干扰肾脏对蛋白排出和重吸收。卫生标准:400500微克每七天。海洋环境监测的内容和方法第94页(四)测定方法: 1、无火焰原子吸收分光光度法2、阳极溶出伏安法3、火焰原子吸收分光光度法4、双硫腙分光光度法海洋环境监测的内容和方法第95页五、铜(Cu)(一)起源及迁移转化1、起源有色金属矿产开发、冶炼废气、废水、废渣;农药。2、进入动物体路径 消化道、呼吸道、皮肤。(二)测定方法 1、无火焰原子吸收分光光度法2、阳极溶出伏安法(连续测定铜及铅、镉)3、火焰原子吸收分光光度法4、二乙氨基二硫代甲酸钠分光光度法海洋环境监测的内容和方法第96页六、铬 (Cr)(一)起源及迁移转化1、起源 含铬废水,镀
60、铬工艺只有10镀上,30-70随废水排出;皮革工业每处理1吨皮毛,排出含铬400 mg/L废水50-60吨。含铬废渣堆放。2、进入动物体路径 呼吸道、消化道、皮肤和粘膜。3、吸收:呼吸道、消化道、皮肤和粘膜。4、分布:与血浆中各种蛋白结合后运输到肺、肝、脾等内脏 器官。5、排泄:半减期为27天,经过肾脏和粪便排出。海洋环境监测的内容和方法第97页(二)毒性及机理1、毒性(1)急性:重铬酸钾致死剂量为3g,引发恶心、呕吐、腹痛、头晕、呼吸 急促等,严重休克、昏迷、死亡。(2)慢性:呼吸道炎症、皮肤过敏及全身性病变。(3)致癌、致畸、致突变。2、机理: 正常参加糖代谢,必须元素。六价铬具强氧化性,
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