GBT 42629.1-2023 国际海底区域和公海环境调查规程 第1部分：总则（正式版）

国际海底区域和公海环境调查规程2023-05-23发布国家市场监督管理总局IGB/T42629.1—2023 l2规范性引用文件 13术语和定义 14环境调查内容及要求 24.1物理海洋和气象 24.2海洋化学 34.3海洋生物 34.4海洋沉积物物理特性 55调查船和主要仪器设备 65.1调查船要求 65.2实验室要求 65.3主要调查仪器设备 66环境调查程序和质量控制 76.1调查程序 76.2航前质量控制 86.3调查期间质量控制措施 86.4室内样品分析质量控制措施 87航次现场调查一般要求 87.1观测及采样要求 87.2样品编号 98室内样品分析要求 98.1实验室资质要求 98.2样品的预处理和分析要求 98.3分析结果的质量检查 98.4分析结果的发出 99资料整理 99.1资料汇总 99.2数据处理 99.3文档建立和图件绘制 910报告编写 ⅡGB/T42629.1—202310.2现场报告编写 10.3航次报告编写 附录A(资料性)国际海底区域和公海环境调查仪器设备检查登记表 附录B(资料性)国际海底区域和公海环境调查标准物质及化学试剂检查登记表 附录C(资料性)国际海底区域和公海环境调查人员登记表 附录D(规范性)环境样品编号规则 参考文献 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件是GB/T42629《国际海底区域和公海环境调查规程》的第1部分。GB/T42629已经发布了以下部分：——第1部分：总则；——第3部分：海洋生物调查；——第4部分：海洋沉积物物理特性调查。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国自然资源部提出。本文件由全国海洋标准化技术委员会(SAC/TC283)归口。本文件起草单位：自然资源部第二海洋研究所、中国大洋矿产资源研究开发协会、北京先驱高技术开发有限责任公司。为全面贯彻《中华人民共和国深海海底区域资源勘探开发法》,并遵守国际海底管理局有关规章和环境指南的要求，指导我国承包者切实履行多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物资源等深海海底区域资源勘探开发的环境调查义务，编制了GB/T42629《国际海底区域和公海环境调查规程》系列规程，使我国在国际海底区域和公海的环境调查技术、方法与国际接轨，为我国承包者履行环境调查义务和开展公海环境调查提供技术支撑。GB/T42629旨在确立普遍适用于国际海底区域和公海环境调查的内容、程序和共性要求，拟由4个部分组成。——第1部分：总则。目的在于确立适用于国际海底区域和公海海洋化学、海洋生物、海洋沉积物物理特性和物理海洋等海洋环境调查的程序和总体要求。——第2部分：海洋化学调查。目的在于规范海洋化学调查内容和分析方法。——第3部分：海洋生物调查。目的在于规范海洋生物调查内容、方法和技术要求。——第4部分：海洋沉积物物理特性调查。目的在于规范海洋沉积物物理特性调查内容、方法和技术要求。本文件为GB/T42629的第1部分，规定了第2部分～第4部分的共性要求，因此本文件与其他部分结合使用。1国际海底区域和公海环境调查规程本文件规定了在国际海底区域和公海开展海洋环境调查的内容及要求、调查船与主要仪器设备配置、调查程序和质量控制、海上现场调查、室内样品分析、资料处理和报告编写等方面的基本要求。本文件适用于除极地海洋以外的国际海底区域和公海环境调查。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T3101—1993有关量、单位和符号的一般原则GB/T12763.1海洋调查规范第1部分：总则GB/T12763.2海洋调查规范第2部分：海洋水文观测GB/T12763.3海洋调查规范第3部分：海洋气象观测GB/T12763.5海洋调查规范第5部分：海洋声、光要素调查GB/T12763.10海洋调查规范第10部分：海底地形地貌调查GB/T25915.1—2021洁净室及相关受控环境第1部分：按粒子浓度划分空气洁净度等级3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。国际海底区域internationalseabed国家管辖范围以外的海床、洋底及其底土。不包括在国家的专属经济区、领海或内水或群岛国的群岛水域内的全部海域。合同区contractarea承包者与国际海底管理局签署勘探合同的可勘探区域。国际海底区域内试验性采矿及受其直接影响的区域。注：影响参照区位于承包者的合同区内，用于评估国际海底区域内试采对海洋环境的影响。2保全参照区preservationreferencezones;PRZ尽可能位于承包者的合同区内，物种组成和环境特征与影响参照区具有相似性，远离影响参照区且不受试验性采矿工作影响的对照区域。特别环境利益区areasofparticularenvironmentalinterest;APEI国际海底管理局用于区域环境管理计划而设立的区域。注：该区域不受采矿活动影响，包含国际海底区域内各种生境，生物圈的结构和功能能够长期维持相对稳定的状态。载人潜水器human-occupiedvehicle;HOV由搭载人员驾驶操纵，具有生命支持和辅助系统，具备深海海底观察和作业能力的运载器。遥控潜水器remoteoperatedvehicle具备水下观察和作业能力，通过电缆输送动力，能在母船对其进行遥控操作的无人运载器。自治潜水器autonomousunderwatervehicle;AUV无人无缆，能按预定程序或适应环境变化运行的潜水器。深海着陆器lander无人无缆，能携带海洋观测设备、海洋环境传感器和生物及沉积物等取样器的自返式水下装置。近底层nearbottomlayer;NBL紧靠海底上面的水层。注：一般离底高度不大于50m。4环境调查内容及要求4.1物理海洋和气象4.1.1.1物理海洋环境调查内容应包括海洋表层、水体和近底层之上的深度、水温、盐度、海流、光学和声学特性以及海况、波高和波向等。4.1.1.2气象调查内容应包括云、海面风速、海面风向、海面空气温度和相对湿度、气压、降水量和天气现象等。4.1.2.1物理海洋和气象调查内容应按照GB/T12763.2、GB/T12763.3和GB/T12763.5的相关规定执行。4.1.2.2应获取从海面到海底的海水温度、盐度、深度数据，以确定整个水体环境的分层特征。34.1.2.3应通过锚系设备和补充性声学多普勒海流剖面设备获取的数据推导出海流和温度场结构。锚系设备中海流计布放离底高度为10m、50m、100m和200m,但在试验性采矿和采矿影响监测期间应根据悬浮颗粒物分布梯度适当调整或增加近底层海流计等布放的层次。在水平梯度大的区域，应缩短水平采样间距，以提高梯度分辨率。4.2海洋化学4.2.1调查内容海洋化学调查内容应包括表1所列内容。表1海洋化学调查内容一级要素二级要素参数/指标海水化学气体溶解氧、甲烷碳酸盐体系总碱度、pH值营养盐硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、活性磷酸盐、活性硅酸盐、总磷、总氮有机物总有机碳悬浮颗粒物悬浮颗粒物微量元素总汞、砷、铜、铅、镉、镍、锌、铬、锰、铁沉积化学沉积物间隙水总碱度、pH值、总汞、砷、铜、铅、镉、镍、锌、铬、锰、铁氧化还原特性Fe³+/Fe²+比值、Eh值沉积物微量元素总汞、砷、铜、铅、镉、镍、锌、铬其他硫化物、总氮、总磷、有机碳、氨基酸、氨基糖生物体微量元素总汞、砷、铜、铅、镉、镍、锌、铬、锰、铁4.2.2调查要求海洋化学调查站位与采样层次的设计宜考虑海洋化学参数的梯度变化，尤其是在试验性采矿和采矿影响监测期间应根据悬浮颗粒物分布梯度适当增加近底层的采样层次。4.3海洋生物4.3.1调查内容海洋生物调查内容应包括表2所列内容。4表2海洋生物调查内容一级要素二级要素参数/指标水体生物微生物丰度、多样性微微型光合浮游生物丰度、多样性微、小型浮游生物丰度、多样性大、中型浮游动物生物量、丰度、多样性、垂直迁移鱼类浮游生物丰度、多样性游泳动物生物量、丰度、多样性底栖生物巨型底栖动物丰度、多样性大型底栖动物生物量、丰度、多样性小型底栖后生动物生物量、丰度、多样性有孔虫丰度、多样性结核动物种类微生物丰度、多样性底栖鱼类和食腐动物种类其他生物海洋哺乳动物和海鸟种类生态系统功能初级生产力初级生产力、叶绿素a食物网主要优势类群生物和沉积物δ3C和δl5N比值、生物营养级和食物源贡献率4.3.2.1.1采用HOV和ROV进行巨型底栖动物样品采集前，应先拍摄海底原位照片或视频，样品回收后，在现场也应立即进行拍照和描述记录，然后按照形态学和分子生物学等分析要求分别保存样品；AUV和深海照相/摄像系统宜控制在离底不大于3m的高度。4.3.2.1.2应采用开口面积不小于0.5m×0.5m的箱式取样器或电视箱式取样器来获取符合统计要求的大型底栖动物样本，整个箱体的样品全部用于大型底栖动物分析。4.3.2.1.3小型底栖后生动物和有孔虫样品应采用多管取样器或电视多管取样器采集。取样管长不小于60cm,管内径不小于9.5cm。4.3.2.1.5浮游生物拖网采样应避开排污口，采集时应仔细清洗粘贴在网衣或网底管筛绢上的标本。4.3.2.1.6微生物取样工具和器具应提前灭菌处理，取样和分析过程应遵循无菌技术操作原则。4.3.2.2多金属结核区调查要求4.3.2.2.1宜采用配备视像采集系统及环境传感器系统的底栖撬网(EBS)采集定性样品，评估大型底栖动物和巨型底栖动物的多样性。4.3.2.2.2用于合同区、影响参照区(IRZ)、保全参照区(PRZ)和特别环境利益区(APEI)大型底栖动物、小型底栖后生动物和有孔虫分析的沉积物样品，每站应采集平行样。54.3.2.3富钴结壳区调查要求4.3.2.3.1应沿海山剖面进行摄影或录像，确定生境类型、群落结构以及巨型底栖动物与特定类型底质的联系。首次调查巨型底栖动物的丰度和多样性应至少以海山不同侧面的4条剖面为依据。每条剖面应包括海山基底的平坦海底、海山山坡及山顶。在可能进行试采的富钴结壳区应作加密的剖面调查。4.3.2.3.2根据地形(如海山的山顶、山坡和山麓)、底质类型、水深和底层海流等特征确定生境类型，每种生境类型应采集在空间和时间上重复的生物样品。4.3.2.4多金属硫化物区调查要求4.3.2.4.1对于活动的硫化物矿床，应分析温度-生物关系，应在每个生境内的5个～10个不连续点测量温度并进行录像记录。4.3.2.4.2应查明每个生境(活动及非活动喷口区域、非喷口生境)中优势类群的丰度、物种组成、分布范围和多样性。4.3.2.4.3在可能的情况下应利用ROV或HOV进行采样，获得与多金属硫化物矿床有关的小型底栖动物和微生物样品，如有可能，应取得统计上可靠的多金属硫化物生物样本数量。4.4海洋沉积物物理特性海洋沉积物物理特性调查内容应包括表3所列内容。表3海洋沉积物物理特性调查内容一级要素二级要素参数/指标沉积物组成沉积物性状颜色、气味、厚度、稠度、黏性、结构构造物质组成粒度、矿物组成、沉积物类型、微体古生物组成沉积物物理力学性质物理性质颗粒分析、含水率、密度、土粒比重、界限含水率力学性质抗压强度、贯入强度、抗剪强度生物扰动生物活动生物活动痕迹生物扰动速率过剩210Pb活度沉积物通量颗粒物质量沉积速率颗粒物总通量以及总碳、总氮、有机碳、无机碳通量4.4.2.1海洋沉积物物理特性调查前应获取调查区地形地貌数据。海底地形、地貌的调查方法和资料处理方法应执行GB/T12763.10的规定。调查区地形地貌图的比例尺不小于1:100万，以满足资源和生境变异性识别的基本要求；针对试验性采矿区域物质扩散可能对环境造成重大影响的区域，调查时应采用多波束全覆盖数据，编图比例尺不小于1:10000。4.4.2.2应确定沉积物的基本特性，通过对箱式样品、多管样品、柱状样的沉积物组成和物理力学性质分析，获取沉积物测量数据，并在不同沉积物类型区布设海底原位土工力学站位，采集原位土工力学参数。4.4.2.3生物扰动测定宜用210Pb示踪法，宜考虑沉积物变异性，通过对多管样品或柱状样上部过剩210Pb活度的剖面进行评价，采集平行样，同时酌情收集不同生物类群扰动引起的沉积物混合数据。4.4.2.4沉积物通量样品由沉积物捕获器收集，获得水柱中的物质通量基线和到达海底的物质通量基线，满足考察通量的季节性变化、评估年际变异要求，具体宜按调查区水深的情况调整。65调查船和主要仪器设备5.1调查船要求5.1.1应具有适应国际海底区域和公海环境调查用的甲板和机械设备，各种绞车缆绳长度宜超过调查区域最大水深1000m以上；痕量金属调查应具备符合痕量金属采样要求的绞车和采样设备。5.1.2应设有满足现场调查作业和现场样品处理、测试、分析与资料整理所需的实验室。5.1.3执行游泳动物调查的航次，调查船应具有鱼探仪，船尾适于拖网作业。5.1.4应有保存生物和沉积物等样品的冷藏库和低温库。5.2实验室要求5.2.1外界或内部的污染以及机械、噪声、热、光及电磁等干扰水平应对测量结果无显著影响。5.2.3痕量金属调查时应配置密闭式洁净实验室，洁净度应满足GB/T25915.1—2021中ISO5级的要求。5.3主要调查仪器设备环境调查现场使用的主要设备如表4所示，应根据不同调查任务选择相应设备。设备、计量器具在使用前应检定或校准。表4环境调查主要仪器设备表类别序号设备名称导航定位设备1导航定位系统2超短/长基线定位系统3动力定位系统现场实验室培养、分析设备4超纯水制备装置5初级生产力培养装置6海水过滤装置789溶解氧测定仪可见光分光光度计荧光仪体视显微镜(冷冻)离心机常用冰箱、冰柜、超低温冰箱流式细胞仪微生物无菌操作设备烘箱天平微型贯入仪袖珍十字板剪力仪7表4环境调查主要仪器设备表(续)类别序号设备名称取样/观测设备多波束系统(电视)多管取样器(电视)箱式取样器重力柱取样器电视抓斗浮游生物垂直拖网浮游生物分层拖网底栖生物拖网深海着陆器(lander)遥控潜水器载人潜水器自治潜水器深海拖曳式光学观测系统水下滑翔机大体积过滤器鱼探仪土工力学原位测试系统船载声学多普勒流速剖面仪(ADCP)温盐深剖面仪(CTD)+投放式海流剖面仪(LADCP)+采水器海流计+ADCP+沉积物捕获器锚系观测设备甲板支撑设备A型架吊机折臂吊光缆及绞车系统同轴缆及绞车系统地质缆及绞车系统CTD缆及绞车系统6环境调查程序和质量控制6.1调查程序环境调查一般按照图1所示流程进行。8航前准备航前准备海上现场调在样品室内分析资料处理报告编写图1环境调查程序示意图6.2航前质量控制6.2.1航次使用的调查仪器设备，在航前应按照5.3的要求进行检定或校准，确认设备状态正常，航前检查仪器设备的有关信息见附录A。6.2.2航次现场分析所用的标准物质应是国家颁布的标准物质，无国家颁布的标准物质宜采用国际通用的标准物质。航前检查标准物质的信息见附录B。6.2.3参航人员由首席科学家、首席科学家助理、质量管理员、专业组长和调查人员组成，所有参航人员应接受航前岗位培训，取得相应岗位上岗资格；必要时，参航人员尤其是首次出海人员在航前还需接受针对航次任务实施要求的强化培训，以满足现场调查相应岗位的要求；航次质量管理员应具有质量管理经验，熟悉相关专业调查技术规程，具备海上工作经验，由航次组织实施单位批准。航前检查调查人员的信息见附录C。6.3调查期间质量控制措施应建立质量管理小组和航次质量工作会议制度，负责航次质量管理工作的协调和检查。6.4室内样品分析质量控制措施室内样品分析质量控制措施按第8章执行。7航次现场调查一般要求7.1观测及采样要求7.1.1时间及频次根据环境参数本身时间变化特征，需要采用如下不同的调查频次：a)年际调查：对于大部分具有年际变化特征的生物和化学环境要素，在类似季节或环境条件下对同样站位的观测至少应在3个不同的年份进行；b)季节调查：至少应在一年的不同季节对初级生产力、沉积物通量和水动力环境等进行观测，以涵盖不同季节变化。对于预计不会显示明显季节变化的变量，如沉积物特征和较深沉积物层9的生物地球化学特征，应对同一站位另一季节的调查结果进行比对验证；c)昼夜调查：对于浮游生物等有明显昼夜移动现象的生物，同一站位分别在白天和夜间进行采样对比。7.1.2平行样要求条件允许时，同一站位至少应采集2次作为平行样。7.2样品编号航次现场调查按照附录D的要求对采集的环境样品进行编号。8室内样品分析要求8.1实验室资质要求承担样品室内分析任务的实验室应通过相应资质认证。8.2样品的预处理和分析要求实验室应按相关规定的方法和具体的技术要求完成样品预处理、分析工作。8.3分析结果的质量检查质量检查措施为由质量管理人员安排的内控样、平行双样、盲样及实验室间互校等。应在规定的时间内对分析结果按质量计划规定的要求进行质量检查。如发现误差超出规定范围，应重新分析。8.4分析结果的发出分析(测试、鉴定)结果应以规定的格式和内容表述，应由分析(测试、鉴定)者签名，经核验人核验、实验室负责人批准后及时发往送样单位。9资料整理9.1资料汇总航次组织实施单位负责并组织对现场作业与室内分析数据与资料进行汇总。一般按照调查任务、仪器设备、学科分类分别对纸介质和电磁介质载体的资料进行汇总。9.2数据处理9.2.1按相关规定的方法和要求处理数据，发现并剔除异常值，修正系统误差，整理、计算出各测量要素观测结果。9.2.2数据分析、计算应有责任制度，分析(计算)者、校核者应签字。9.2.3数据处理及导出量计算均应按GB/T3101—1993中第2章的要求使用法定计量单位。9.3文档建立和图件绘制根据调查获取的资料，按GB/T12763.1的要求建立数据文档并绘制图件。10报告编写10.1.1报告应全面反映航次调查任务完成情况、工作质量。报告主要内容应包括调查及测试获得的展示现场调查的成果。10.2现场报告编写现场报告是航次现场施工阶段的重要航次成果报告。以航次为单位编写时，由航次首席科学家主持，航段首席科学家、首席科学家助理及主要专业技术骨干参加，航次首席科学家统稿；分航段编写时，由航段首席科学家主持编写，首席科学家助理及主要技术骨干参加编写，航段首席科学家负责统稿。宜根据航次调查的任务性质编写一个航次现场报告，也可按独立的调查海域或专业领域编写若干个航段现场报告。现场报告应按统一格式编写装订，包括如下3个部分。a)第1部分：封面、封二、航次任务书、验收意见书及验收专家组名单(归档时附上)、内容提要、目b)第2部分：报告正文。c)第3部分：航次作业实际材料图、表、样品及数据清单、航次参加人员名单、参考文献、图版(照片)及说明等。10.3航次报告编写航次结束后，由航次首席科学家主持航次报告编写工作，航段首席科学家、首席科学家助理及主要专业技术骨干参加。各学科负责人负责开展样品的实验室内业分析工作，编写各学科相应部分的航次报告内容，同时整理本学科航次调查原始资料，审核签字后交航次首席科学家汇总；航次首席科学家在此基础上编写航次报告。航次报告应按统一格式编写装订，包括如下3个部分。a)第1部分：封面、封二、航次任务书、验收意见书及验收专家组名单(归档时附上)、内容提要、目b)第2部分：报告正文，包括绪论，勘探方法及质量评述，调查区海洋环境特征，结论与建议。c)第3部分：航次作业实际材料图、表及数据清单、航次参加人员名单、参考文献、图版(照片)及说明等。(资料性)国际海底区域和公海环境调查仪器设备检查登记表表A.1列出了国际海底区域和公海环境调查航前宜检查登记的调查仪器设备信息。表A.1国际海底区域和公海环境调查仪器设备检查登记表调查海区：序号仪器名称型号出厂编号检定(校准)证书编号检定(校准)证书有效期限检查调试情况检查者签名(资料性)国际海底区域和公海环境调查标准物质及化学试剂检查登记表表B.1列出了国际海底区域和公海环境调查航前宜检查登记的标准物质及化学试剂信息。表B.1国际海底区域和公海环境调查标准物质及化学试剂检查登记表调查海区：序号标准物质(或化学试剂)名称生产单位生产许可证编号批号有效期至检查结果检查者签名(资料性)国际海底区域和公海环境调查人员登记表表C.1列出了国际海底区域和公海环境调查航前宜检查填写的调查人员信息。表C.1国际海底区域和公海环境调查人员登记表调查海区：