环境监测文献综述.docx

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环境监测文献综述

环境监测文献综述

——海洋环境监测技术综述

学院：

林学院

专业：

森游

班级：

森游101班

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学号：

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摘要:

本文结合国际、国内生态环境监测技术水平及发展趋势的讨论,论述了海洋监测技术对于社会发展和经济建设的必要性和重要性及世界各海洋国家在此方面所做的大量工作和所取得的成功经验,同时又对国内近几十年来海洋监测技术的发展做了概括,客观翔实的提出了与国外的差距和不足,尤其针对我省海洋监测技术做了现状分析,提出了发展海洋监测技术的框架和建议。

Abstract:

Basedonoceanecologicalenvironmentmonitoringtechnologieslevelandde2velopingtrend,thispapermainlydiscussesthenecessityandimportanceofoceanenvi2ronmentmonitoringtechnologiesforsocietydevelopmentandeconomyconstruction,andlotsofworkandsuccessfulexperienceindifferentoceancountriesallovertheworld.Inthemeantime,thepapersummarizesthedomesticdevelopmentsofoceanmonitoringtechnologiesfordecades,andpointsoutthatwehavealongwaytogoinoceanmonitor2ingtechnologies

.Especiallyaccordingtoourprovincialoceanmonitoringtechnologies,theanalysisofpresentsituationwasmadeandwereprovided.Theframeworkandthesuggestionfordevelopingoceanmonitoringtechnologies.

关 键 词:

海洋环境监测技术;海洋经济;可持续发展;

Keywords:

oceanmonitoringtechnologies;oceaneconomy;continueddevelopment;

一、海洋及开发海洋监测技术的意义

21世纪的海洋及开发海洋监测技术的意义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,也是可持续发展战略的前沿阵地。

现代海洋开发带来巨大经济效益的同时,也带来一系列资源和生态环境问题。

目前近海渔业资源捕捞过度,使海洋生物资源受到了严重的破坏。

海洋环境污染日趋严重,生态环境也日趋恶劣。

陆源污染是海洋环境污染最主要的污染源,石油生产也严重污染海洋环境。

此外还有不断增加的有机物质、营养盐和大量的放射性物质进入海洋,工业热污染以及其他固体物质对海洋的污染也在加强。

我国海洋污染主要来源于陆源排污,排入中国海域的污水和各种有毒物质的80%来自陆地。

70年代以前只在少数海域发生的赤潮,近年来发生频率逐年增加,面积加大,持续时间增大,损害严重。

而缓慢性的灾害如:

厄尔尼诺、海岸侵蚀、海平面升降等灾害也频频出现,因此海洋环境监测技术的研究和开发显得尤为重要。

我国的海洋经济近年来得到长足的发展,但是海洋环境正在恶化的事实提醒我们注意保护海洋环境。

在《中国海洋21世纪议程》中,已将防止、减轻和控制陆上活动对海洋环境的污染损害,重点海域的环境整治与恢复,海洋环境污染监测能力建设,完善海洋环境保护法律制度等方面提到日程上来了。

如何保持海洋经济快速发展的同时,海洋生态环境不会进一步恶化,而且使某些海域的环境质量在一定程度上有所改变;如何加强海洋灾害要素成因机制和相互作用研究、提高预报技术和水平用于预防和减轻海洋灾害,以缓解海洋经济发展与环境之间的矛盾是我们在新世纪初必须面对和解决的问题。

海洋环境监测技术是海洋资源开发的技术支撑。

海洋渔业和养殖业等海洋经济产业对海洋环境有很强的依赖性,准确的海洋环境数据和预报将获得显著的经济效益。

加速发展海洋环境监测技术对提高海洋灾害预警能力和防灾减灾具有重要的意义。

发展海洋监测技术,才能实时有效的获得海洋环境数据。

国内外都在积极研究环境和生态监测技术以求全面了解和掌握多介质海洋环境的综合质量状况及其变化规律,为海洋经济发展和资源开发提供更及时、有效的服务。

二、国内外海洋环境技术的现状

随着海洋开发和陆地污染物的增加,海洋环境的保护越来越引起各国的重视,海洋环境监测技术的研究和开发得到喜人的进展。

目前监测的物质和主要的参数有:

1、海洋水文气象参数:

风速、方向、流速、流向、气温、水温、气压、波浪等。

2、水质生物状态参数:

溶剂氧、pH值、盐度、化学耗氧量、叶绿素a含量、有机物、酚含量等。

3、物理化学参数:

各种营养盐（硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等）、各种重金属等。

4、核辐射环境污染监测技术包括:

化学监测技术、物理监测技术、生物监测技术等。

海洋环境监测技术长期以来主要是通过现场取样和在实验室内进行化学分析的方法监测各种有害物质,但是面对海洋污染现状的复杂性,要求必须对海洋水质污染的重要参数如温度、pH、Do、盐度、浊度等进行现场综合的自动、长期、连续的监测,才能研究它们之间的函数关系,探索海水的细微结构及海洋污染程度。

现场海洋环境监测技术的研究和应用因此得到了各国的重视。

早在60年代末,国外已相继开发海洋污染监测技术,70年代末,国际和区域间已经进行过多项海洋污染调查和监测计划,污染传感器和污染监测技术有了较大进展,污染监测自动化技术已发展到较高水平。

美国、日本、法国、挪威、俄罗期等国相继研制了用于现场污染监测的温度、盐度、pH、Do、浊度等传感器,用于监测海洋污染的其它参数传感器如叶绿素a、营养盐、放射性、有机物、重金属等的研制也已有了很大进展。

美国、挪威、俄罗斯等国家也已发展了水质污染监测浮标来监测港口、海湾、河流入海口的污染状况。

同时,为了提高现有的水文气象浮标的利用率,研究污染与水文气象环境的关系,又在水文气象浮标上加装了水质监测传感器,成为了水文气象水质污染监测浮标,如美国EB52型浮标、生态浮标,挪威TOBIS浮标,俄罗斯ACK2300浮标都进行了海洋环境污染监测方面的改进。

海洋环境监测技术已广为使用,这些技术主要应用的污染监测传感器多数只有pH、Do、浊度、盐度等几项,另外一些标志海洋环境和水质污染程度的传感器还在完善、研究与试验中,如放射性、叶绿素a、藻类、化学耗氧量、悬浮物、浮游生物、有机物、重金属等传感器正在开发。

海洋监测传感器的技术状况是海洋环境污染监测自动化水平的具体体现。

目前从国际上来看,海洋生态环境监测的基本情况是:

海流、水温、盐度、气压、溶解氧传感器技术已成熟,精度和稳定性已达相当高的水平,化学和生物传感器技术还不过关,如营养盐的测量仍采用实验室分析,痕量金属的测量仍依靠泵吸萃取和样品分析法,利用生物学原理监测海洋生态环境技术发展还比较缓慢。

国内外的发展趋势是:

对于传感器进一步向模块化、智能化、网络化发展,向小型化和多功能化发展;载体平台自动取样分析技术发展。

化学和生物传感器是目前开发的关键技术。

光纤化学传感器尚处于实验室研究阶段,痕量金属的光纤传感器已有样机。

概括地讲,目前海洋环境监测仪器大体沿着两种思路发展,一种是直接测量法,即利用传感器在水下直接测量污染参数;另外一种是“微型实验室”法,把复杂的取样分析过程转向小型化,解决目前解决不了的技术问题,即把目前实验室内行之有效的分析方法搬到水下,研制类似于水下微型实验室的仪器,把海水抽到仪器内进行测定。

两者相比,前者结构比较简单,可以快速采样,耗电较低,使用起来会更加方便,可惜它技术上难度大,进入实用阶段有一定难度。

后者则已经商品化,成为当前测量仪器的主流,如美国YSI公司的YSI6820型和YSI6920型多参数水质监测仪、HYDOLAB公司的DataSonde4型和Min2iSonde型多参数水质监测仪等都应用离子选择电极传感器,可测量包括营养盐、化学耗氧量、有机物、重金属等参数,但也有一些公司表示离子选择式电极虽有价值,但它们受周围环境如温度、酸度、离子强度和干扰粒子的影响,在现场一般不如酸度和电导率可靠、准确。

另外如英国南安普敦海洋学中心研制的光学传感器可测量包括叶绿素在内多项参数,虽然他们采用新颖的光学方法,不需要消耗化学试剂,快速反应,但成品少。

现在大多数测量已采用“微型实验室”法,如美国蒙特雷湾水族馆（MBARI）研制的渗透式分析仪、德国ME公司研制的APP4004型压力平衡式分析仪、英国W1S公司研制的压力平衡NAS—2EN型分析仪、英国Chelsea仪器有限公司研制的采用流动分析技术的监测仪等,这些测量仪虽然体积大、结构复杂,但是他们自成体系,参数测量准确、可靠,美国、德国、挪威、俄罗斯在浮标上加装的海洋环境和水质污染监测仪器多数是采用这种方式。

国内近几十年来,我国在海洋监测技术方面进行了多年的研究,特别是海洋监测技术作为海洋863的一个主题（818）以及相关青年基金项目的立项和启动,已大大推动了我国海洋生态环境监测技术的发展,但海洋环境监测技术的研究虽然一直在发展,但是碍于技术、科研力量及经费问题困扰,海洋环境和水质污染监测技术及其核心传感器的发展远不如国外同行,同时海洋环境污染监测技术的进步有赖于电子技术、计算机技术、通信技术、材料科学技术等的支持,而这四门学科的发展在我国也是近十年来的事,海洋环境监测技术中最关键传感器技术无论其种类、测量参数、测量准确度仍停留在水文气象等常规参数测量水平上,反映海洋环境污染程度的水质生物状态及物理化学参数测量的传感器在国内几乎还是空白,虽有少数成型产品但其可靠性、稳定性、测量精度和连续工作时间满足不了国内海洋环境污染监测技术的要求。

非常明显,国内海洋环境污染监测技术的发展面临许多问题和困难。

虽然目前传感器的模块化、集成化程度低;自动化和智能化水平低,但是物理化学监测技术有一定程度的发展,生物监测技术有所开展;信息提取技术和应用技术研究已开始起步。

三、我国海洋环境监测技术的重点研究内容

开发海洋资源、发展海洋经济是我国国民经济发展的重要组成部分,也是可持续发展战略的前沿阵地。

而开发海洋资源,必须有良好的海洋作业环境保障能力和准确的海洋环境数据。

海洋渔业和海洋殖业等海洋经济产业对海洋环境有很强的依赖性。

海洋环境监测技术正是保护海洋资源,避免海洋环境、生态环境恶化的显微镜和望远镜,是发现海洋污染,恢复生态平衡的先导工作,是保证海洋可持续发展的重要手段。

据报道,由于近海污染,我国每年损失近800亿元,其中海洋渔业和海洋殖业等海洋经济产业占大半。

如果海洋环境监测技术进入使用阶段,通过此项技术,不但能避免如此大的损失,而且能预测发展趋势,采取对策。

可见海洋环境污染监测技术的发展和研究势在必行。

海洋环境监测技术研究的核心是现场环境污染监测传感器,因此污染传感技术是污染监测技术的关键技术,也是我们开发和研究的重点。

开发和研究海洋环境污染监测技术不仅避免了现场采样和实验室分析的繁杂过程。

同时也能满足环境污染要素监测的特别需要,能真正反映出海洋复杂多变的现状。

为了真正有效、合理达到海洋环境污染监测技术研究的目的,采用在海洋环境污染监测技术发展道路上已被公认的科技成果,新技术、新材料,新器件,新工艺,新的实验设备和新的试验方法,结合我国的具体海洋环境污染监测技术发展现状进行研究在能反映海洋环境污染现状的水质生物状况参数及水质物理化学参数方面进行测量,相应开发、研制与其配套的传感器监测仪器等是可行的。

根据国际海洋环境监测技术的发展动态结合我国的现状,目前我们的总体目标是:

改善我国海洋环境生态监测仪器、设备和技术,并进一步研究生物传感器、光纤传感器和微电极痕量金属传感器等;环境生态自动连续监测系统的研究;生态环境的预警、预报系统和技术的建立。

具体表现是:

一是在物理、化学传感器研究方面向模块化、智能化、网络化发展,向小型化和多功能化发展;提高分析和测量的精度;减少环境因素对测量仪器和参数的影响;与国际接轨共同开发新的分析原理和方法。

二是发展现场、连续、自动监测系统;信息采集、传输、存储和处理的模块化和集成技术;自动浮标站的研制等。

山东省作为海洋资源丰富的大省,同样海洋经济占有举足轻重的地位,为了进一步开发、利用海洋资源,山东省委,省政府又提出科技兴海,建设“海上山东”的宏伟目标。

但由于沿海经济的发展和管理的失控,海洋污染的程度逐年扩大,致使生态环境恶化,沿海生物资源衰竭,海洋生态系统不同程度的受到破坏,生物多样性锐减,造成巨大的经济损失,尤其对海洋渔业和海洋养殖业等海洋经济产业。

因此加强海洋环境监测技术的开发显得尤为重要。

四、加强海洋环境监测技术的社会效益和经济效益

发展海洋监测技术的重要目标是使我们能够客观地了解海洋生态环境及变化规律,恢复和保持海洋健康自然的生态环境。

在此基础上的海洋资源的合理开发将在很大程度上缓解我国资源和粮食的不足;在此基础上的海洋灾害的预警、预报,每年可挽回几十亿元的经济损失;在此基础上的工程设计,每年可以节约几十亿元的支出。

海洋生态环境监测技术的发展对海洋科学整体发展的促进,监测和保护海洋环境等产生的社会效益和经济效益之大更是无法估量的。

参考文献

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中国农业出版社,2002

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［10］李正王军白中科等喀斯特地区土地利用变化研究——-以贵州省为例地域研究与开发