海洋环境监测范文

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中图分类号：X834 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0015-01

近些年来，过渡捕捞、近海养殖、船舶游艇、海洋石油钻探以及陆地污染物的海洋排放等等行为的发生，使得海洋的污染日益严重。海洋污染造成的赤潮，海岸侵蚀等问题日益多发，及时对海洋环境进行监测，能对发生的污染问题尽快采取有效措施进行制止污染和修复损害，另一方面，对海洋环境进行检测，对于厄尔尼诺现象、海平面上升、海啸等气候灾害也能起到提前发现、及时规避的作用，因此海洋环境监测技术具有重要意义。

1 海洋环境监测分类

（1）常规监测。作为一种例行监测，它是最基本的海洋环境监测工作之一。（2）调查性监测。这种监测工作是由国家，也可以是地方的组织根据需要进行专项或者综合调查，以达到对海洋环境污染或者海洋环境质量的情况进行监测的目的。（3）有的时候榱瞬槊魑廴疚锏奈廴痉段А⑶慷群统潭鹊榷院Q蠡肪车挠跋斓奈侍猓需要开展一系列的研究性监测工作。（4）应急监测。应急监测是指海洋环境在遭遇漏油、海洋生物集体中毒、赤潮等环境突发事件时，采取的监测内容，主要是为了收集海洋污染资料，为以后环境污染的治理提供依据[1]。

2 海洋环境监测技术发展概况

2.1 国外发展概况

国外在上世纪60年代相继展开对海洋环境监测技术研究开发。美国的CMAN技术（海岸海洋自动观测网）就出现在上世纪80年代初期，而到了80年代末，SEAWATCH系统和MERMAID系统也被挪威和德国开发出来并推向市场。在之后的时间里，海洋水质监测浮标被法国研制出来，在此技术基础上，美国、挪威和俄罗斯又将传感器用于浮标上，开发出EB52、TOBIS、ACK-3000等型号的海洋水质监测浮标[2]。

2.2 国内发展概况

近几十年来，在我国相关人员的努力下，海洋环境监测技术与发达国家的差距逐渐变小，取得了相当不错的发展。尤其近几年来，海洋监测技术被纳入国家863计划，更是取得了迅猛的发展。

3 海洋环境监测技术分析

3.1 水下GPS定位技术

作为水声通讯设备重要技术的水声高速率数据传输技术，具有信息传递的重要功能，是实现指挥船与水下载体、或者水下载体之间的信息传递关键手段。而与数据高速传输技术相配合发展的是水下GPS定位技术，它通过联合卫星定位、水声定位、浮标技术和水声通讯等技术，能够实现对水下载体和设备的更为精确的定位。水下GPS定位技术相比于水声定位精确度更高，它的应用能够实现对水面船只的定位，而且对于水中的目标，还能得到它的大地坐标系数据，另一方面，GPS的使用更为方便、灵活。

3.2 遥感监测技术

近几年来，伴随着计算机信息技术的快速发展和传感器技术的逐渐开发，现代化的遥感监测技术也逐渐被开发和应用，这是一种新型的，以航空器、无人机、卫星等设备做为主要载体的综合性监测技术。由于遥感技术采用的是高空监测，因此监测的范围极大扩展，能够实现监测信息的全面收集，获取的内容和数据也空前丰富。这项技术的应用可以实现宏观的分析和研究海洋质量状况。当前，可以用海洋遥感监测的项目有：海洋表面温度和盐度、海洋叶绿素和悬浮物浓度。作为实行卫星遥感监测的海洋遥感监测，不仅能够实现大范围的遥感监测，同时还能够长时间、不间断的同步近实时监测。

3.3 船载快速监测技术

与传统技术相同的一点是：船载快速监测技术取样也是采用船舶，但与传统技术不同的是，船载快速监测技术进行现场取样后样品检测和数据分析直接进行，然后通过卫星通信网络将得到的数据实时发送给数据中心。然后数据中心根据相应程序，综合分析处理收集得到的数据，从中找出影响当地海洋环境较大的因素，通过分析这些因素的变化情况，最终得到环境质量现状情况。船载快速检测技术的优点有：获取的数据准确、反映的情况全面、具有非常高的可用性。

4 海洋环境监测技术发展

对于我国而言，未来海洋环境监测技术的发展要紧跟世界各国研发前沿，加强对基础技术发展，逐步将监测设备的生产向产业化转化。在海洋监测人员方面，加强人才培养，壮大从事海洋监测和研发的人才队伍。近些年来，我国科研事业稳步向前发展，对科研人员的需求越来越多，要求也越来越高，所以建立一支能与世界接轨的优秀科研队伍，使我国的海洋监测技术在世界范围内处于较先进的水平，对于我国海洋监测技术的发展和综合国力的提高尤为重要。另一方面，重视海洋环境监测的作用，加强海洋监测应用，增加海洋监测的内容和项目，对于获取的海洋监测数据提高分析能力，逐步提升我国的海洋监测技术在世界上的影响力。

5 结语

海洋环境监测技术对于我国发展海洋经济、保护海洋环境具有重要意义，海洋环境监测技术的发展对于海洋经济效益的提高和海洋环境的持续发展贡献重大，因此，我们要采取多种手段，发展海洋环境监测技术，以期更为合理的开发利用海洋资源，保护海洋生态环境。

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1.1成立内部审核专家组由本机构具有一定资质和相关专业知识的审核人员组成，也可聘任外单位的专家人员。

1.2报告审核根据监测报告性质和类型，一般可采取会议审核和咨询审核两种方式。对于监测内容较全、涉及专业面广的重要的大型海洋环境监测报告，采用会议审核的方式进行全面、详细和严肃的审查，会上充分讨论后最终形成书面修改意见，根据意见组织编写人员逐条修改，完善监测报告；而对于监测内容较少的小型监测报告，可采用咨询审核的方式进行内部技术审查，收集各审核专家的书面修改意见后，由报告编写人员按要求进行修改。

1.3报告批准与经过反复多次的慎重审核、修改和完善后，送报告批准人（一般为监测机构负责人或者技术负责人）批准后，对外或者提交委托人。

1.4监测数据审核程序监测数据是高质量的海洋环境监测报告的前提和保障，是监测报告编写工作重要的基础资料之一。针对海洋环境监测数据的审核，则应按计量认证的有关规定要求实行“三级”审核程序。一审：由质量监督员（或科室负责人）对编制人员签字后的《检测报告》、原始记录进行审核。二审：由数据审核（或质控）部门对《检测报告》、原始记录进行审核，对不合格的《检测报告》或者数据记录应附修改意见后退回，并要求重新编制，必要时则应重新开展实验室分析工作、甚至重新开展监测工作。三审：由监测机构实验室授权签字人对《检测报告》进行最后审核，审核结果无误，签字后（并明示其职务）进行结果的报告。

2审核人员资质

审核专家组一般由3～5名具备高级工程师以上职称的专业人员组成，能覆盖监测报告涉及的各专业领域，如海洋化学、物理海洋、海洋生物生态、海洋地质、海洋测绘等。审核人员应具备相应的工作经历，长期连续从事海洋环境监测工作达8年以上；熟悉和掌握海洋环境监测相关法律法规和技术规程、标准、方法；具备对监测结果作出相应评价的判断能力。监测报告批准人（授权签字人）应具备相应的工作经历；具备相应的职责权利；熟悉或掌握检测技术及实验室体系管理程序；熟悉或掌握所承担签字领域的相应技术标准方法；熟悉监测报告的审核签发程序；具备对检测结果作出相应评价、判断、分析和推理能力；熟悉和掌握海洋环境监测相关法律法规和技术规程、标准、方法等。

3审核内容

3.1监测工作的规范性

监测方案设计是否合理和具有针对性，包括：监测频率、监测内容与项目、采样方法、站点布设、评价方法等；根据不同的海洋工程性质正确选取监测内容与项目，根据污染特征物正确选取评价因子。具体应以国家海洋局颁布实施的各监测技术规程为审核依据，如《海洋工程环境影响评价技术导则》《海洋倾倒区选划技术导则》《建设项目海洋环境影响跟踪监测技术规程》《海域使用论证技术导则》和《陆源入海排污口及邻近海域监测技术规程》等。

3.2监测报告的数据

3.2.1数据的可靠性采样分析人员是否持有上岗证；实验室分析仪器设备是否经过计量检定并在有效期内；现场采样和实验室分析方法应优先使用国家标准或行业指定方法，如使用非标准方法（仪器说明书、自行研究设计），在使用前应经过方法确认。以上均为确保监测数据准确可靠和提高监测数据出门合格率的必要条件。数据处理要符合方法标准规范的要求，按照规范进行数值修约和保留有效数字，使用法定计量单位，符号规定、名词术语应按标准规定的称谓。监测数据的计算公式、统计和评价方法是否符合规范要求，如监测项目有未检出现象时应按约定的方法进行统计和计算，对可疑数据、离群数据和异常值是否按《海洋监测规范》第2部分：数据处理与分析质量控制中规定的方法进行检验和判别等。各项质控指标是否符合要求，如空白值、精密度、准确度是否都在技术文件规定的允许范围内。

3.2.2数据的相关性结合现场采样情况，分析在同一站位、同一次监测中，不同项目的监测结果与其相互关系项是否吻合、数据逻辑关系是否合理，从而分析和判断数据的可靠性。如某些研究表明，在海洋环境中溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）以及生化需氧量（BOD）3项参数之间存在着一定的相互关系，同一水样中COD＞CODMn，COD＞BOD5，硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和氨氮之和小于总氮浓度。充分利用各监测参数之间的相关关系，可以使数据审核达到事半功倍的效果。对临界性数据要进行详细的审核，即对环境标准附近的监测数据进行全面细致的复查，防止由于小的失误，导致监测结果质的变化。

3.3监测报告的内容

各监测技术规程、导则等技术文件的规定均有具体的编写内容要求，如《海洋工程环境影响评价技术导则》《海洋倾倒区选划技术导则》《建设项目海洋环境影响跟踪监测技术规程》和《海域使用论证技术导则》等都对报告的内容作出了规范性规定。但是，依据海洋工程或者监测工作的特点和监测的具体内容，可对个别章节和内容进行适当的增减。对于监测报告内容的审核，应严格按要求执行审查，各章节内容必须严格要求做到与技术文件规定的报告内容一一对应，求全不缺；数据要翔实，分析要透彻，论述要求既要有深度，还要有广度，纵横结合，论证充分；各章节间应相互联系，前后不矛盾，思路清晰，逻辑严谨；文字表述要求做到，文字简练，意思明确，语句通顺。

3.4测报告格式的统一性

监测报告的格式应按照各监测技术规程、导则等技术文件规定的要求统一编制，审核时按要求执行。监测报告文本外形尺寸为A4（210mm×297mm），封面各行文字间距应适宜，整体保持美观；封里1分行写清：报告编制单位、编制单位负责人、单位技术负责人、监测项目负责人、编制人、审核人、批准人等；封里2一般为监测机构的资质证书彩印件（A4规格），《海域使用论证报告》等大型报告还应有封里3（各专题报告名称、协作单位全称、负责人）和封里4（报告各个章节的编制人、审核人）。监测报告最后还应有附件、附录、参考文献等。

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一、发展历史

上世纪四、五十年代人们发现在海岸担任探测和警戒任务的雷达总是受到来自海面不明原因的“干扰”。有研究人员发现“数十米波长的电磁波与海洋表面的相互作用，将产生Bragg绕射现象”。原来那些干扰是波长等于无线电波波长一半、传播方向平行于（接近或远离）雷达发射波束方向的海浪与无线电波“谐振”散射所产生的回波。研究揭示了上述“干扰”的物理来源，使地波雷达超视距探测海面状态成为可能。1968～1972年，在NOAA工作的D.E.Barrick定量解释了海面对无线电波的一阶散射和二阶散射的形成机制，为高频雷达探测海洋表面状态建立了坚实的理论基础。Barrick创造性地运用一组交叉环/单极子天线（三个接收通道）即可获取大面积海流的分布信息。他的紧凑式雷达天线技术大大降低了地波雷达购置和安装成本，直接导致了高频地波雷达的规模化推广应用，为海洋学家和沿岸防灾减灾及环境保护提供了新型观测手段。

二、工作原理

无线电波朝海面发射时，在海水表面会存在一种电磁波传播模式，称为地波（Ground Wave）是一种表面波（Surface Wave），因此高频地波雷达也叫做高频表面波雷达（HF Surface Wave Radar）。在中波和短波段海水表面的地波传播衰减很小，而且地波在一定程度上会沿着弯曲的地球表面传播，到达地平线以下很远的地方，即实现超视距传播。因此利用地波超视距传播特性进行探测的高频地波雷达也称为地波超视距雷达（Over-The-Horizon Radar），探测距离根据发射功率和频率的不同通常可达到200～500km。另外两种类型的超视距雷达分别是天波超视距雷达和利用大气波导特征的微波雷达，前者通过电离层对高频无线电波的反射实现对数千公里外目标的探测，后者可以对一两百公里外的目标进行探测。

地波雷达海况探测的基础类似于晶格对X射线的Bragg散射，入射的两条射线（相同波源）被原子散射，在特定的观察方向上，如果两条射线的波长差为2的整数倍，那么将会观察到亮条纹；如果波长差比2的整数倍多，那么两射线能量相消，观察到的是暗条纹。

真实的海面不会是简单正弦波列，但是可以用类似于Fourier变换的方式把一个真实的海面分解成为千千万万简单正弦波列成分的叠加，这些正弦波列有不同幅度、周期、初相和传播方向。那么这无数列正弦海浪成分是否都对电磁波产生散射呢？当然都会！但是并非所有的成分都产生相同的贡献，贡献最大的海浪成分还是图1所示的那类正弦波列，即满足，并且波矢量方向位于电磁波入射平面内的正弦海浪。对于岸基雷达探测，即L = / 2，也就是波长等于雷达电波波长一半的海浪会对电波产生最强的后向散射（图1）。

综上所述，虽然海面由无数的波浪组成，但岸基地波雷达主要只对特定的海浪感兴趣：

A. 波长等于电波波长的一半；

B. 传播方向要么接近雷达，要么远离雷达。

海面上满足上述条件的海浪总是存在，因此雷达总可以收到较强的海面回波，这也是前面所说当初人们发现海面上总是存在雷达“干扰”的原因！

我们知道运动的物体可以对入射波产生多普勒效应，电磁波照射到动态的海面上时，回波也会由于多普勒效应而产生相对于雷达发射频率的偏移。对回波信号进行谱分析就会发现，回波谱峰相对于雷达载频有多普勒频偏，其特点有二：

1. 同时存在正、负频偏，频谱图上的正、负谱峰称为左、右Bragg峰；

2. 左、右Bragg峰的频率偏移量基本相同，且主要只与雷达工作频率有关。

导致这两个特点的因素正好与上述产生主要散射的海浪特点相对应：特点1对应上述特征B，特点2对应上述特征A。在理解特点2时需要明白海洋重力波传播的一个基本结论：海面上确定波长的重力波，其传播相速度也是确定的。相速度确定的话，它对电磁波所产生的多普勒频移就是确定的了，也就有了上述特点。

上面所说的是没有海水流动的情形。由于各类物理、化学过程的作用，海面上总是有海流存在，海流作为海水的整体运动，会在上面所说的由波浪传播相速度所导致的较大固定频移的基础上再附加一个由流速所导致的微小频偏，这个附加频偏对左、右Bragg峰的影响是相同的：远离雷达的流速分量使左、右Bragg峰均向负频率方向偏移，接近雷达的流速分量使它们向正频率方向偏移。

地波雷达就是通过测量这个附加频偏从而获知海面海流速度的。当然一部雷达只能测量到海流的径向分量，要获得矢量海流，要么用两部以上的雷达从不同方向探测，要么就需要结合海洋动力学模型进行推算。

三、发展现状及面临问题

（一）发展现状。海洋动力学参数（海面风、浪、流）的探测是高频地波雷达的一种主要用途。高频地波雷达可以以十分钟的时间分辨率连续获取数万平方公里海面的海洋状态参数分布，这是任何其它探测手段无法做到的。目前国际海洋界已普遍接受高频地波雷达能有效探测流场的观点，国内外主要地波雷达的海流探测已达到可用于常规业务化海洋观测的水平。而在海浪、风场参数的探测方面，地波雷达处于研究开发阶段，距离实际应用尚有一定的距离。主要困难在于提取海浪和风场参数所依据的回波信号比较弱（比海面的主要散射回波低20～40dB），容易受噪声和干扰的影响，相应的反演理论和技术也处于研究探索阶段。通过雷达实时选频系统选择干净频率、应用噪声抑制、多频率雷达探测和抗干扰技术可以在一定程度上缓解这一问题。

（二）抗干扰问题。地波雷达工作在短波段，而短波段是高频通信、广播和各类大气、天电噪声等比较集中的频段，同时在高频段中低端，电离层干扰是严重影响雷达探测性能的主要干扰。对于以目标探测为主的高频地波雷达，电离层干扰常常会导致一两百公里开外的目标基本无法探测。

（三）雷达结果的应用规范问题。海态探测用高频地波雷达输出的是时间上连续的大面积流场、风场和浪场的分布，时间分辨率一般为十分钟到一个小时，所提供的信息在时间、空间和采样方式所对应的物理含义上与其它测量方式（如浮标、船测、航空测量以及卫星遥感等）存在很大的不同。地波雷达距离制订明确的应用规范还存在较大距离。

（四）小型阵列条件下的目标探测问题。由于小型阵列的方位分辨率低、民用地波雷达发射功率低以及前述的噪声和干扰（包括海洋回波的干扰）等问题，对目标尤其是小目标和机动目标的检测概率、虚警率、定位和跟踪精度等方面都存在需要克服的一系列问题。

参 考 文 献

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长期以来，人类在追求物质经济建设的过程中迷失了方向，违背了可持续发展的原则，给生态自然环境造成了严重的影响，面对全球水资源逐渐缺乏的态势，环保成为了各国发展计划中的重要策略，海洋监测工作的发展与管理成为了重中之重，通过不断地研究与实践，从而进一步改善我国的海洋环境。

 

1海洋环境监测工作的重要价值

 

在全球人口膨胀、资源紧缺、环境污染的大背景下，由于工业生产的污水、废水被随便排放，经江河流入大海，使得水质受到污染，各种物理、化学性物质破坏了海洋的自然生态链，造成了大量海生物死亡、濒临绝种，进一步恶化了水资源匮乏的形势，基于上述原因，针对海洋环境的监测工作便显得尤为重要，具有重要的价值，事实上，海洋环境监测是一项系统而科学的工作，是一切海洋相关工作实施的重要基础和技术保障，利用有效的监测技术。

 

可以帮助监测和清理我国海域中的众多污染物，测得污染物成分的浓度及数量，进而分析研究出污染物在海洋中的分布规律和状况，提出合理的解决防护方案，同时，海洋科研工作也同样离不开海洋监测管理所提供的重要数据和资料，使其更具科学严谨性和可靠性，极大地促进了我国海洋环境污染的防治与管理工作的发展。

 

2对当前海洋环境监测工作的总结与思考

 

2.1海洋环境监测工作的总结

 

我国的海洋环境监测工作可以追溯到1972年，距今为止已有40多年的历史，可谓经历了一个从无到有，从简单到复杂，由单一到多样的发展历程，例如：我国早在1994年便构建了近岸海洋的监测网络，包含全国各省市海洋环境监测机构，针对海洋监测实施站点布设、现场数据的调查和处理、实验分析等全面的综合研究，完成了理论与实践的有效结合。

 

为我国的海洋环境监测事业的进步奠定了基础，同时，经过多年不懈的努力和研究，目前我国的海洋环境监测工作已经取得了不少成果，现已达到覆盖海面区域300多万公里，并且开展了海洋生态环境监测、污染应急防护机制、海洋环境防灾减灾等多项计划，工作范围之广、实施内容之细致，均对我国的海洋生态规划、水产养殖业的发展等事业起到了极大的推动作用。

 

2.2海洋环境监测工作的思考

 

随着近年来经济环境的变化，全球环境的恶劣趋势，其实我国的海洋环境监测工作仍值得思考，依旧有着一定的危机，首先是对海洋环境监测的投资经费缺少保障，这将成为制约海洋环保事业前进的最大阻碍，相关政府部门仍需谨慎调控与支配财政资金，切实有效利用到海洋环境监测工作之上，其次，相关专业人才的匮乏也导致了海洋监测工作面临一定困难。

 

尤其针对海洋监测这种复杂多变、难度较大、专业性极强的工作，技术性人才、经验的缺失会给整个海洋监测项目的推进造成影响，最后，仪器设备的老旧损坏、缺失匮乏，让海洋环境监测工作难以保证科学准确性，例如：某些监测站仪器过于老旧、功能损坏、缺少定期更新与维护、数量不够等原因，均无法满足海洋环境监测工作的要求。

 

3关于海洋环境监测工作发展的合理建议

 

3.1提升海洋监测工作人员的业务能力和素质

 

海洋环境监测工作关系到国家未来的资源利用和经济发展计划，重要性不言而喻，相关工作人员必须与时俱进，不断补充自身的专业知识和技术能力，提升个人职业素养，改变不良的消极思想和工作态度，以最饱满的热情全身心投入到工作当中，这样才能在复杂多变、难度颇大的海洋环境监测工作中应对问题迎刃而解。

 

化险为夷，增强整体的海洋环境监测能力，所以对高素质人才队伍的培养是相关企业部门不可忽略的任务，例如：有关海洋部门要针对企业内部人员实行有针对性、循序渐进的培训计划，可以定期、分拨对各岗位人员进行专业知识技能的培训和思想素质的教育，并在学习之后，考核员工，杜绝无证上岗现象，提升工作责任感，完成对全员的技术知识的补充，更好地为海洋环境监测工作服务。

 

3.2完成对海洋监测工作的细化管理和制度完善

 

保证海洋环境的质量健康，是监测工作的主要目的，那么相关海洋监管监测部门应该进一步加大监督审查力度，补充与完善现有的质量控制制度，同时细化监测工作内容，落实岗位人员的责任，重新制定科学、合理、高效的海洋监测方案，严格遵循全国海洋环境监测质量的标准和要求，使得日常的海洋监测工作变得更具规范、实用性，真正落实海洋监测方案中的每一个计划任务，在不断地分析研究与实践中，尽可能完成，进而推进了海洋监测工作的进一步发展。

 

3.3开拓监测领域、加强法制建设

 

时代的发展赋予了海洋监测事业更多的要求，新技术、新理念的涌现，促使海洋监测工作必须与时俱进，不断调整，在以经济建设为核心的原则下，始终坚持走可持续发展道路，追求经济建设与环境保护的和谐统一，因而拓宽海洋监测工作的内容范围势在必行，比如：增加生态监测与赤潮监测的内容，会有效保护海洋生态免受破坏，合理实施海域功能区域的监测。

 

对资源开发和规划十分有利，另外，法制建设也不可缺失，要进一步做好《海洋环境保护法》的宣传和利用，积极贯彻国家海洋监测管理的政策要求，构建良好的监测管理制度与氛围，依法对海洋监测进行统一监督管理，并着手制定与执行《海洋环境监测管理规定》，使海洋监测工作有据可依。

 

4总结