海洋環(huán)境監測的類(lèi)型
1)基線(xiàn)調查是對特定海區的環(huán)境質(zhì)量基本要素(水文、氣象、水質(zhì)、地質(zhì)、地貌、海洋生物等)狀況的初始調查和為掌握其以后間隔較長(cháng)時(shí)間的趨勢變化的重復調查?；€(xiàn)調查又分為初始調查和重復調查兩種。初始調查是對特定海域的第一次全方面調查，已獲得該海域海洋環(huán)境基本要素的背景值;重復調查則是初始調查后進(jìn)行的重復性且相同性質(zhì)的調查，對研究區域海洋環(huán)境要素的時(shí)空分布和隨時(shí)間差異具有重要意義。
海洋基線(xiàn)調查是海洋環(huán)境保護各項工作的基本依據之一，我國在20世紀70年代初進(jìn)行過(guò)第一次全國海洋污染基線(xiàn)調查。時(shí)隔20多年后，1994年開(kāi)始了第二次全國海洋污染基線(xiàn)調查。這20多年中，我國沿海地區經(jīng)濟飛速發(fā)展，污染物入海量和種類(lèi)明顯增多，第二次基線(xiàn)調查對了解我國海洋環(huán)境變化、協(xié)調沿海經(jīng)濟發(fā)展布局、改善海洋環(huán)境具有重要意義。
2)常規監測是在基線(xiàn)調查基礎上,經(jīng)優(yōu)化選擇若干代表性監測站和項目進(jìn)行的以求得空間分布為主要目的，長(cháng)期逐年相對固定時(shí)期的觀(guān)測。常規監測的布點(diǎn)要具有環(huán)境代表性，避開(kāi)排污口和圍墾養殖的排水口區。不同監測航次的監測站位應保持不變，常規監測布點(diǎn)的環(huán)境代表性使其能夠準確地反映區域海洋的環(huán)境質(zhì)量，并能據此做出環(huán)境評估，分析污染物產(chǎn)生原因及污染途徑，為海洋環(huán)境管理工作提供數據支撐。
3)應急監測又被稱(chēng)為污染事故監測，是指在海上發(fā)生有毒有害物質(zhì)泄放或赤潮等災害緊急事件時(shí)，組織反應快速的現場(chǎng)觀(guān)測，或在其附近固定站臨時(shí)增加的針對性觀(guān)測。常見(jiàn)的海上污染事故有溢油、赤潮、核污染、有毒農藥和化學(xué)品的泄漏等。這些海上突發(fā)污染事故往往可以在短時(shí)間內對區域海洋環(huán)境造成嚴重甚至毀滅性的危害，應急監測的主要目的是在污染事故發(fā)生后，迅速確定波及范圍和污染程度，為指定快速處置措施提供必要的信息和資料，為環(huán)境污染事故發(fā)生后海洋環(huán)境的恢復計劃提供信息和數據，以減少和控制污染事故造成的損害，并為界定污染事故的等級和污染事故責任仲裁及民事糾紛提供資料和依據。
4)研究性監測是指針對海洋污染對環(huán)境的污染范圍、污染強度及遷移轉化規律而進(jìn)行的專(zhuān)項、深入的研究的監測，研究性監測大多由科研單位組織。其主要任務(wù)包括:研究生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，如環(huán)境背景值;研究污染物在海洋中的遷移轉化，在生物體內的蓄積、傳遞和濃縮過(guò)程;研究海洋污染對海洋生態(tài)系統的影響，為海洋環(huán)境保護研究提供方向，為預測預報環(huán)境質(zhì)量提供服務(wù);研發(fā)海洋環(huán)境分析監測方法、監測數據處理方法和監測手段，實(shí)現監測方法的標準化和規范化，研究驗證環(huán)境監測管理方法以及建立立體化的環(huán)境監測網(wǎng)。
海洋環(huán)境監測發(fā)展趨勢
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在光學(xué)、電學(xué)、機械學(xué)、材料學(xué)飛速進(jìn)步的帶動(dòng)下，海洋環(huán)境監測技術(shù)不斷更新完善，監測儀器性能已有大幅提高。傳感器技術(shù)的發(fā)展使海洋環(huán)境監測真正進(jìn)入實(shí)時(shí)化和立體化時(shí)代。20世紀80年代以來(lái)，海洋環(huán)境監測呈現“多元化、實(shí)時(shí)化、長(cháng)時(shí)序、立體化”的發(fā)展趨勢。一方面國家和區域的海洋環(huán)境監測系統在關(guān)鍵海域發(fā)揮著(zhù)重要作用，另一方面海洋環(huán)境監測資源共享與全球化監測網(wǎng)絡(luò )成為一種趨勢。
1.監測儀器向微型化、多參數化方向發(fā)展
海洋環(huán)境的復雜性，要求海洋環(huán)境監測儀器能夠進(jìn)行現場(chǎng)、原位、在線(xiàn)監測，并且兼具小型、靈敏、快速、自動(dòng)化等特點(diǎn)。由于微電子、微型傳感器、計算機技術(shù)、新材料技術(shù)、遙感衛星技術(shù)及各種高新技術(shù)的應用，海洋環(huán)境分析監測儀器的設計發(fā)生了根本性改變。很多儀器正在向小型化、微型化、多參數化的方向發(fā)展。微生物技術(shù)、光電技術(shù)、生物芯片技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)以及其他多種新技術(shù)不斷被吸收應用于傳感元件，新一代新型監測儀器正推動(dòng)著(zhù)海洋環(huán)境監測儀器的發(fā)展。目前已有多家儀器公司生產(chǎn)便攜式多參數水質(zhì)監測儀，這些監測儀器大多由多個(gè)單功能或多功能的微型探頭組合而成，如美國哈希公司生產(chǎn)的多參數水質(zhì)監測儀，最小外徑不足5cm，可以監測溶解氧、pH、氧化還原電位、電導率(鹽度、總溶解固體、電阻)、溫度、深度、濁度、葉綠素a、藍綠藻、羅丹明WT、銨/氨離子硝酸根離子、氯離子、環(huán)境光、總溶解氣體共15種參數。此外，色譜儀、分光光度儀、X射線(xiàn)熒光光譜儀熱分析儀等儀器的體積大大縮小，目前已有便攜式的氣相色譜儀、光譜儀、近紅外光譜儀、X射線(xiàn)分析等便攜式分析儀器面世。
由于海洋高鹽、高復雜性、轄區面積廣闊等特點(diǎn)，海洋環(huán)境監測儀器與淡水水質(zhì)監測儀在設計方面存在一定差異，一些海洋浮標、潛標和海底監測平臺位于遠離陸地的遠?；蛏詈?，不能像岸基監測平臺一樣頻繁地更換儀器試劑、能源，故海洋環(huán)境監測儀器除了向小型化、多參數化方面發(fā)展外，低耗能、溶劑消耗少也是未來(lái)海洋環(huán)境監測儀器發(fā)展的一個(gè)方向。目前已有一些廠(chǎng)家推出無(wú)溶劑監測儀器，如美國特納的TD-1000C是一種連續型、在線(xiàn)式、無(wú)溶劑的紫外熒光油類(lèi)監測儀。
另外，海洋微生物豐富，長(cháng)期在水下工作的監測儀器不可避免地會(huì )遭到海洋生物的附著(zhù)和損壞，導致儀器性能下降，使用壽命縮短，特別是一些敏感元件表面發(fā)生少量的腐蝕和生物附著(zhù)就能夠使器件的工作性能受到損壞，進(jìn)而使整個(gè)儀器系統的測量準確度和可靠性下降。又由于海洋中的許多極端環(huán)境，諸如海底高壓，海底熱液噴口等，海洋環(huán)境監測儀器在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，必定要發(fā)展新型的對極端環(huán)境耐受力較強的傳感探頭或監測方法，并與材料防腐和防生物附著(zhù)技術(shù)結合，以研制出體積小、溶劑用量少或無(wú)溶劑、抗干擾能力強、防生物附著(zhù)、防腐蝕的高效敏感的多參數海洋監測儀器。
我國的海洋監測儀器產(chǎn)業(yè)在高端產(chǎn)品、創(chuàng )新研究方面，遭遇國外壟斷、技術(shù)封鎖，在中低端產(chǎn)品方面有自己的產(chǎn)品，但仍缺乏關(guān)鍵的核心技術(shù)，缺乏對工藝和關(guān)鍵材料的深入研究，關(guān)鍵技術(shù)仍然依靠進(jìn)口。另外，用戶(hù)對國產(chǎn)儀器缺乏信任也是造成我國監測儀器相對落后、裹足不前的一個(gè)重要原因。目前，我國除了溫鹽深測定儀器外，其他理化監測儀器的成型產(chǎn)品還很少，海洋儀器研發(fā)和生產(chǎn)廠(chǎng)家較少，國內的海洋監測儀器生產(chǎn)廠(chǎng)家的規模均不大，且缺乏自主創(chuàng )新產(chǎn)品。
2.海洋環(huán)境自動(dòng)監測系統集成
海洋環(huán)境自動(dòng)監測系統主要有兩方面優(yōu)勢:一是采用原位監測的手段能夠實(shí)時(shí)在線(xiàn)反映海洋環(huán)境的變化情況;二是采用自動(dòng)監測，大大減少了人力投入，方便獲得連續、穩定、長(cháng)期的監測數據。
原位監測是指對原位測試對象采用安裝傳感器、采集器、通信器等方式，進(jìn)行自動(dòng)化、電子化、數字化、聯(lián)網(wǎng)化的連續、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)更新數據的原位測試，原位監測是很多科學(xué)家大力推崇的用于海洋環(huán)境監測的方法。早期海洋環(huán)境監測部分環(huán)境要素是通過(guò)海上樣品采集，帶回實(shí)驗室分析檢測的方法，這種方法是將待監測的環(huán)境要素與海洋環(huán)境脫離，不能真實(shí)地反映海洋環(huán)境狀況，也不能獲取連續實(shí)時(shí)的數據。而原位探測能夠監測海洋區域的空間和瞬間連續變化的信息，真實(shí)反映海洋環(huán)境活動(dòng)演化的動(dòng)態(tài)體系，且操作簡(jiǎn)便、靈敏度高和反應速率高，特別是在海洋極端環(huán)境條件下，如深海高壓、海底熱液噴口、極區海洋等。樣品的采集和保存面臨很大的挑戰，原位監測則能深入這些區域，獲得全面準確的海洋環(huán)境信息。原位監測技術(shù)是對傳統海洋學(xué)研究方法的一次重大突破，它的應用對促進(jìn)海洋資源的探測、海洋環(huán)境的監測與保護和海洋科學(xué)的研究有重要的意義。
隨著(zhù)傳感技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展。海洋自動(dòng)監測技術(shù)迅速崛起，目前各海洋強國都組建了適用于海洋動(dòng)力學(xué)要素和海洋環(huán)境污染物的同步自動(dòng)觀(guān)測網(wǎng)絡(luò )。包括岸基海洋環(huán)境自動(dòng)監測平臺、自動(dòng)監測浮標、潛標和海床基固定及移動(dòng)自動(dòng)監測平臺，如何研制體積小、耗能低、數據實(shí)時(shí)傳輸、適應海洋復雜環(huán)境、多功能多參數、可長(cháng)時(shí)間連續穩定工作的自動(dòng)監測系統，仍是未來(lái)海洋環(huán)境監測發(fā)展的重點(diǎn)方向。
3.深海觀(guān)測技術(shù)深海蘊藏著(zhù)豐富的油氣資源、礦產(chǎn)資源、生物及基因資源。近年來(lái)，各國在深海的競爭日益激烈，深海成為繼海面/地面觀(guān)測、空中遙測遙感之后地球科學(xué)的第三個(gè)觀(guān)測平臺，深海觀(guān)測系統正逐步成為海洋技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?？梢暬?、實(shí)時(shí)的、長(cháng)時(shí)序的深海環(huán)境監測，對海洋礦產(chǎn)資源的成礦機理、開(kāi)發(fā)環(huán)境、環(huán)境影響評價(jià)等研究;對深海生物及其基因研究，都有重要意義。
由于深海高壓等特點(diǎn)，幾乎所有的淺海監測儀器都不能直接應用于深海，必須通過(guò)采用特殊材料、構建新型微型化電極或光學(xué)元件、采用光電機一體化等手段。研制耐高壓、耐海水腐蝕、低耗能的觀(guān)測儀器，發(fā)展適用于深海環(huán)境(如高壓、高溫、高鹽等)監測的傳感器或儀器;發(fā)展適于深海環(huán)境觀(guān)測的移動(dòng)或固定平臺發(fā)展水下觀(guān)測系統的供電、數據通信和組網(wǎng)技術(shù);發(fā)展空間、水面、水下、海底多平臺立體觀(guān)測技術(shù);建立長(cháng)期的水下或海底觀(guān)測網(wǎng)，是深海海洋環(huán)境監測技術(shù)發(fā)展的基本趨勢。
4.區域海洋環(huán)境立體監測網(wǎng)絡(luò )與信息服務(wù)
國際先進(jìn)區域立體實(shí)時(shí)監測體系通過(guò)“實(shí)時(shí)觀(guān)測—模式模擬—數據同化—業(yè)務(wù)應用”形成一個(gè)完整鏈條。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)為科研、經(jīng)濟以及軍事應用提供服務(wù)，區域海洋環(huán)境立體監測更強調整體性、系統性的觀(guān)測;根據區域環(huán)境特點(diǎn)，通過(guò)岸基、船基、?；?、海床基、空基、天基相結合，形成空-天-海一體化監測，向人們提供立體、連續、實(shí)時(shí)、長(cháng)期的海洋數據。
隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，環(huán)保理念已被越來(lái)越多的人接受，海洋開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)得到了長(cháng)足發(fā)展，海洋環(huán)境監測不僅是為了滿(mǎn)足科研和國家的需要，越來(lái)越多的企業(yè)和個(gè)人也希望了解海洋環(huán)境信息。已有很多國家將信息服務(wù)納入區域海洋環(huán)境立體監測網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與政府相關(guān)部門(mén)、科研單位甚至是個(gè)人共享監測網(wǎng)絡(luò )的數據信息。今后，發(fā)展以社會(huì )需求為導向，以服務(wù)經(jīng)濟、社會(huì )發(fā)展和國家利益為目標的區域海洋環(huán)境立體監測網(wǎng)絡(luò )及信息服務(wù)將成為海洋環(huán)境監測發(fā)展的一個(gè)重要方向。
5.海洋環(huán)境監測全球化網(wǎng)絡(luò )
海洋是一個(gè)連通的整體，要想真正了解海洋，必須從全球大尺度上進(jìn)行研究。目前國際上正在積極展開(kāi)各地區、各個(gè)國家觀(guān)測系統的聯(lián)合運作，以實(shí)現在各國現有觀(guān)測網(wǎng)絡(luò )基礎上進(jìn)行聯(lián)合觀(guān)測和數據共享，提高全球性海洋觀(guān)測能力。由聯(lián)合國教育、科學(xué)及文化組織政府間海洋學(xué)委員會(huì )和世界氣象組織合作，聯(lián)合發(fā)起的全球海洋觀(guān)測系統便是基于海洋監測全球化思想提出的，通過(guò)聯(lián)合各個(gè)國家、單位，全球布點(diǎn)，研究大尺度海洋氣候循環(huán)及其演化規律。
國際海洋資料與情報交換系統是開(kāi)展海洋資料與情報交換系統的聯(lián)合國成員國海洋資料中心和組織的總成，目的是以最低可能成本向各國研究人員提供國際交換資料，它全球海洋數據搜集、數據應用和資料共享等方面發(fā)揮了積極作用。我國也于1981年加入，與世界主要海洋國家建立了良好的合作關(guān)系。但我國海洋環(huán)境監測技術(shù)與美、日和部分歐洲國家相比還比較落后，只有加大國際間合作，積極參與全球化的海洋觀(guān)測計劃，共享監測信息，才能更快、更好地提高我國海洋環(huán)境監測的能力。
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