浅论海洋监测技术

陈泽鸿 李衍森

摘 要：文章阐述了国家发展海洋监测的基本目的，介绍了当今世界海洋监测领域的发展现状，分析了我国海洋监测事业面临的困难与不足，强调了加强海洋监测技术研究的重要意义。

关键词：海洋监测；发展状况；设备；实时监测

引言

地球表面70%面积是海洋。广袤的海洋中蕴藏着无比丰富的矿产资源和生态资源。每年的雨季从海平面产生的台风吹向陆地，在给沿海地区造成负面影响的同时，也为内陆地区带来宝贵的降雨资源。海洋是资源的宝库。它的存在对国家的经济建设、社会稳定和人民生活都有着极其重要的影响。发展海洋战略是任何一个沿海国家都非常重视的课题。我国海洋资源丰富，18000多公里的海岸线以及300万平方公里的管辖海域是我国重要的资源宝库，在推进国民经济发展和提高人民生活质量方面发挥着巨大作用。长期以来，我国十分重视海洋资源管理，海洋监测技术已经列入国家863计划“九五”研究计划中，每年都投入巨额研究经费。其中，“九五”期间投入1.2亿元，“十五”期间投入2.4亿元。在取得阶段性成效的同时，也应该看到，我国海洋监测技术发展水平与发达国家相比还有很大差距。

1 当前海洋环境监测发展现状

1.1 海洋监测参数与监测技术发展概况

海洋监测参数是海洋监测理论的重要组成，也是有效开展海洋监测工作的着力点和抓手。海洋环境监测是门实验学科，随着研究的深入，海洋监测参数也不断发展变化。当前海洋监测参数主要分为三类，一是水文气象参数，包括风速、流速、气温、波浪、流向、水温等；二是物化指标参数，包括pH值、有机物、溶剂氧、盐度等；三是营养物质和毒性参数，包括各种营养盐、重金属、核辐射等。

根据原理不同，海洋环境监测技术分为物理、化学以及生物监测技术等。对于有毒有害物质的监测，一般采用现场取样分析或取样实验室分析的手段，时效性较差。当前海洋污染问题日趋严重，对海洋环境监测提出更高的要求，为及时准确掌握海洋污染物的分布情况，判明海水的细微结构和海洋污染程度，需要对海水污染相关参数开展长期性、连续性的实时监测。当前，该项技术已经成为世界各国重点研究的课题。

1.2 海洋监测传感器发展情况

经过长期的实践与研究，海洋监测传感器技术已经取得长足的进步。在线监测海流、溶解氧以及盐度等传感器的技术基本成熟，在可靠性和精度方面能够取得十分理想的成果。而营养盐和重金属等毒性指标方面的化学分析技术和生物传感器技术发展水平与实际工作需要相比，还存在较大差距。展望世界海洋监测传感器技术发展趋势，传感器的智能化、模块化、网络化、小型化、自动化以及多功能化是当前主要发展方向。而处于载体平台自动取样分析技术重要领域的化学和生物传感器正在全力开发之中。

我国海洋监测传感器技术还处于较低水平。根据我国当前技术基础和实际工作需要，我国海洋监测技术开发现阶段要做好以下几项工作：一要加大物理、化学传感器研究力度，加快推进模块化、智能化、网络化，小型化和多功能化开发；不断改进信息分析和测量的精度；持续深入开展环境生态自动连续监测系统研究；加强国际间的交流与合作，推进分析理论的发展。二要建立并完善现场连续自动监测体系；不断改善信息采集、传输、存储和处理的模块化和集成技术；做好自动浮标站的研制等。

1.3 近海环境自动监测技术发展概况

近岸海域是海洋污染的高发区，也是生态环境监测的重点。针对近岸海洋的特点，开发适合海湾、河口及浅海增养殖区地形、水文特点的小型轻便传感器集成平台技术，各种便携式水质监测仪器由此得以被设计生产出来。应用于生物学、污染和生态环境检测、卫星遥感定标和真实性检验研究领域的传感器和仪器是研究的主要内容，并已经取得一定进展。其中，微电极和阵列电极研究有所突破，测量痕量物质的微电极在实验室环境下成功制造出来，pH和溶解氧电化学传感器性能得以进一步提高。总体上看，生物传感器的研究工作还处于起步发展阶段。

1.4 海洋遥感技术发展概况

随着航空航天技术的发展，基于人造卫星、航空设备的海洋遥感技术得以实现。通过与传统手段的有机融合，遥感技术充分发挥了远距离非接触测量方面的巨大优势，取得了单纯依靠传统方式难以企及的显著成功。当前海洋遥感技术以人造卫星和遥感飞机作为检测平台。相对于前者设备成本高昂，生产周期较长，不利于推广的缺点，遥感飞机不仅生产和维护费用低，其工作连续性和监测范围也能满足较高要求。对于短期小范围的检测工作尤其适用，是海洋环境监测的重要组成，为环境管理决策提供了大量的参考数据。

1.5 痕量物质测量和分析发展概况

随着工业的发展，海洋污染物的种类和规模不断增多。针对重金属、有机污染物以及放射性物质等痕量物质的检测与分析已经成为海洋监测的常规手段。目前，国外已经在取样分析和微电极测量方面的研究成效显著。其中，阵列微电极测量Cd、Pb、Cu、Zn等重金属的技术在美国应用于便携式分析设备，并取得了一定发展。

1.6 营养盐现场自动分析发展概况

海水中富含多种营养盐，如亚硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐等。它们是海洋生物维持生命的主要营养来源，但过多的营养盐会导致海水富养现象的发生，从而引发赤潮或生物病害等问题。当前营养盐监测的手段已经从传统的人工方式向自动化、微型化方向发展。以计算机为平台，使用专业软件控制管理，现场取样检测，全程自动化分析的微型营养盐分析实验是当今世界主流的营养盐监测手段。

1.7 多参数水质监测发展概况

水质传感器是多参数水质监测设备的关键部位，美国YSI公司生产的6600V2型多参数水质监测仪是当前常见的水质监测设备。

2 国内外海洋监测技术比较

目前，海洋监测设备的主要品牌都是国外产品，声学海流剖面仪、营养盐深测量系统、海流计、多参数水质监测仪等重要监测设备的供应均由美国、挪威等国企业把持。从经营方式上看，这些企业都是集研发、生产、销售为一体的综合性服务供应商，提供的服务更加全面、灵活。国内方面，海洋监测设备的生产厂家很少，仅有山东省科学院海洋仪器仪表研究所一家，且生产能力和技术水平不高，市场竞争力很弱。由于海洋监测设备专业性很强，应用范围和需求量小，加上国内元器件市场混乱，造成了我国海洋监测设备产业生存艰难的局面。基于海洋监测事业的特殊性，要妥善解决这个问题，需要国家政府层面加强宏观调控。

3 结束语

海洋监测是获取海洋信息，进而管理海洋资源的重要渠道，对沿海国家的经济建设、国防安全、环境保护和减灾防灾工作具有十分重要的意义。我国作为海洋大国，必须要坚定不移的深入开展海洋监测工作。当前，我国海洋监测水平距离先进国家还有很大距离，技术、设备落后、资金、人才不足的问题还在困扰着我国海洋事业的发展。2013年出台的《国家海洋事业发展“十二五”规划》已经明确了海洋监测的重要意义和工作重点。国家将一如既往地大力支持海洋监测工作的开展。我國海洋监测工作者要认清肩上担负的重要职责，深入开展监测技术研究与应用，不断提高监测质量，为推动我国海洋环境监测持续健康发展做出自己的贡献。

参考文献

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