海洋環境監測技術問題研究

韓冰

摘 要：海洋是大自然賦予人類最重要的資源，其不僅蘊含豐富的水資源、水產資源、石油礦產資源，而且也包括醫藥、化工等人類社會生存和發展所必需的自然資源。隨著近年來陸地資源的頻繁開發，陸地資源已走向枯竭。為了實現人類的生存和發展的最終目的，開源和節流就顯得尤為重要，而海洋首當其沖成為開源的考慮對象。而隨著海洋開發的逐步深入，如何運用現代化監測技術，控制好海洋環境污染，成為海洋環境監測人員面臨的重要課題。

關鍵詞：海洋環境；監測技術；海洋污染

1海洋環境監測工作分類

常規監測。常規監測也稱例行監測，是海洋環境監測最為基本的工作之一。常規監測的一般工作流程為：按照具體的要求制定計劃，定時、定點對需要監測污染源進行檢查測定。如果測定污染物出現超標情況時，需要對其進行具體的質量評價，預測未來時間變化趨勢并加以驗證，從而為海洋污染防治有效的參考資料。

調查性監測。調查性監測的實施目的為了加強海洋環境污染源與環境質量狀況監測，通過國家或地方組織開展專項調查或者綜合性調查。調查性監測可以深入到現場了解污染的實際情況，從而為海洋環境污染防治提供必需的參考資料，繼而為海洋環境保護做出科學的評價。

研究性監測。研究性監測亦稱專題監測，其含義為為了明確污染物對周圍海域的污染情況（例如：污染范圍、污染危害程度、污染強度）而進行一系列的監測研究工作。

應急監測。應急監測是指當發生赤潮、溢油、漁業污染等突發性事故或者污染時，對所污染的海域進行監測。監測的內容主要包括：明確污染源的性質、受污染的程度、所波及的范圍、持續時間的長短以及最終污染的后果等等。通過應急監測，可以為海洋污染收集必備的資料，為后續的污染防治提供參考依據。

2海洋環境監測技術分析

海洋監測傳感器技術。當前，溶解氧傳感器、在線監測海流等技術已經得到了初步的完善，其精確度與可靠性。然而，我國海洋監測傳感器技術還是有很多急需完善的地方，例如：在重金屬與營養鹽等毒性指標的生物傳感器技術與化學分析技術方面還有待提高。國際與國內的傳感器均朝自動化、智能化、網絡化、模塊化、多功能化以及小型化方向發展。而生物與化學傳感器是發展和完善載體平臺自動取樣分析技術的關鍵要點。依據國際海洋環境監測技術的發展動態與我國監測技術的現實情況，當前我國海洋監測技術的總體目標主要為：第一，在化學、物理傳感器研究上朝網絡化、智能化、模塊化方向發展，向多功能化與小型化方向發展；以提升測量與分析的精確度；環境生態自動連續監測系統的研究；與國際接軌共同開發新的分析原理和方法。第二，主動開發自動、實時、自動的現場監測系統；以促進信息采集、傳輸、存儲與處理的模塊化、集成技術的發展；例如自動浮標站的研制就是其中獨特的案例。

地波雷達監測技術。地波雷達通過利用短波（3～30MHz）在導電海洋表面繞射傳播損耗小的獨特優勢，而采用垂直極化天線輻射電波，對于海平面視線以下出現的飛機、艦船、導彈以及冰山等運動目標可以通過超視距進行探測，其探測的距離最遠可以達到300公里以上。同時，地波雷達利用海洋表面對高頻電磁波的一階散射和二階散射機制，可以從雷達回波中提取風場、浪場、流場等海況信息，以最終實現對海洋環境廣范圍、高精度以及全天候的實時實地監測。由于地波超視距雷達具備覆蓋范圍廣、持續性強、可全天候作業等獨特的優勢，因此，其在海洋環境監測領域得到了廣泛的應用。隨著地波雷達監測技術的不斷發展與完善，其在海洋開發、氣象預報、防災減災等領域也有著廣闊的發展前景。

海洋遙感技術。在近海監測中，由于現代海洋監測技術融合了傳統的技術手段，取得了突破性的進展。當前海洋遙感技術主要是融合了海洋水色與環境相關參數，但是其具體操作需要借助衛星通訊設備，這不僅導致造價高昂，而且建設周期漫長。而遙感飛機作為海洋環境監測的重要技術，其具備全球、連續、費用低、大尺度、環境影響小的得天獨厚特點，其不僅在海洋環境監測與環境污染防治發揮著重要的作用，而且為海洋環境監測科學研究提供數據與資料。

近海環境自動監測技術。當前，由于沿海地區人們向附近海域開發，近海域成為了環境污染與環境監測的重點區域。而各種小型的傳感器集成平臺技術由于其輕便、靈活性等獨特性質，在河口、海灣以及淺海增養殖區得到了廣泛的應用。目前，生態環境檢測、生物學研究以及衛星遙感定標的應用，均為發展傳感器或儀器的關鍵點。此外，隨著陣列電極與微電極的研究深入，其在實驗室研究中已獲得一定成就，例如：測量痕量物質的微電極已具備樣品，pH與溶解氧電化學傳感器的性能也獲得了明顯的改善。然而，總體而言，生物傳感器現今仍處于實驗室研究階段，其技術仍有待急需研究發展。

3地波雷達海洋環境監測中的技術及應用

地波雷達海洋環境監測的工作原理：當無線電波向海面進行發射時，電磁波傳播模式會存在于在海水表面中，此電磁波傳播模式稱為地波。另外，高頻地波雷達亦被稱為高頻表面波雷達。由于，中波與短波段在海水表面的地波傳播損耗較少，且地波主要是沿著地球表面運動，從而傳播到地平線以下遙遠的地方，最終實現超視距傳播。為此，通過地波超視距傳播性質而進行探測的高頻地波雷達亦被稱為地波超視距雷達，其探測距離可達到200～500km的區間范圍內。此外，利用大氣波導特征的微波雷達與天波超視距雷達是超視距雷達的兩種主要類型，前者可以探測到一兩百公里外的目標，后者可以通過電離層對高頻無線電波的反射的途徑以探測數千公里外目標。

4結語

總而言之，隨著我國經濟的快速發展，人們向海洋排放污染物越來越多，使得我國海洋環境污染日趨嚴重，各種惡性的海洋環境污染事故頻頻發生，生態環境愈發失衡。而環境監測對于控制海洋環境污染，保護海洋環境具有重要的現實作用。環境監測技術是現代發展的產物，其不僅關乎海洋開發力度，而且關系到海洋環境的質量情況與良性發展。海洋環境監測技術具備高效、實時、連續等獨特的優勢，其不僅可以降低海洋保護的經濟成本，而且對保護海洋環境發揮著不可或缺的作用。伴隨著經濟與高新技術的進一步發展，4G移動網絡通信技術已經成為時代的發展大趨勢，相信未來的海洋環境監測技術將與4G技術緊密聯系，發揮更大的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]鄭紅萍，黃金蓮，任朝興.淺談我國海洋環境監測工作現狀及對策[J].科技與企業，2014（24）

[2]盧靜雯.我國海洋環境監測工作現狀及對策探析[J].科技創新與應用，2015（31）

（作者單位：山東省海洋儀器儀表科技中心）