海洋监测技术2课件

海洋监测项目与分析技术方法海洋监测项目与分析技术方法2.1 海区监测项目与分析方法海区监测项目与分析方法 水文气象水文气象水文气象监测包括气温、气压、风向、风速、简易天气现象、水温、水深、水色、透明度、海况。温度反映海水热状况的物理量。海洋水温变化温度反映海水热状况的物理量。海洋水温变化-2-23030之间。之间。海水温度是海洋水文状况中最重要的因子之一，常作为研究水团性海水温度是海洋水文状况中最重要的因子之一，常作为研究水团性质，描述水团运动的基本指标。研究海水温度的时空分布及变化规质，描述水团运动的基本指标。研究海水温度的时空分布及变化规律，不仅是海洋学的重要内容，而且对气象、航海、捕捞业和水声律，不仅是海洋学的重要内容，而且对气象、航海、捕捞业和水声等学科也很重要。等学科也很重要。水温水色海洋水色卫星海洋水色卫星 海洋卫星监测到的西北太平洋及印度洋叶绿素分布图HY1A卫星反演的黄河口悬浮泥沙分级图为为海洋生物海洋生物的资源开放利用、海洋污染监测与防治、海岸带资源开发、海的资源开放利用、海洋污染监测与防治、海岸带资源开发、海洋科学研究等领域服务。洋科学研究等领域服务。高光谱遥感高光谱遥感透明度研究海水的理化特性、渔业生产、海区污染状况、军事活动研究海水的理化特性、渔业生产、海区污染状况、军事活动有重要意义。有重要意义。透明度盘用萨氏盘用萨氏盘(黑白间隔的盘黑白间隔的盘)测定水深来间接表示光透测定水深来间接表示光透入水面的深浅程度。其大入水面的深浅程度。其大小取决于水的浑浊度和色小取决于水的浑浊度和色度。度。海洋沉积物监测项目及分析技术方法海洋沉积物监测项目及分析技术方法 海洋沉积物监测项目及分析方法见表2.2所示。水质监测项目与分析方法水质监测项目与分析方法水质监测项目包括pH值、无机物和有机物等。主要分析项目和分析方法见表2.1。表2.1水质监测项目与分析方法序 号项 目分 析 方 法1pH值pH计法2盐度盐度计法3溶解氧碘量分析法4化学需氧量碱性高锰酸钾法5活性磷酸盐磷钼盐分光光度法6亚硝酸盐-氮盐酸萘乙二胺比色法7硝酸盐-氮镉柱还原比色法或锌镉还原法8铵-氮靛酚蓝分光光度法、纳氏试剂比色法9总汞冷原子吸收法10铜原子吸法、极谱法11铅原子吸法、极谱法12镉原子吸法、极谱法13油类紫外分光光度法、荧光分光光度法14多氯联苯气相色谱法15悬浮物重量法16砷无火焰原子吸收分光光度法17总有机碳过硫酸钾氧化法、总有机碳测定仪法18叶绿素a荧光分光光度法19类大肠菌群与异养群发酵法20有毒藻类显微镜形态鉴定直接计数法21总磷过硫酸钾氧化法22其他难降解有机化合物色-质谱联用法表2.2 海洋沉积物监测项目与分析方法序 号项 目分 析 方 法1总汞冷原子吸收法2铜原子吸收法3铅原子吸收法4镉原子吸收法5六六六气相色谱法6DDT气相色谱法7多氯联苯气相色谱法8油类紫外分光光度法、荧光分光光度法9有机质重铬酸钾氧化-还原容量法10硫化物碘量法11粒度粒度计法、沉积法、筛析法12砷砷钼酸-结晶紫外分光光度法2.1.4 海洋生物残毒海洋生物残毒测定定项目与分析技目与分析技术方法方法表2.3 生物残毒测定项目与分析方法序 号项 目分 析 方 法1总汞冷原子吸收法2铜原子吸收法3铅原子吸收法4镉原子吸收法5六六六气相色谱法6DDT气相色谱法7多氯联苯气相色谱法2.1.5 大气大气监测项目及分析技目及分析技术方法方法 表2.4 大气监测项目与分析方法序 号项 目分 析 方 法1总悬浮颗粒物重量法2铜原子吸收法3铅原子吸收法4镉原子吸收法2.2 港口、入海河口、排污口监测项目港口、入海河口、排污口监测项目2.2.1 入海河口监测项目与分析方法入海河口监测项目与分析方法入海河口监测项目及分析技术方法见表2.5所示。表2.5 入海河口监测项目与分析方法序 号项 目分 析 方 法1pH值pH计法2氯化物盐度计法或银量滴定法3溶解氧碘量法4化学需氧量 碱性高锰酸钾法、酸性高锰酸钾法5活性磷酸盐 磷钼蓝分光光度法6铵-氮纳氏试剂比色法、靛酚蓝分光光度法7总汞冷原子吸收法8铜原子吸收法、极谱法9铅原子吸收法、极谱法10镉原子吸收法、极谱法11油类紫外分光光度法、荧光分光光度法12多氯联苯气相色谱法13悬浮物重量法14入海径流量 2.2.2 直接入海排直接入海排污口口表2.6 直接入海排污口监测项目及分析方法序 号项 目分 析 方 法1污水流量2pH值pH计法3化学耗氧量重铬酸钾法4油类紫外分光光度法5悬浮物重量法2.3 监测频率和监测时间监测频率和监测时间近岸区（含港口、入海河口、排污口）水质监测每年3次，近海区每年1次，海域沉积物每2年1次；生物残毒监测每年1次（生物成熟期）；大气监测每年3次，各海区监测时间为：渤黄海：5、8、10月东海：4-5月、8月、12月南海：3、7、10月注：近海监测及沉积物监测于8月进行。2.4 监测数据的统计特征和表示方法。监测数据的统计特征和表示方法。2.4.1 海洋环境监测数据的统计特征海洋环境监测数据的统计特征监测数据的统计特征有：数据中心趋向、变异性、分布形状、季节性和序列相关等。表2.7 数据的统计特征数据特征方 法备 注中心趋向样本平均、中位数、算数平均、方块图正态分布用样本平均，对数正态分布用样本算术平均，其他用样本中位数分散程度样品标准偏差范围四分位数间距估计数据组分布的离散程度最大值和最小值的区间为样本统计量分布形状方块图直方图可解决位置和分散问题是表达分布形状的直观方式季节（或某时间内）变异可进行各种检验，以时间序列作图季节性是一种有规律、可预测的环境变化参数，是海水数据分析考虑的重要参数序列相关样本之间存在相关找出某些规律2.4.2 监测数据的表示方法监测数据的表示方法（1）平均值包括算术平均值和几何平均值。（2）对数量的均值表示法（3）超标倍数和超标率。超标是指监测值劣与海水水质标准而言（或其他质量标准）。超标倍数指监测值超出标准值的倍数。因海水水质标准分4个级别，应注明超第几级标准。超标倍数=式中：C:超波监测数值；超标率=（4）统计表。（5）统计图。曲线图、直方图等方式表示时空的变化。如监测区域环境质量状况直方图、环境质量随时间变化曲线图、沉积物中污染物含量垂直分布图等。2.4.3 监测资料的分析监测资料的分析（1）资料分析以海洋监测数据为依据，同时引用翔实可靠的环境管理统计数据和社会调查资料进行分析。（2）根据海洋监测平均值、范围值、超标率等统计指标，按环境要素和时空质量变化进行全面、系统分析和定量描述。（3）污染趋势分析，根据历年海洋监测结果，统计处理后与标准值进行分析对比，找出时间（年、月等）、空间（站位或不同层次）的污染变化规律和发展趋势。（4）污染原因分析，进行环境污染对生态破坏、海域环境污染对海岸带综合管理与发展沿岸经济的影响分析，探讨海洋污染的突发性（污染事故等）和渐变性（如城镇建设、乡镇企业的发展、人口的增长等）因素，阐明污染特征。在进行监测资料分析时，可采用多元回归、多因子相关分析和模糊聚类评价等方法。2.5 海洋环境质量评价海洋环境质量评价2.5.1 海洋环境质量评价的内容海洋环境质量评价的内容由于评价目的和要求的不同、评价的区域环境条件和主要环境问题的差异，海洋环境质量评价的内容也不相同。一般说来，海洋环境质量评价工作的基本内容应包括以下几点：（1）污染源的调查与评价。污染源的调查与评价。找出主要污染源和主要污染物，污染物排放方式、途径、特点和规律，为海洋环境质量现状评价提供科学依据。（2）海洋环境现状评价。海洋环境现状评价。确定海洋环境污染的现状、污染程序、污染物的时空变化规律。（3）环境质量预测评价环境质量预测评价。根据不同的规划方案或建设项目，进行海洋环境质量预测，为海洋规划或建设项目提供科学依据。（4）海域环境自净能力的研究海域环境自净能力的研究。研究主要污染物在海域环境中的污染状况、平衡、形态、价态等迁移转化规律，确定环境容量，建立海域环境自净模式。（5）环境污染综合防治的研究。环境污染综合防治的研究。环境质量指数法数理统计评价方法模式与模拟法综合评价法。海洋环境质量评价方法海洋环境质量评价方法（1）评价参数的选择：评价参数的选择：评价参数是指能反映评价对象，即环境要素现状变化特征的某些污染因子和特征值。建立海洋环境质量评价方建立海洋环境质量评价方法的主要环节法的主要环节（2）参数的不可比性和分指数的标准化。参数的不可比性和分指数的标准化。将所有参数与其评价标准进行比较，转换成具有相同环境意义的定量数值。评价标准的选用多为各参数的环境标准，无标准的可采用其基准或背景值。（5）环境质量的分析：环境质量的分析：在采用环境质量评价方法时，一般按计算数值大小划分几个范围或级别来表示其质量的优劣。（3）确定评价参数生物权系数）确定评价参数生物权系数：各评价参数对海洋环境质量的影响，对生物和人体健康的危害并不等同，不同的评价参数可赋予不同的权系数。确定权系数的计算方法有特尔非法、模糊数学法和序列综合法。（4）环境质量评价数学模式的建立：）环境质量评价数学模式的建立：根据单元污染状况，运用适当的计算方法，建立完善的、科学的反映环境质量状况的数学模式。海水水质评价海水水质评价1 1）海水水质指数评价法）海水水质指数评价法 （1）单项水质标准指数PI=式中：PI：某点j污染物i的标准指数；Cij：某点j污染物i的实测浓度，（mg/L）；Sij：污染物i的评价标准，（mg/L）。（2）多项水质参数综合指数 算术平均型：某点j的几种污染物综合评价指数PI可表示为：加权平均型式中：Wi：第i种污染物的权值 向量模（平方和平方根）型当PIij1时，PIij2越大；当PIij1时，PIij2越小，故可突出大于1的各项污染指数的影响。幂指数型b PIij1而 均方根型（6）内梅罗指数式中：各单因子指数中的最大者；各单因子指数平均值。2）海水水质的生物学评价法）海水水质的生物学评价法（1）生物群指标。将整个水生生物群落作为反映水体水质状况的指标，水质分类与生物群指标内容为：强污类、强中污类、中污类、轻污类。（2）优势种指标。是以优势种的发现来判断水质污染状况的。（3）生物化学指标。从水中污染物对水生生物的组织、器官和细胞与非细胞制剂的反应，来判断水质的好坏。（4）生物指数。水质生物指数法是采用指数形式表示其中物种类数和多度等参数，得以定量化评价水生生物群落结构。表2.8 加权均值型指数水质分级表水 质 指 数污 染 等 级分 类 依 据2.0严重污染 相当部分监测项目检出值超过标准1倍3）加权均值型指数水质分级）加权均值型指数水质分级海洋底质评价海洋底质评价以底质对底栖生物的危害程序和底质再次污染水体水质的程以底质对底栖生物的危害程序和底质再次污染水体水质的程序为依据的。一般应考虑水域地球化学背景条件和污染物的序为依据的。一般应考虑水域地球化学背景条件和污染物的毒理性质。毒理性质。海域底质评价采用下列指数公式：式中：PI：总指数 Ci：污染物i实测值 Si：污染物i标准值 表2.9 底质评价质量分级PI1.0污染程度微污染轻污染中污染重污染要求未超标均值未超标，最高值有两项超标实测均值二项超标，最高值有一半超标均值均超标，最高值 超 标1.5-2.5倍海洋生物评价海洋生物评价海洋生物评价指数按下式计算：（1）均值法。水质、底质和生物三要素综合评价指数按下式计算：式中PI水和PI底按下式求出：PI生物则由各参数的分指数选加而成：综合评价指数大于0.9为中污染，大于0.5为轻污染，小于0.5为微污染。多环境要素的综合评价多环境要素的综合评价（2）加权法。从人体健康出发，突出海洋生物，对海洋生物加权40%，对水质和底质各加权30%。环境质量综合评价指数按下式计算：PIm=PI水30%+PI底30%+PI生物40%水质、底质和生物指数公式为：其分级如表2.10所示。表2.10 水质、底质和生物指数分析等级综合指数PI水质指数PI底质指数PI生物指数PI评语10.40.20.41.01.01.01.0重污染污染源评价污染源评价 污染物入海通量预测法：污染物入海通量预测法：按区域排放量式中：i种污染物入海率（）：基准年时i种污染物入海量（t/a）：基准年时i种污染物排放量（t/a）评价标准评价标准通常以污染物排放标准或环境质量标准为准则。（1）污染物等标排放量Pij：等标排放量（i=1，n指污染源；j=1，m指污染物）；Mij：第i种污染源的第j污染物的排放量SE：选用的评价标准式中：（2）污染源的等标排放量。污染源的等标排放量为各污染物等标排放量之和。（3）整个调查区域的等标排放量（4）各污染源等标排放量比值：（5）每个污染物等标排放量比值：