时间:2023-02-23 08:33:31
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关键词:海洋环境监测;人员素质;专业素质
1海洋环境监测工作分类
海洋环境监测是一项较为复杂且系统的工作,涉及的范围相对较广,涵盖的内容也比较繁杂。大体上可将海洋环境监测工作分为以下几类。
1.1常规监测
此类监测又被称之为例行监测,是海洋环境监测的基础性工作之一,具体是指按照一定的要求和预先编制好的计划,定时、定点对污染源的排放情况进行测定,并根据测定结果对污染物的超标程度进行分析,评价海洋环境质量,同时预测其未来一段时期的变化趋势,为污染源治理工作的开展提供参考依据。
1.2应急监测
此类监测主要是指由于发生事故或突发性事件而引起海洋污染时,如赤潮、溢油、渔业污染等,对受到或可能受到污染的区域进行监测,以此来确定污染物的性质、污染程度、波及范围、持续时间、污染后果等,并为防治措施提供参考依据,从而减少污染对海洋环境造成的损害。此外,通过应急监测,还能为海洋污染纠纷调查处理提供依据。
1.3调查性监测
此类监测具体是指由国家或是地方组织的全国海洋环境现状综合性调查及专项调查,其主要目的是对海洋环境进行污染源和环境质量状况的监测。通过调查性监测能够及时了解并掌握海洋环境质量情况,进而作出科学的定量评价,为海洋环境保护政策、法规及相关措施的制定提供参考依据,为行使海洋监督管理权的部门提供技术保障。
1.4研究性监测
此类监测也被称之为专题监测,具体是指在海洋环境科学研究工作的过程中,为进一步确定或是研究某些污染物对周边环境的污染范围、强度、危害程度、变化规律而进行的监测。研究性监测的主要目的是为海洋环境的深入研究服务。
2海洋环境监测人员应具备的素质
2.1法律素质
海洋环境监测人员要具备良好的法律素养,能够了解、熟悉、掌握和执行有关海洋环境监测的法律法规,具体包括:《中华人民共和国海洋环境保护法》、《中国人民共和国海域使用管理法》、《中华人民共和国环境保护法》、《防治海洋工程建设项目污染损害海洋环境管理条例》、《中华人民共和国海洋倾废管理条例》、《中华人民共和国防止船舶污染海域管理条例》、《中华人民共和国海洋石油勘探开发环境保护管理条例》、《中华人民共和国防止陆源污染物损害海洋环境管理条例》等法律法规,以及《中华人民共和国海洋石油勘探开发环境保护管理条例实施办法》、《倾倒区管理暂行规定》、《海洋工程环境影响评价管理暂行规定》、《关于建立海洋环境污染损害时间报告制度的通知》等规章和规范性文件。
2.2专业素质
海洋环境监测人员必须具备从事海洋环境监测工作所需的专业知识,以及能够正确把握和灵活运用监测技术方法的能力,具体包括:海洋化学实验室人员应具备洁净实验室使用和管理经验,能够熟练使用ICP-MS、ICP-AES和AAS,掌握海洋环境样品中金属的分析测试方法、有毒有害物质的急慢性毒性测试方法等;海洋化学研究人员和海洋生态研究人员应具有生物、化学基础,具备海滨湿地外业调查能力,掌握海滨湿地植物种类,保护和修复海滨湿地植物;海洋动力专业技术人员应具备海洋水质模拟与评价、海洋生态环境模拟研究与评价等专业能力;海域管理调查研究人员应具备海洋地质调查能力、海洋测绘能力、海域资源监测与评价能力等。
2.3心理素质
海洋环境监测人员不仅要具备一般专业技术人员的心理素质,还要具备适应海洋环境监测工作目的、任务、特点要求的特殊心理素质,具体体现在以下几个方面:一是良好的社会适应能力。海洋环境监测人员要具备适应海洋气候、温度、环境的能力,具备人际关系适应能力以及独立完成海洋监测工作的能力;二是健全的人格。海洋环境监测人员要具备自我调节、自我控制的能力,做事有始有终,处事待人果断;三是稳定的情绪。海洋环境监测人员要保持愉快、积极的情绪,避免恐惧、紧张、忧郁、沮丧等负面情绪对监测工作造成不利影响;四是健全的思维。海洋环境监测人员要具备较强的综合分析能力、推理判断能力、抽象概括能力、语言文字表达能力。
2.4职业道德素质
海洋环境监测人员要具备良好的职业道德素质,在工作中形成正确的责任观和大局观,以及较强的海洋环保危机意识、海洋评价服务意识、海洋监测质量意识。在实际工作中,海洋环境监测人员要始终保持爱岗敬业、与时俱进、求真务实、积极向上的精神状态,重视工作质量和工作效率的提高,自觉遵守监测人员职业道德规范。
3提高海洋环境监测人员素质的有效途径
3.1优化海洋环境监测人才队伍结构
为了进一步提升海洋环境监测人员的整体素质,应当对其人才队伍结构进行优化调整,具体可从以下几个方面着手开展工作:其一,要逐步增加专业人才的引进数量,并拓展人才引进渠道和范围,采取科学合理的人才引进方式,同时,为留住人才,应给予其优厚的待遇。其二,要大力引进专业技术水平相对较高的人才,尤其是中青年高层次人才,为海洋环境监测工作的开展提供强有力的人员保障。其三,应当尽可能地使人才队伍结构覆盖到全部业务领域,并保证专业技术人员的持证上岗率达到100%。
3.2创新海洋环境监测人才管理机制
要从根本上提高海洋环境监测人员的综合素质,就必须对人才管理机制进行不断创新,具体可从以下几个方面着手:其一,应当建立健全并贯彻落实海洋环境专业人员资质管理制度,借此来规范海洋环境监测人员队伍管理。其二,应当对人才使用机制进行创新,构建起跨部门、跨机构的专家团队,从容应对各类突发性海洋环境事故,从而将事故的影响范围及损失将至最低。其三,应当定期组织开展海洋环境监测专业技术竞技、业务评比、技能考核等,借助上述活动,形成一种开放合作的良性竞争氛围,以此来促进海洋环境监测人员素质的提升。其四,建立并逐步完善针对海洋环境监测人员的职称评定及保障制度,并适当增加专业岗位的比例。其五,建立起以实际工作绩效为标准的人才评价和奖惩制度,并对现有的人才流动机制加以进一步完善,这样不但增强专业监测人员的工作积极性,而且还能达到留住人才的目的。
3.3加强海洋环境监测人员培训
大量的实践表明,培训是提升人员素质最为有效的途径之一。鉴于此,有必要不断加强对海洋环境监测人员的培训工作,具体可从如下几个方面着手:其一,构建科学合理、切实可行的海洋环境监测人员专业培训机制,全面开展技术人员定期培训工作,并进一步加大对高素质人才的培养力度,可由国家及海区海洋环境监测机构全权负责重点和难点技术方面的培训。其二,组建起由海洋环境监测机构、科研院所、业务中心以及相关部门相联合的专业培训团队,借此来培养专业复合型人才,为海洋环境监测工作的开展提供强有力的人才保障。其三,可以通过强化重点专项监测技术和交流与研讨来提升监测人员解决实际问题的能力,从而使其能够更好地胜任岗位工作。其四,综合运用多种教育手段,如视频、远程教育等,提升专业培训效果。同时,还应不断扩大专业监测人员深造和接受再教育的机会,为人员综合素质的提高创造有利条件。
4结语
海洋环境监测人员的素质高低直接关系到海洋环境监测工作成效。为此,必须加强海洋环境监测人才队伍建设,提高监测人员综合素质,加大人才引进和培养力度,健全人才管理制度和培训制度,力求建设一支高素质的专业化海洋环境监测人才队伍,从而促进我国海洋环境监测事业持续发展。
参考文献:
[1] 姜军成,夏锡荣,纪灵.海洋环境监测质量控制工作存在的主要问题及对策[J].海洋开发与管理,2013(4).
[2] 苏晖.浅谈海洋环境监测工作及其质量管理关键环节[J].海洋信息,2013(2).
[3] 姜军成,曲琳,宁璇璇.浅谈基层海洋环境监测中的质量保证与质量控制[J].海洋开发与管理,2014(3).
[4] 马春生,潘红,周洪英.发展海洋环境监测的意义和作用[J].科技创新导报,2010(1).
[5] 董铮,王琳,田芳.环境监测人员上岗证积分管理制度初探[J].环境监控与预警,2014(6).
海洋环境监测报告编写完成后应立即启动审核程序,尽快完成报告的审核工作,报批准人批准后对外。一般来说,监测报告的审核程序包括以下几个工作环节。
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。
3.5监测报告与合同规范的符合性
关键词:物联网;海洋监测系统;可行性;必要性
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2016)04-0020-01
引言
随着我国蓝海经济的快速发展,海水养殖业近年来发展势头迅猛,沿海养殖场及育苗场发展迅速。最近几年我国受厄尔尼诺现象影响严重,各大海水养殖场遭遇“冷水团”,造成了巨大的经济损失。由于海洋监测范围大,不易监测,针对此现状,本项目提出了一种基于物联网技术的海洋环境监测系统的设计方案,以便更有效的监测海洋环境,节省人工监测成本。此项目利用物联网相关技术,将采集到的数据及相关信息发送给上位机软件接收系统,以便对海水中各项实时参数进行监测,反馈信息预测海洋各项指标发展动态。
1必要性及可行性研究
近年来,我国大力发展蓝海经济以及环渤海经济圈国家战略的快速推进,并随着人们生活质量的提高,海水养殖业得到了突飞猛进的发展。由于近海网箱养殖海产品更接近原生态,该养殖方式逐渐成为海水养殖的首选。但对海水养殖中为促进养殖生物的生长所使用的大量饵料和化学品若不加以监管,将加剧邻近海域的水质污染,并引发赤潮等海洋生态环境问题,从而造成“失海”现象。由于海水养殖面积大、分散度高等特点,人工监测成本高,监管难度较大。如何将空间分布的养殖区域进行统一化监管,缩短空间距离,这是海水养殖产业经济发展需要解决的难题。近年来,物联网相关技术快速发展,使得解决这些难题有了一定的技术支持。随着芯片成本的降低,低功耗芯片的发展越来越成熟。近海的手机信号覆盖范围越来越广,给海上数据传输提供了通信保障。远距离供电方案可采用太阳能供电或移动电源供电方式,移动电源可为单片机供电数月至半年左右,能够满足供电需求。
2方案设计与研究
根据项目实际需求,所设计的系统原始架构图如图1所示。
2.1感知层
根据实用及成本考虑,感知层可采用STM32单片机,设计两路电压输入和两路电流输入,一路RS485及一路CAN接口。单片机的选用主要考虑到STM32的低功耗和低成本特性。由于海洋环境监测的特殊性,只需对每天的特定时段进行采集,所以单片机在大多数情况下都处于休眠状态,STM32可以满足休眠功能的需要。采集接口的设计原则为够用即可,适当扩展。设计主要采集海水中的温度,根据特殊需要可以增加pH值、含氧量等传感数据的采集。
2.2网络层
网络层采用GPRS、ZigBee与北斗导航相结合的无线网络通信方式。考虑到海上手机信号的覆盖和信息传输量小等特点,远程数据传输以GPRS为主,北斗导航通信为辅的设计方案。对于局域密集型采集采用ZigBee局域网通信,由汇集节点通过远程数据传输方式,将数据发送至数据中心。数据中心将通过有线及无线的方式将相关数据展示在平台或手机上。
2.3应用层
应用层中主要的功能有数据汇总,数据分析及展示,手机端数据查询。使用C#开发数据接收端程序,使用Socket编程实现服务器端程序开发,将接收数据存储在相应数据库中。使用B/S模式开发Web服务程序,将所需数据通过Web界面显示出来,这样就可以在电脑和手机等相关设备中实现跨平台展示。
3结语
此方案是为海上恶劣条件下,数据远程采集及处理而设计。通过多种模式采集,将有线与无线等布网方式相结合,将局域无线网与广域无线网相结合,使用了跨平台等应用开发技术。将物联网技术应用于智能海洋环境监测中,优势明显,相关技术很成熟。此系统在提供了海洋环境相关数据的同时,能够及时进行数据分析,发出海洋环境相关预警。
参考文献
[1]钱志鸿,王义君.物联网技术与应用研究[J].电子学报,2012,40(5):1023-1029.
[2]孙康,周武,王耕.辽宁省渔业产业结构调整及其优化研究[J].资源开发与市场,2015,31(1):91-95.
[3]朱鹏,孙姚佳代.物联网信息化技术_水产养殖业的创新革命[J].科学养鱼,2015(1):2-4.
0 引 言
随着我国蓝海经济的快速发展,海水养殖业近年来发展势头迅猛,沿海养殖场及育苗场发展迅速。最近几年我国受厄尔尼诺现象影响严重,各大海水养殖场遭遇“冷水团”,造成了巨大的经济损失。
由于海洋监测范围大,不易监测,针对此现状,本项目提出了一种基于物联网技术的海洋环境监测系统的设计方案,以便更有效的监测海洋环境科学,节省人工监测成本。此项目利用物联网相关技术,将采集到的数据及相关信息发送给上位机软件接收系统,以便对海水中各项实时参数进行监测,反馈信息预测海洋各项指标发展动态。
1 必要性及可行性研究
近年来,我国大力发展蓝海经济以及环渤海经济圈国家战略的快速推进,并随着人们生活质量的提高,海水养殖业得到了突飞猛进的发展。由于近海网箱养殖海产品更接近原生态,该养殖方式逐渐成为海水养殖的首选。但对海水养殖中为促进养殖生物的生长所使用的大量饵料和化学品若不加以监管,将加剧邻近海域的水质污染,并引发赤潮等海洋生态环境问题,从而造成“失海”现象。
由于海水养殖面积大、分散度高等特点,人工监测成本高,监管难度较大。如何将空间分布的养殖区域进行统一化监管,缩短空间距离,这是海水养殖产业经济发展需要解决的难题。近年来,物联网相关技术快速发展,使得解决这些难题有了一定的技术支持。
随着芯片成本的降低,低功耗芯片的发展越来越成熟。近海的手机信号覆盖范围越来越广,给海上数据传输提供了通信保障。远距离供电方案可采用太阳能供电或移动电源供电方式,移动电源可为单片机供电数月至半年左右,能够满足供电需求。
2 方案设计与研究
根据项目实际需求,所设计的系统原始架构图如图1所示。
2.1 感知层
根据实用及成本考虑,感知层可采用STM32单片机,设计两路电压输入和两路电流输入,一路RS 485及一路CAN接口。单片机的选用主要考虑到STM32的低功耗和低成本特性。由于海洋环境监测的特殊性,只需对每天的特定时段进行采集,所以单片机在大多数情况下都处于休眠状态,STM32可以满足休眠功能的需要。采集接口的设计原则为够用即可,适当扩展。设计主要采集海水中的温度,根据特殊需要可以增加pH值、含氧量等传感数据的采集。
2.2 网络层
网络层采用GPRS、ZigBee与北斗导航相结合的无线网络通信方式。
考虑到海上手机信号的覆盖和信息传输量小等特点,远程数据传输以GPRS为主,北斗导航通信为辅的设计方案。对于局域密集型采集采用ZigBee局域网通信,由汇集节点通过远程数据传输方式,将数据发送至数据中心。数据中心将通过有线及无线的方式将相关数据展示在平台或手机上。
2.3 应用层
应用层中主要的功能有数据汇总,数据分析及展示,手机端数据查询。
使用C#开发数据接收端程序,使用Socket编程实现服务器端程序开发,将接收数据存储在相应数据库中。使用B/S模式开发Web服务程序,将所需数据通过Web界面显示出来,这样就可以在电脑和手机等相关设备中实现跨平台展示。
3 结 语
此方案是为海上恶劣条件下,数据远程采集及处理而设计。通过多种模式采集,将有线与无线等布网方式相结合,将局域无线网与广域无线网相结合,使用了跨平台等应用开发技术。将物联网技术应用于智能海洋环境监测中,优势明显,相关技术很成熟。此系统在提供了海洋环境相关数据的同时,能够及时进行数据分析,发出海洋环境相关预警。
引言
我国拥有漫长的海岸线,海洋资源极为丰富。科学、合理地开发海洋资源,是我国发展经济,建设有中国特色的社会主义伟大事业的重要任务内容。特别是改革开放以来,我国以建设海洋强国为目标,积极推动海洋资源开发建设,取得了极为显著的效果,在搞活沿海地区经济方面发挥出巨大的积极作用。开发海洋资源,发展海洋经济,前提是要精准掌握海洋环境动态变化情况及相关内在规律。这正是海洋环境监测工作的重要职责。我国海洋监测工作起步于建国初期,与共和国同步成长,经过半个多世纪的发展,日臻成熟,已经成为我国环境监测体系中的重要组成部分。
1 当前我国海洋环境监测工作中存在的主要问题
五十多年来,我国海洋环境监测工作实现了长足的进步,在国家经济建设、环境资源开发与保护和抵御自然灾害方面取得的显著成效。但在实际工作中,在体制机制、技术措施方面还存在许多问题,限制了海洋环境监测工作质量的提高。具体存在如下几方面问题。
1.1 管理体制有待完善
海洋环境监测工作是一项跨领域的综合性学科,具有很强的时效性、技术性和综合性。由于涉及范围广,影响因素多,运用资源巨大,海洋环境监测工作的顺利开展,离不开科学、完善、高效的管理体制和运行机制。当前我国海洋环境监测工作管理体制尚未完善,在具体工作中还存在很多缺陷和不足。对高效顺畅开展海洋监测工作造成了一定程度的负面影响。建立健全管理体制,是我国海洋监测事业面临的一项关键性工作,对于海洋监测事业今后的健康发展具有着十分重要的深远影响。管理体制的建立,需要坚实的制度保障。目前,我国海洋环境监测工作在职能明确、人员考核、监测网络建设、海洋灾害及海洋污染事故损害评估方面亟待完善和规范。
1.2 监测人员业务素质有待加强
海洋环境监测是一项技术性要求极高的工作。海洋环境监测主要是对海水、水文、地质、大气等进行监测,收集、整理并分析相关信息,以供相关工作决策参考。具体工作中需要使用大量现代化高科技监测设备,对于工作人员的业务水平要求较高。此外,海洋监测工作费用较多,工作容错率较低,进一步提高了对业务人员的技能水平要求。当前我国海洋环境监测工作环境恶劣,工作经费紧张,不仅影响了监测设备及时更新换代,更对培养技术人才,打造稳定的监测人员队伍十分不利。许多监测工作人员没有经历过系统的专业培训,业务水平不高,对于监测手段、设备不熟悉,影响了海洋环境监测工作的高效开展。
1.3 技术手段有待加强
海洋环境监测属于综合性应用学科,各种监视、勘测工作都依赖于科学的技术方法和先进的监测设备才能得以顺利进行。几年来,我国海洋环境监测技术研发工作取得了一定程度的进展,例如容量总量控制区监测技术、病虫害检测技术、难降解有机物分析技术、生理与遗传学指标监测技术、赤潮毒素与贝毒监测技术等都达到了世界先进水平。但总体而言,和不断提升的工作需求相比,和发达国家相比,我国海洋环境监测技术还存在很大差距。特别是我国海洋监测机构工作经费、研发经费缺乏,严重滞缓了我国海洋监测技术的发展。许多技术尚处于开发阶段,短期内不能正视投入使用,发挥应有效用。
1.4 监测网络需要进一步拓展
随着我国经济发展水平的提高,特别是海洋经济建设工作的深入推进,海洋监测工作需求日益增加,但海洋监测网络建设工作相对滞后,整个海洋监测网络发展水平甚至呈现出逐年下降势头。这和海洋资源开发建设事业大局正相违背。目前,我国沿海各大城市已经开始逐渐建立、完善海洋环境监测机构,重组全海网成为一种必然趋势。
2 海洋环境监测工作的发展对策
2.1 坚持依法治国方针,推动海洋环境监测制度体系建设
各级政府及相关管理部门要高度重视海洋环境监测工作的制度体系建设。国家海洋局、环境保护部等海洋管理职能部门要充分发挥管理部门的行政职能,牢固树立依法治国理念,从源头着手,通过立法的方式,完善海洋环境监测工作管理体制和运行机制,通过法律的手段为海洋环境监测工作的顺畅开展夯实制度保障。要依法明确海洋环境监测工作的职能和地位,切实落实国家关于海洋环境监测工作的各项方针、政策、办法、措施。依法规范海洋环境监测行为,确保海洋环境监测工作和谐有序开展。要建立全国性的海洋环境监测管理体系,将各地区海洋环境监测工作纳入国家的统一管理之下。管理部门要加大管理、监督、引导、协调力度,各地区的海洋环境监测机构和管理单位要在国家海洋管理部门的调度和管理下积极配合,协调运作,形成工作合力,以提高各地海洋环境监测工作效率,避免重复工作、浪费资源或监测缺位情况的出现,营造和谐的海洋环境监测秩序。在具体细节上,要不断完善海洋环境监测工作执行细则和办法等相关配套制度,比如海洋监测报告制度、海洋监测人员持证上岗制度、海洋环境监测有偿服务制度等,以此不断完善,形成科学完善、切实高效的海洋环境监测制度体系。
2.2 打造一支作风优良、技术过硬的海洋环境监测人才队伍
针对我国目前海洋环境监测人员业务素质水平不高,队伍稳定性差的情况,要下大力气抓好监测人才队伍建设。首先要对现有监测人员加大专业知识技能培训力度,根据监测工作的具体需求,系统开展相关学科的培训、教育工作。同时,通过一系列具有吸引力的措施引进一些高素质的专业技术人才,形成梯队建设,推动我国海洋环境监测队伍的良性发展。要加强海洋环境监测队伍间横向的交流和学习,利用各自技术优势实现互补,从而提高我国海洋环境监测队伍的整体技术水平。
2.3 落实监测工作质量控制措施
通过科学的管理方法,加强海洋环境监管工作质量管理。相关监测工作管理部门要充分认识到海洋环境监测工作的重要意义,加强对海洋环境监测的重视程度,采取有效措施,不断强化监测工作管理力度,提高监测工作质量。通过完善制度体系建设,把质量控制的理念贯彻到各地海洋环境监测中去,融入到监测工作的具体执行过程中去,形成监测工作质量控制常态化管理,实现持续提高监测工作质量的目的。
3 结束语
我国海洋环境监测工作任重道远。随着我国经济体制改革和产业结构调整的深入推进,海洋资源开发与管理在国家建设体系中的重要性与日俱增。各级政府和管理部门应充分认识到我国海洋环境监测工作中存在的问题,加大深层次原因的分析探究,制定、实施针对性解决措施,不断完善监测工作制度体系建设,加大资源投入,推动海洋环境监测技术的升级换代,做好监测人员队伍建设,从而推动我国海洋开发与利用工作的不断前进。
[关键词]生物标志物;海洋环境;生物监测
中图分类号:TF046.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)08-0315-01
近年来,全球海洋污染状况日益严重。工农业废水和生活污水排入海洋,导致近海、港湾富营养化程度日趋严重,赤潮频繁发生。重金属、有机氯等污染物随着食物链积累,受污染的海洋食品给人们的健康带来潜在危害。生物监测是指利用生物对环境中污染物质的反应,来判断环境污染状况的一种手段,它能在一定程度上对水环境质量充分反映,占有至关重要的作用。
生物标志物是指由于生物体与环境因子相互作用而引起的任何可以测定的变化,包括生化、生理、免疫和遗传等多方面。将生物标志物应用于环境监测中,通过生物标志物的使用和测定,将能获得有关化学暴露、生物响应和污染效应之间的定性和定量相互关系的信息,从而对海洋环境进行预警与评价,并最终获得对环境保护、资源开发和可持续发展等具有指导意义的科学依据。
1 海洋环境中生物标志物种类
1.1基因类标志物
严重、长期的污染可以导致生物体核酸的损伤,部分核酸的损伤可以遗传给后代,导致物种畸形,甚至物种灭绝,常见的核酸损伤包括DNA链的断裂、加合、核仁的损伤等。Ching等通过室内暴露实验,证实苯并芘(3 ppb)对贻贝的DNA产生损害,使得部分核酸呈现不可逆断裂[1]。Wise等发现纳米银造成青鱼的染色体非整倍性增加,并对后代造成遗传损害[2]。他们推测,DNA的变异表征在某种尺度上可反应海域受持久性有机污染的严重程度。德国学者也发现,三文鱼DNA加合现象可用于莱茵河污染源的预警[3],且认为分子水平(DNA或RNA)的指示物具有清晰、明确、特异性更强的特点,避免了后续翻译与修饰过程中的干扰。
1.2蛋白类标志物
生物标志物中,蛋白类分子报道最多,其中尤以各种酶类为甚,包括脱毒酶、抗氧化酶、激素代谢酶等。抗氧化防御体系是动物体内重要的活性氧(ROS)清除系统,主要包括抗氧化酶以及小分子抗氧化剂。抗氧化防御系统的一个重要特征是其活性或含量可随污染的胁迫而发生改变,因而其活性和含量的变化可间接反映环境胁迫的存在,是环境污染胁迫的重要指标之一。近年来关于海洋动物抗氧化防御系统的研究也是生态毒理学研究的热点,包括乙氧基异吩恶唑-脱乙基酶(EROD)、谷胱甘肽硫-转移酶(GST)、超氧化物歧化酶(SOD)等。法国海洋监测系统已将鲽鱼体内EROD作为检测EDCs的生物标志物,GST、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)是抗氧化系统中的重要酶类,起到生物转化和解毒的作用。细胞色素氧化酶(CYP450)是机体中催化外来物进行代谢的主要酶系,主要作用是通过氧化反应,清除异质类物质并将其排出体外。
1.3细胞类生物标志物
1997年,Thomulka和Lange利用海洋弧菌作为模型评价,借助其在不同水体环境下自身的发光特性,来评价硝基苯和三硝基苯的复合污染。当生物体内的污染物累积到一定程度,细胞会产生相应的代谢和毒性反应,细胞内的变化可以作为环境监测中暴露和效应的生物标志物。溶酶体膜的不稳定可被用作环境胁迫的标志物,溶酶体体积的变化是一般环境胁迫综合作用的一个良好指标。以贻贝为例,血淋巴介导的吞噬作用是清除体内异物的主要方式,在金属微粒和纳米微粒的环境中,最为活跃的生理运动由血淋巴来行使。进一步推测在非溶性污染颗粒中,血细胞的吞噬能力是一个良好的表征,它可以帮助人们鉴别环境中的污染物是处于溶解状态还是非溶解状态。
1.4海洋植物类标志物
随着生态毒理学研究的不断深入,近年来在一些非动物物种中发现了新的一些生物标志物,它们能够较好地反映某一海区重金属污染的情况。重金属通过各种途径进入水体后,一旦被藻类吸收,将引起藻类生长代谢与生理功能紊乱,抑制光合作用,减少细胞色素,导致细胞畸变、组织坏死,改变天然环境中藻类的种类组成。Hutchins等的研究发现通过测定莱茵衣藻中铜的含量,能够反向推导水体中铜的含量;由于植物相对固定的栖息环境,适合于用作长期的原位监测。海洋微藻研究中,Torres等[5]总结了前人利用藻类作为生物标志物的工作和藻细胞身上特殊的酶学标志物。通过分析水生藻类的种类和数量组成,研究其生理、生化反应及积累毒物的特点,可以准确地判断水体的污染性质和污染程度。他们认为相比于鱼类、贝类、蟹类,海藻具有更强的污染物累积和放大效应,更能反映源头的污染状况。
2 环境监测中生物标志物的应用
生物标志物的变化可以反映生物系统在环境污染物的作用下,发生在分子、细胞及个体水平上,各种生化和生理功能的变化,对分子、生化和生理水平上不同生物标志物进行测定,不仅有助于确定生物体所暴露的环境的污染状态及其潜在危害,还可为环境退化提供早期预警,对评价水体污染和水体生态系统早期预警显得非常重要[6]。
不同的生物标志物对化学污染物具有不同的特异性。例如氨基乙酰丙酸脱水酶(ALAD)的活性能被重金属铅特异性的抑制,即铅暴露与ALAD的活性抑制之间具有直接的因果相关关系,因此,ALAD的活性抑制就被认为是指示环境中铅污染的特异性生物标志物。
3 洋污染监测生物标志物现存的挑战
尽管生物标志物在海洋环境污染监测中的应用获得了广泛的研究,然而,生物标志物作为海洋环境监测工具的应用仍处于起步阶段,有关的理想生物标志物仍在筛选之中。由于生态系统的复杂性,获得理想的生物标志物是不容易的。在实际的监测实施过程中仍有一些需要值得重视的问题[9]。众所周知,生命是一个复杂系统,一种生理活动的响应可能不是单一原因引起的。因此,生物标志物的专一性问题就存在质疑。生物监测未能很好地克服对设备的高要求和对成本的高依赖,现行生物标志物的数据集中在有限的模式生物,要丰富和扩充标志物的数据,会给后续的建库增加了成本。因此,现行的成本压力依旧是限制生物标志物应用的一个关键因素。
4 展望
目前,在世界范围内,基于生物标志物的生态监测已在不同尺度的水体得到了应用并取得了不少进展。用适当的指标来表征这些反应,可以对污染的状况和程度进行监测和评价。生物标志物对海洋环境系统的监测能够在一定程度反映出污染的综合生物学效应,与化学和仪器监测结合起来,能较好地说明环境污染对生物产生的综合效应,将是未来环境监测中行之有效的手段之一。
参考文献
[1]Ching EW, Siu WH, Lam PK, et al. DNA adduct formation and DNA strand breaks in green-lipped mussels(Pernaviridis) exposed to benzo[a]pyrene: dose- and time-dependent relationships. Mar Pollut Bull, 2001, 42(7): 603-10
[2]Wise JP Sr, Goodale BC, Wise SS, et al. Silver nanospheresare cytotoxic and genotoxic to fish cells. AquatToxicol, 2010, 97(1): 34-41
[3]Wirzinger G, Weltje L, Gercken J, et al. Genotoxicdamage in field-collected three-spined sticklebacks(Gasterosteusaculeatus L.): a suitable biomonitoringtool? Mutat Res, 2007, 628(1): 19-30
[4]Torres MA, Barros MP, Campos SC, et al. Biochemicalbiomarkers in algae and marine pollution: a review.
关键词 海洋环境;立体自动监测;检测系统
中图分类号 P7 文献标识码 A 文章编号 2095-6363(2017)11-0003-01
通过本课题的具体实施,也获得了具有知识产权较高的研究成果。国家海洋环境具备的立体自动监测技术与发达国家的先进技能之间存在的差距减少了10多年,已达到90年代中期先进的国际水平,为我国海洋环境检测技术的有效提高c建立国家整体辖区海域的海洋监测环境服务体系奠定稳固的基础。
1 系统的整体设计
海洋环境实施的立体自动化监测体系主要是按照我国现行的关于海洋环境监测的预告体系业务化运转的具体需要,通常都将其划分成延时与实时两个基本数据的过程;并依据处理数据的进程方式划分成4个过
程段。
1.1 监测采集数据的过程
由于处理数据的中心遥测监控单元所使用的是遥测、召测方式进行定时的对换监测单元现场的实时监测以前具备的相关数据,在历经初阶段预处理形成的时报产品记性明示、复印、之后再以文件的形式存档至原始的数据库当中。
1.2 处理数据的过程
对原始数据库当中取得的及时与不及时多元的监测数据,区别经过预处理、控制质量之后,产生示范区域基础性共享数据库与延长时间的数据库,当成制作信息的基本数据。同时还成型为用户可以查询的数据与资料量产品。
1.3 制作信息产品数据的过程
及时的数据需要经过通话研究等深入处理之后,通过计算与反演的相关模式,制作出不同的实测与预报产品;延时数据经过详细的处理之后再通过模式进行计算与反演,制作不同后报与统计产品,并将所有的产品都输进产品库当中。
1.4 分发信息产品服务的过程
将实时产品的相关资料利用VSAT、PSTN等通信的形式直接为示范区牵涉海域部提供相应的服务;延时材料产物库供应网上查问检测服务,并且制成相应的数据软盘与CD光盘为广大用户所用,还可实施国际信息资料的相互交流。
2 系统性能的规划
地区海洋环境的立体检测体系根据相应的性能主要通过检测现场、监测监控数据、预处理数据、制作信息产品、信息服务5个组织构成的单元,其具体的功能通过以下方式做具体的阐述。
2.1 检测现场单元
检测现场单元主要是通过A1-A5现场检测体系组织而成。它主要的功能就是为任意地域内部及时、长期、延续的海洋环境提供立体检测的数据与资料。此单元主要通过有关专题当中的前3个课题检测近海环境技术、高频雷达站、应用卫星遥感体系所供应的检测设施与研发使用技术结果,并且这个地域内部可以实施再次利用的检测方式与设施、818-01购置常规检测配套设施为现场构成的数据检测根源,其作为我国构成检测体系的基础。
2.2 遥测监控数据单元
输送数据单元B主要是通过B1-B3子单元组织而成。B1子单元主要是使用卫星、我国分组交换网、公共电话网等通讯方法来实现检测A1、A2、A3单元数据与指令进行实施的检测输送;B2子单元主要管理采集延时数据,将检测现场体系与利用其他最佳方式采取延时数据以媒体的方式进行准确的记录可利用固定的储存卡、磁盘、光盘、IC卡等方式实施数据的重新播放与输入。B3子单元主要实施远程检测与遥控管理现场检测单元。它主要性能一方面是为实现建立采集数据、预处理、大屏幕及时显示、原始数据库等等;另一方面是为了实现检测单元时间方面的同步、控制运转模式、检测诊断单元故障、复原功能等。此单元能够实现检测现场纽带与枢纽之间的衔接。
2.3 检测预处理数据单元
检测预处理数据单元的关键性能源自将检测多元数据实施资料同化与控制质量方面的预处理,并划分信息资料的类型,建立出及时数据库的立体检测与延时的数据库,为实现信息产品的进一步加工供应形成的数据基础与资料。
2.4 制作信息产品单元
制作信息产品单元的具体性能是由不同的计算模式将检测资料与数据制作成用户需要的预报、实报、后保、信息产品的统计。此单元将立体检测资料实施加工成信息产品的重要场所。
2.5 信息服务单元
信息服务单元之中E的性能是为多媒体信息建立相应的产品库,通过不同的模式分发信息;用户利用检索目录的方式与界面化实现资料与信息产品的调用、检索;并且还要融入国际的互联网中,为国内外入网的用户供应适当的信息产品,此单元作为产品服务的重要
平台。
3 系统运转模式
3.1 对现场及时检测体系进行集中式监控
通过处理数据核心遥测监控单元台监测系统检测平台、高频雷达、污染、生态等现场的相关设置实时遥测;同时依据现场获取的实测数据通过人工或是自动遥控改变现场监测体系的模式,以此实现动态追踪指定海域灾害的全过程;还可以远程监视现场的和检测体系,实时了解其运转的实际情况,还可以远程诊断与修复其软件中存在的故障。污染/生态设置、海床基系统可以准确记录延时检测的相关数据再进行处理的中心处实现完成数据的回收与播放。
3.2 综合调节与分布处理
不同的检测数据与信息产品在处理数据核心网络的大力支撑下进行集中式处理;各个工作单元属于区域网络上的站点综合调整网络与数据库操作系统,以此来促成数据的接收/传送、制作信息产品、检测数据与分发等及时多项任务的信息资源共享与分布处理,此来实现高效率的自动化程度。
4 通用现场检测系统性质的基础模块与公共技术
1)研究海洋环境检测所专门使用的采集数据与控制软件平台的相关技术,可以形成提供海岸基、海床基、平台基海洋环境的自动检测体系以及各分站应用的采集数据与控制软件的平台。2)研究处理海洋环境的自动检测系统需要应用通讯设备。3)研究海洋环境自动检测体系使用的开发电源包含:交流电、太阳能、水下自容仪器电源、室内长期使用的后备连续电源等。
5 结论
总之,我国科技的中长期发展规划提纲已经把“海洋环境立体自动检测技术”列入了重点发展的前沿技术之中,海洋环境的立体自动化检测体系也已经成为国家建设海洋强国十分重要的内容组织部分,而强化研究系统的设计方式也成为海洋环境建设立体自动化检测体系的重点。
参考文献
[1]郑君杰,,刘凤,等.基于水下三维传感器网络的海洋环境立体监测系统关键技术研究[J].海洋技术,2012(4):1-4.
【摘要】随着近几年我国经济的迅速发展,城市人口不断地增加,城市人口的迅速增加带来了许多问题,其中最需要解决的问题就是城市拥挤的问题,伴随着科学技术的进步,地铁技术的进步已经成为缓解交通拥挤的重要举措,特别是地铁技术成熟之后的跨洋地铁修建,已经成为时代的趋势。地铁的优势非常明显,那就是速度快、效率高,能够在很大程度上缓解交通的压力,但是地铁穿越海洋工程会带来一系列后果,其中之一就是破坏生态环境,因此要加强对生态环境的监测。
【关键词】地铁 穿越 海洋工程 海洋生态环境监测
地铁的兴起是城市发展的重要环节和步骤,能够极大的缓解整个城市的交通拥堵现象,还能够提高整个交通效率,极大的方便人们的生活,来提高人们的生活质量。随着科学技术的进步,为了方便海峡之间的交流和交通的效率,地铁穿越海洋也就成为了人们关注的点之一,但是在方便人们生活的过程中,一定要注意到地铁穿越海洋对整个生态环境的影响。海洋资源在未来发展过程中会越来越成为经济发展的关键环节,因此要对地铁穿越海洋工程给予足够的重视,采取重点监测方式,减少对生态环境的破坏。
一、地铁穿越海洋工程
目前,我国在地铁穿越海洋工程方便还处于实行的初期阶段,主要是在大连地铁方面,国家海洋局海洋环境保护研究所最近了《大连地铁5号线(海底隧道工程)海洋环评公示》,根据公示将会修建一条3.4公里长的海底隧道,这条隧道将会出暗语梭鱼湾海域,修建完成后市民可以乘坐地铁穿越海底国际。可以说这是我国目前在地铁穿越海洋方面的重要尝试。这条海底隧道的主要方案是在原有的地铁一号线和地铁二号线的基础上,修建四号线五号线以及七号线,通过对整个的海洋区域的研究发现,海底隧道工程选址在大连湾西侧,根据目前的进度来看,该工程将会在2019年完工。
目前,我国在对地铁穿越海洋的研究也处于不断地深入的状态,海下地铁的发展势必会成为我国接下来发展的重要措施之一。在发展地铁穿越海洋的过程中我国还注重对海洋生态的监测,特别是近几年我国环境出现了较大的问题,地铁穿越海洋又是比较新兴的行业,因此对地铁穿越海洋工程的海洋生态环境检测我国给予了足够的重视,这对于保护海洋生态环境,推动我国的可持续发展有积极作用,但是在海洋工程检测中还需要许多的技术及碰到许多的难题,这些技术及难题将会下下文中进行分析,为我国海洋生态环境监测提供一定的经验,改善我国的环境。
二、海洋工程中海洋生态环境监测
海洋工程中海洋生态环境监测非常重要,主要是在进行地铁建设的过程中会对海洋造成一定的污染,出现污染的主要原因是海水中的悬浮物会明显的增加,这些悬浮物的增加不仅仅影响海域的环境质量,而且有可能对海产品养殖造成较大的影响,这会极大地影响整个工程的成本,进而影响到周围人们的正常生活。海水中的悬浮物的急剧增高,会进一步影响到周边的海域初级生产能力,一旦影响到生产能力就会扩散到海水养殖的区域,一旦这些海域初选污染就会造成大面积的感染,造成巨大的经济损失。
另外一点就是在海洋监测中的监测区域问题,监测能够发现在地铁建设过程中的污染状况和分布,能够减少监测的指标以及地铁建设对海洋的生态影响程度。还有一点要明确的是在地铁建设的过程中要建立生态敏感区域,这种生态敏感区域也就是海洋中的自然保护区,因为即使没有地铁这种海洋过程也会出现病原生物感染的现象,因此要在地铁穿越海洋工程中给予更多的重视,建立更加完善的生态敏感区域,保证减少对养殖业的影响。
对于监测站点的分布也是非常讲究的,一般分布在断面,在海岸的垂直方向布设纵断面三到五个,然后再整个工程的核心的主断面布设几个,这样整个断面的布设就能够实现断面交汇,实现比较完备的监测。另外,是监测范围的问题,在进行监测范围布置的过程中要尽可能对重叠布设站位,这样可以使用历史数据进行评价和比较。在监测生态敏感区域,布设的监测点应具有代表性,能够用最少的监测点获取最多的监测数据,这样才能够方便数据的收集,并能够作出可比性的评价,要始终以生态敏感区域的保护为主,适当增加生态敏感区域的监测站。
在进行监测时要对地铁建设过程中的主要污染物进行监视,其主要的污染物主要是肉眼能够明显看到,进行GPS定位,寻找到扩散的范围并进行及时的处理。另外,对那些重要的污染物要进行跟踪监测,只有对他们追踪的监测才能够保证这些重要污染物不对生态环境造成较大的影响。最后,监测都是定期的,只有定期的监测才能够保证监测的质量和效率,保证监测的效果。
三、结语
地铁穿越海洋工程是我国经济发展和科学技术进步的重要措施,能够极大的方便人们的出行和缓解交通的压力,而且是我国国力的重要体现。但是地铁建设毕竟是在海洋过程中进行的,在许多的方面是不成熟的,因此会造成一定的海洋污染现象,海洋污染的出现会在很大程度上破坏海洋的生态平衡,最总要的是会影响到海洋敏感区域,破坏他们的生态结构,最终影响人们的正常生活。
参考文献:
[1]孙万山, 孙国治. 海岸港口工程海洋生态环境监测与指标优化[J]. 水运工程, 2007,(9).