海洋環(huán)境監(jiān)測技術海洋監(jiān)測技術方法課件

2海洋監(jiān)測項目與分析技術方法

12.1海區(qū)監(jiān)測項目與分析方法2.1.1水文氣象水文氣象監(jiān)測包括氣溫、氣壓、風向、風速、簡易天氣現(xiàn)象、水溫、水深、水色、透明度、海況。2.1.2水質(zhì)監(jiān)測項目與分析方法水質(zhì)監(jiān)測項目包括pH值、無機物和有機物等。主要分析項目和分析方法見表2.1。2.1.3海洋沉積物監(jiān)測項目及分析技術方法

海洋沉積物監(jiān)測項目及分析方法見表2.2所示。2表2.1水質(zhì)監(jiān)測項目與分析方法序號項目分析方法1PH值PH計法2鹽度鹽度計法3溶解氧碘量分析法4化學需氧量堿性高錳酸鉀法5活性磷酸鹽磷鉬鹽分光光度法6亞硝酸鹽-氮鹽酸萘乙二胺比色法7硝酸鹽-氮鎘柱還原比色法或鋅鎘還原法8銨-氮靛酚藍分光光度法、納氏試劑比色法9總汞冷原子吸收法10銅原子吸法、極譜法11鉛原子吸法、極譜法12鎘原子吸法、極譜法13油類紫外分光光度法、熒光分光光度法14多氯聯(lián)苯氣相色譜法15懸浮物重量法16砷無火焰原子吸收分光光度法17總有機碳過硫酸鉀氧化法、總有機碳測定儀法18葉綠素a熒光分光光度法19類大腸菌群與異養(yǎng)群發(fā)酵法20有毒藻類顯微鏡形態(tài)鑒定直接計數(shù)法21總磷過硫酸鉀氧化法22其他難降解有機化合物色-質(zhì)譜聯(lián)用法3表2.2海洋沉積物監(jiān)測項目與分析方法序號項目分析方法1總汞冷原子吸收法2銅原子吸收法3鉛原子吸收法4鎘原子吸收法5六六六氣相色譜法6DDT氣相色譜法7多氯聯(lián)苯氣相色譜法8油類紫外分光光度法、熒光分光光度法9有機質(zhì)重鉻酸鉀氧化-還原容量法10硫化物碘量法11粒度粒度計法、沉積法、篩析法12砷砷鉬酸-結晶紫外分光光度法42.1.4海洋生物殘毒測定項目與分析技術方法生物殘毒測定項目與分析方法見表2.3所示。表2.3生物殘毒測定項目與分析方法序號項目分析方法1總汞冷原子吸收法2銅原子吸收法3鉛原子吸收法4鎘原子吸收法5六六六氣相色譜法6DDT氣相色譜法7多氯聯(lián)苯氣相色譜法52.1.5大氣監(jiān)測項目及分析技術方法大氣監(jiān)測項目及分析方法見表2.4所示。表2.4大氣監(jiān)測項目與分析方法序號項目分析方法1總懸浮顆粒物重量法2銅原子吸收法3鉛原子吸收法4鎘原子吸收法62.2港口、入海河口、排污口監(jiān)測項目2.2.1入海河口監(jiān)測項目與分析方法入海河口監(jiān)測項目及分析技術方法見表2.5所示。7表2.5入海河口監(jiān)測項目與分析方法序號項目分析方法1pH值pH計法2氯化物鹽度計法或銀量滴定法3溶解氧碘量法4化學需氧量堿性高錳酸鉀法、酸性高錳酸鉀法5活性磷酸鹽磷鉬藍分光光度法6銨-氮納氏試劑比色法、靛酚藍分光光度法7總汞冷原子吸收法8銅原子吸收法、極譜法9鉛原子吸收法、極譜法10鎘原子吸收法、極譜法11油類紫外分光光度法、熒光分光光度法12多氯聯(lián)苯棲息色譜法13懸浮物重量法14入海徑流量82.2.2直接入海排污口直接入海排污口監(jiān)測項目及分析方法見表2.6所示。表2.6直接入海排污口序號項目分析方法1污水流量2PH值PH計法3化學耗氧量重鉻酸鉀法4油類紫外分光光度法5懸浮物重量法92.3監(jiān)測頻率和監(jiān)測時間近岸區(qū)（含港口、入海河口、排污口）水質(zhì)監(jiān)測每年3次，近海區(qū)每年1次，海域沉積物每2年1次；生物殘毒監(jiān)測每年1次（生物成熟期）；大氣監(jiān)測每年3次，各海區(qū)監(jiān)測時間為：渤黃海：5、8、10月東海：4-5月、8月、12月南海：3、7、10月注：近海監(jiān)測及沉積物監(jiān)測于8月進行。102.4監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征和表示方法。2.4.1海洋環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征有：數(shù)據(jù)中心趨向、變異性、分布形狀、季節(jié)性和序列相關等。11表2.7數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征數(shù)據(jù)特征方法備注中心趨向樣本平均、中位數(shù)、算數(shù)平均、方塊圖正態(tài)分布用樣本平均，對數(shù)正態(tài)分布用樣本算術平均，其他用樣本中位數(shù)分散程度樣品標準偏差范圍四分位數(shù)間距估計數(shù)據(jù)組分布的離散程度最大值和最小值的區(qū)間為樣本統(tǒng)計量分布形狀方塊圖直方圖可解決位置和分散問題是表達分布形狀的直觀方式季節(jié)（或某時間內(nèi)）變異可進行各種檢驗，以時間序列作圖季節(jié)性是一種有規(guī)律、可預測的環(huán)境變化參數(shù)，是海水數(shù)據(jù)分析考慮的重要參數(shù)序列相關樣本之間存在相關找出某些規(guī)律122.4.2監(jiān)測數(shù)據(jù)的表示方法

（1）平均值包括算術平均值和幾何平均值。（2）對數(shù)量的均值表示法（3）超標倍數(shù)和超標率。超標是指監(jiān)測值劣與海水水質(zhì)標準而言（或其他質(zhì)量標準）。超標倍數(shù)指監(jiān)測值超出標準值的倍數(shù)。因海水水質(zhì)標準分4個級別，應注明超第幾級標準。超標倍數(shù)=式中：C:超波監(jiān)測數(shù)值；超標率=13（4）統(tǒng)計表。（5）統(tǒng)計圖。曲線圖、直方圖等方式表示時空的變化。如監(jiān)測區(qū)域環(huán)境質(zhì)量狀況直方圖、環(huán)境質(zhì)量隨時間變化曲線圖、沉積物中污染物含量垂直分布圖等。2.4.3監(jiān)測資料的分析（1）資料分析以海洋監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，同時引用翔實可靠的環(huán)境管理統(tǒng)計數(shù)據(jù)和社會調(diào)查資料進行分析。14（2）根據(jù)海洋監(jiān)測平均值、范圍值、超標率等統(tǒng)計指標，按環(huán)境要素和時空質(zhì)量變化進行全面、系統(tǒng)分析和定量描述。（3）污染趨勢分析，根據(jù)歷年海洋監(jiān)測結果，統(tǒng)計處理后與標準值進行分析對比，找出時間（年、月等）、空間（站位或不同層次）的污染變化規(guī)律和發(fā)展趨勢。（4）污染原因分析，進行環(huán)境污染對生態(tài)破壞、海域環(huán)境污染對海岸帶綜合管理與發(fā)展沿岸經(jīng)濟的影響分析，探討海洋污染的突發(fā)性（污染事故等）和漸變性（如城鎮(zhèn)建設、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展、人口的增長等）因素，闡明污染特征。在進行監(jiān)測資料分析時，可采用多元回歸、多因子相關分析和模糊聚類評價等方法。152.5海洋環(huán)境質(zhì)量評價2.5.1海洋環(huán)境質(zhì)量評價的內(nèi)容由于評價目的和要求的不同、評價的區(qū)域環(huán)境條件和主要環(huán)境問題的差異，海洋環(huán)境質(zhì)量評價的內(nèi)容也不相同。一般說來，海洋環(huán)境質(zhì)量評價工作的基本內(nèi)容應包括以下幾點：（1）污染源的調(diào)查與評價。找出主要污染源和主要污染物，污染物排放方式、途徑、特點和規(guī)律，為海洋環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價提供科學依據(jù)。（2）海洋環(huán)境現(xiàn)狀評價。確定海洋環(huán)境污染的現(xiàn)狀、污染程序、污染物的時空變化規(guī)律。16（3）環(huán)境質(zhì)量預測評價。根據(jù)不同的規(guī)劃方案或建設項目，進行海洋環(huán)境質(zhì)量預測，為海洋規(guī)劃或建設項目提供科學依據(jù)。（4）海域環(huán)境自凈能力的研究。研究主要污染物在海域環(huán)境中的污染狀況、平衡、形態(tài)、價態(tài)等遷移轉化規(guī)律，確定環(huán)境容量，建立海域環(huán)境自凈模式。（5）環(huán)境污染綜合防治的研究。從實際出發(fā)，防治結合，立足于海岸環(huán)境問題的區(qū)域性、系統(tǒng)性和整體性，堅持海洋經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，為實現(xiàn)海岸帶綜合管理和海洋環(huán)境的多目標規(guī)劃、多方案防治技術和全方位管理系統(tǒng)的技術可行性、經(jīng)濟合理性和實施可能性與適應性等優(yōu)化研究。172.5.2海洋環(huán)境質(zhì)量評價方法海洋環(huán)境質(zhì)量評價方法主要有：環(huán)境質(zhì)量指數(shù)法、數(shù)理統(tǒng)計評價方法、模式與模擬法和綜合評價法。2.5.2.1建立海洋環(huán)境質(zhì)量評價方法的主要環(huán)節(jié)（1）評價參數(shù)的選擇。評價參數(shù)是指能反映評價對象，即環(huán)境要素現(xiàn)狀變化特征的某些污染因子和特征值。（2）參數(shù)的不可比性和分指數(shù)的標準化。為使其在同一基準上相互比較，就需要將參數(shù)等標化，即將所有參數(shù)與其評價標準進行比較，轉換成具有相同環(huán)境意義的定量數(shù)值。評價標準的選用多為各參數(shù)的環(huán)境標準，無標準的可采用其基準或背景值。18（3）確定評價參數(shù)生物權系數(shù)。因各評價參數(shù)對海洋環(huán)境質(zhì)量的影響，對生物和人體健康的危害并不等同，不同的評價參數(shù)可賦予不同的權系數(shù)。確定權系數(shù)的計算方法有特爾非法、模糊數(shù)學法和序列綜合法。（4）環(huán)境質(zhì)量評價數(shù)學模式的建立。根據(jù)單元污染狀況，運用適當?shù)挠嬎惴椒ǎ⑼晟频?、科學的反映環(huán)境質(zhì)量狀況的數(shù)學模式。（5）環(huán)境質(zhì)量的分析，在采用環(huán)境質(zhì)量評價方法時，一般按計算數(shù)值大小劃分幾個范圍或級別來表示其質(zhì)量的優(yōu)劣。192.5.2.2海水水質(zhì)評價1）海水水質(zhì)指數(shù)評價法

（1）單項水質(zhì)標準指數(shù)PI=

式中：PI：某點j污染物i的標準指數(shù)；

Cij：某點j污染物i的實測濃度，（mg/L）；

Sij：污染物i的評價標準，（mg/L）。

20（1(2)

多項水質(zhì)參數(shù)綜合指數(shù)①

算術平均型：某點j的幾種污染物綜合評價指數(shù)PI可表示為：①

加權平均型式中：Wi：第i種污染物的權值21①

向量模（平方和平方根）型當PIij>1時，PIij2越大；當PIij<1時，PIij2越小，故可突出大于1的各項污染指數(shù)的影響。①

冪指數(shù)型b<PIij≤1

而①

①

①

22①

均方根型（6）內(nèi)梅羅指數(shù)式中：

——各單因子指數(shù)中的最大者；——各單因子指數(shù)平均值。

232）海水水質(zhì)的生物學評價法水質(zhì)評價的生物學指標有以下幾種：（1）生物群指標。將整個水生生物群落作為反映水體水質(zhì)狀況的指標，水質(zhì)分類與生物群指標內(nèi)容為：強污類、強中污類、中污類、輕污類。（2）優(yōu)勢種指標。是以優(yōu)勢種的發(fā)現(xiàn)來判斷水質(zhì)污染狀況的。（3）生物化學指標。從水中污染物對水生生物的組織、器官和細胞與非細胞制劑的反應，來判斷水質(zhì)的好壞。（4）生物指數(shù)。水質(zhì)生物指數(shù)法是采用指數(shù)形式表示其中物種類數(shù)和多度等參數(shù)，得以定量化評價水生生物群落結構。3）加權均值型指數(shù)水質(zhì)分級水質(zhì)分級標準見表2.8。24表2.8加權均值型指數(shù)水質(zhì)分級表水質(zhì)指數(shù)污染等級分類依據(jù)<0.2清潔多數(shù)項目未檢出，個別檢出項目在標準內(nèi)0.2-.0.4尚清潔檢出值均在標準內(nèi)，個別值接近標準0.4-0.7輕污染有1項檢出值超過標準0.7-1.0中污染有12項檢出值超過標準1.0-2.0重污染相當部分監(jiān)測項目檢出值超過標準>2.0嚴重污染相當部分監(jiān)測項目檢出值超過標準1倍252.5.2.3海洋底質(zhì)評價底質(zhì)質(zhì)量評價標準是以底質(zhì)對底棲生物的危害程序和底質(zhì)再次污染水體水質(zhì)的程序為依據(jù)的。一般應考慮水域地球化學背景條件和污染物的毒理性質(zhì)。

海域底質(zhì)評價采用下列指數(shù)公式：

式中：PI：總指數(shù)

Ci：污染物i實測值

Si：污染物i標準值

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表2.9底質(zhì)評價質(zhì)量分級PI<0.40.4-0.70.7-1.0>1.0污染程度微污染輕污染中污染重污染要求未超標均值未超標，最高值有兩項超標實測均值二項超標，最高值有一半超標均值均超標，最高值超標1.5-2.5倍272.5.2.4海洋生物評價同理，海洋生物評價指數(shù)按下式計算：282.5.2.5多環(huán)境要素的綜合評價（1）均值法。水質(zhì)、底質(zhì)和生物三要素綜合評價指數(shù)按下式計算：式中PI水和PI底按下式求出：

PI生物則由各參數(shù)的分指數(shù)選加而成：

綜合評價指數(shù)大于0.9為中污染，大于0.5為輕污染，小于0.5為微污染。29（2）加權法。從人體健康出發(fā)，需突出海洋生物，對海洋生物加權40%，對水質(zhì)和底質(zhì)各加權30%。環(huán)境質(zhì)量綜合評價指數(shù)按下式計算：PIm=PI水×30%+PI底×30%+PI生物×40%

水質(zhì)、底質(zhì)和生物指數(shù)公式為：

其分級如表2.10所示。30表2.10水質(zhì)、底質(zhì)和生物指數(shù)分析等級綜合指數(shù)PI水質(zhì)指數(shù)PI底質(zhì)指數(shù)PI生物指數(shù)PI評語1<0.4<0.2<0.4<0.4清潔20.4-0.60.2-0.40.4-0.60.4-0.6微污染30.6-0.80.4-0.70.6-0.80.6-0.8輕污染40.8-1.00.7-1.00.8-1.00.8-1.0中污染5>1.0>1.0>1.0>1.0重污染312.5.3污染源評價2.5.3.1污染物入海通量預測法：按區(qū)域排放量

式中：：i種污染物入海率（）：基準年時i