基于紫外线的CTD防生物附着装置设计和试验

海洋环境监测工作中大部分仪器设备放置海水里,都会或多或少地受到海洋生物附着的影响。生物附着物的生长速度有时非常快,覆盖海底观测设备及传感器的测量单元,对测量效果产生不利影响,使得观测数据持续漂移、降低数据质量、导致传感器逐渐失效。生物附着还会影响海洋设备的散热、水动力流场,并对机械结构产生腐蚀等。目前诸多防生物附着技术各有弊端,甚至产生环境污染问题。为此设计并组装基于紫外线杀菌原理的CTD防生物附着装置,明确各主要技术参数,应用在渤海夏季近岸海上比测试验,验证其对于大部分的海洋附着物具有良好的杀灭效果,可有效缓解生物附着对电导率传感器的影响,在海洋环境监测领域具有广泛的应用前景。     

一种浮标式的温盐传感器载体装置

表层海水盐度是海洋水文观测中十分重要的观测项目之一,对其连续观测数据进行统计分析,可获得本海域表层海水盐度状况及变化规律,对海上防灾减灾,促进海洋经济发展有着重要的意义。因此能否获取可靠的观测数据就非常重要。文章介绍一种浮标式的温盐传感器载体装置,由防缠绕固定模块、浮体配重模块和防护过滤模块3部分组成,既能防海水污损,又能减少物理（缠绕、振动、碰撞）因素的影响,大大提高了温盐传感器的使用寿命及观测数据的连续性和可靠性,并且维护方便,非常适合海洋站使用。     

新型感应式电导率传感器技术研究

海水盐度是海洋水文测量的要素之一,测量海水盐度对海洋科学研究、海洋开发利用和军事国防都具有重要意义。海水电导率测量是进行盐度测量的重要手段,使用电导率传感器测量盐度,具有精确度高、速度快、计算海水密度可靠以及便于现场测量等优点,这种方法已成为海水盐度测量的主要手段。感应式电导率传感器是海洋调查和水文观测必不可少的仪器。文中论述了新型感应式电导率传感器的工作原理、设计方法和制作工艺,给出了传感器的测试方法以及目前达到的水平,最后对试验结果进行了分析说明,提出了需要进一步研究的问题。通过实验室测试,验证了上述设计,传感器工作正常、测量精度高、具有较高的可移植性,符合现场应用使用要求。     

浊度对活体叶绿素荧光检测的影响及修正方法

本文研究了泥沙悬浮液浊度对叶绿素荧光计测定水样中活体叶绿素荧光的影响。结果表明,浊度产生的荧光效应和遮蔽效应对活体叶绿素荧光测定具有显著影响。在100 NTU浊度范围内,浊度会导致荧光效应使活体叶绿素荧光值测量结果随着浊度的增大而增大,并构成良好的线性关系;实际测定水体中硅藻的活体叶绿素荧光值时,泥沙悬浮液的浊度会导致遮蔽效应使活体叶绿素荧光值测量结果随着浊度的增大而减小,水体中硅藻质量浓度越高遮蔽效应越显著,在1 000 mV(约10 μg/L)硅藻质量浓度,100 NTU浊度条件下,浊度遮蔽效应可导致活体叶绿素荧光值偏低20%。根据近海泥沙实验数据,本文提出了一种活体叶绿素荧光检测的浊度影响修正方法,在100 NTU浊度内,修正后叶绿素荧光值偏差率都下降到±10%以内,校准后的荧光值与真实叶绿素荧光值较为接近。     

海洋环境参数监测传感器的稳定性评价研究

海洋环境参数监测传感器的性能是海洋环境监测参数数据质量的保障。文章以常用的海水温度、电导率、浊度和叶绿素传感器为评估对象,利用同一台仪器连续多年的校准数据实现传感器的稳定性评价。当漂移系数在1附近时,表明传感器性能稳定,当漂移系数大于或小于1时,表明传感器测量值发生漂移;由历年校准数据计算的漂移系数可实现各传感器校准周期内数据的修正,修正前各传感器的测量误差大且呈单向增量变化,修正后的误差降至传感器最大允许误差且呈正态分布。利用历史计量数据建立的传感器性能评价模型可为用户提供长期的传感器稳定性评价,有利于提升海洋环境监测传感器的性能和数据的准确性,拓展计量数据的服务能力。     

海水叶绿素α现场测量仪

由国家海洋局第一海洋研究所和复旦大学物理系共同研制成功的海水叶绿素α现场测量仪是用于海上现场实时测量海水中浮游植物体内叶绿素α含量的新型海洋仪器.     

SZC15-4型多参数剖面仪设计

CTD是测量海水温度、电导率和压力的仪器,在海洋科学考察、海洋资源调查开发、海洋环境监测预报和海洋军事研究中应用广泛。SZC15-4型多参数CTD是国产SZC15系列CTD最新型号,用于测量海水的温度、电导率、深度和叶绿素浓度,适用于近岸海洋调查。文中介绍了SZC15-4型多参数CTD剖面仪的性能、工作原理、系统组成和工作流程。并通过海上试验,与SBE19CTD在相同环境条件、相同采样速率下作比测,通过对实验数据做相关运算得出SZC15-4型CTD与SBE19在温度、盐度相关性优于0.999 9,表明两种仪器具有很高的相关特性。     

荧光法测定海水溶解氧的可靠性分析

通过应用荧光法和碘量法测定海水中溶解氧的对比实验,分析荧光法测定海水溶解氧的可行性。结果表明:荧光法的测定值较碘量法的测定值偏低,但可以通过一元线性回归方程进行校正。得出的校正方程为Y=1.048X-0.074,其中X为荧光法测定值,Y为校正值。校正方程的相关系数R为0.964,置信水平P0.001。样本量的多少对校正效果没有明显影响。结果证明荧光法是测定海水溶解氧的可靠方法,适用于溶解氧的在线监测,值得推广。     

提高海水pH测量准确度的定标方法研究

pH是海洋碳循环体系的重要参数之一,测量海水pH的标准方法有电极法和分光光度法,其中电极法已应用到海水pH的现场原位测量中,但准确度相对较低,限制了其在碳循环体系中的应用。文中采用人工海水pH标准缓冲溶液代替传统的NBS标准缓冲溶液对pH电极进行定标,探索了提高海水pH测量准确度的方法,并以分光光度法为标准方法,进行了实验研究和分析比对。结果表明:采用人工海水缓冲溶液定标后,电极法测量结果与分光光度法的测量结果偏差明显减小,测量准确度显著提高。该人工海水标准缓冲溶液可应用到pH传感器的现场标定中,从而提高海水pH现场测量的准确度,为海洋碳循环、海洋酸化等研究提供更为准确的基础数据。     

基于分光光度法的多量程海水营养盐原位传感器检测系统设计

针对传统海水营养盐检测方法不能满足海水营养盐长期原位监测需求的问题,研制了一种基于分光光度法的多量程海水营养盐原位传感器检测系统,通过对系统的高度集成及对多量程检测、低功耗技术、漏液保护技术的应用,实现了对海水5项营养盐参数快速、宽范围、高精度的原位测量。经过实验室和青岛中苑码头现场测试,表明本营养盐传感器检测系统具有低功耗、高可靠性能,可满足对5项营养盐参数的快速精确测量要求,实现了对海水营养盐参数的原位监测,为相关部门及时了解海洋生态环境和水体富营养化程度提供了数据支持,具有重大现实意义。     

利用叶绿素资料计算初级生产力

海水中浮游植物叶绿素浓度是海洋生物调查中的一个重要观测参数。它不仅是表征浮游植物生物量的一个指标，而且利用它与浮游植物光合作用之间的相互关系还可以估算水域初级生产力。目前许多学者正致力于利用叶绿素资料计算初级生产力的研究．本文阐述了根据叶绿素浓度计算初级生产力的方法：Ryther－Yentsch模式、生态学数理模式和遥感模式。文章对方法应用中的一些问题作出了分析讨论。     

基于荧光猝灭溶解氧传感器的校准方法研究

溶解氧是海洋水质监测的常规关键参数,基于荧光猝灭原理研制的溶解氧传感器具有准确度高、稳定性好和可长期在线测量等优点,已经被广泛用于海水溶解氧浓度监测.针对传感器可能发生的数据漂移和显著偏差可能造成的准确度问题,本文设计了一套专门的校准装置和校准方法.通过严格控制校准水体的温度和溶解氧浓度,测量待校准传感器和参比传感器的...     

CTD传感器在ROV系统中的扩展及其应用

CTD可以获取海洋物理学环境参数,为海洋物理学的研究提供重要的基础性数据,而ROV作为重要的海洋探测工具和科学研究平台已经在世界各国主要的海洋研究机构中得到广泛应用。根据＂海狮号＂ROV系统的体系结构特点,对其通讯、控制和电源等接口进行扩展,实现了CTD传感器在ROV上的应用,并在海洋区域地质调查的ROV测站作业时进行了CTD数据的采集,数据质量满足了海洋区域地质调查的要求。     

青岛近岸海域海水透明度时空变化及与环境因子之间的关系

根据2014年3,5,8和10月青岛近岸海域的海洋监测资料,分析了海水透明度的时空分布状况。利用多元线性回归方法,以透明度为因变量,筛选出水深、水温、盐度、硝酸盐、亚硝酸盐、溶解氧和叶绿素a七个影响显著的关键环境因子,建立了最优的多元线性回归统计模型;利用单因子相关性分析方法和曲线拟合分析结果,进一步证明了海水透明度与叶绿素a含量、悬浮物含量及水深呈显著相关,并得出曲线拟合方程。     

一种精细化的海洋浮标数据质量控制方法

针对海洋浮标数据获取特点及常见数据错情,本文提出了一种精细化的海洋浮标温盐数据质量控制方法。通过范围检验、尖峰检验、莱因达准则等六个步骤实现浮标数据质量控制,其创新性在于有效集成了多种质量检验法,并且研究了一种融合传统尖峰检验与莱因达准则的质量检验新方法;并以中国近海观测研究网络黄、东海站浮标温盐观测数据为例,验证了本方法的有效性和适用性。该方法可广泛用于海洋浮标温盐观测数据的质量控制,识别出长时间序列数据的异常值。经过本方法质控后的浮标观测数据对于海洋科学研究、海洋气象预报、海洋灾害预警以及渔业发展等具有重要意义。     

基于遥感反演的浒苔绿潮暴发对有色溶解有机物与叶绿素时空分布特征的影响

浒苔的暴发会对水体生态环境产生巨大的影响, 对此进行遥感监测具有十分重要的意义。本文基于现场同步实测的有色溶解有机物(colored dissolved organic matter, CDOM)吸收系数、叶绿素浓度以及光谱数据建立遥感反演模型,再结合MODIS卫星影像提取山东半岛南侧近岸海域在各年份浒苔暴发前后CDOM与叶绿素浓度的时空分布特征。结果表明, 浒苔的消亡分解会在水体中产生大量的CDOM, 但浒苔的生长繁殖同样会消耗CDOM, 此外CDOM还受到浒苔暴发时期强烈的光降解作用。在各种因素的综合作用下, 研究区海域CDOM浓度在浒苔暴发时期微弱升高, 浒苔消亡后CDOM浓度则开始回落。浒苔在暴发期会抑制其他浮游微藻的生长, 使研究区海域叶绿素浓度有所降低, 而浒苔消亡后叶绿素浓度有所上升。水体中的叶绿素受多种生物地球化学因素的影响, 因此叶绿素浓度的降低与浒苔的暴发强度之间没有明确的相关性。遥感反演可以大范围快速地提取水体中各种要素的分布情况, 但就浒苔的暴发对海水中各要素的影响机制而言, 还需要结合各种生态环境因子进行综合分析。     

海洋环境辐射质量分级方法及导出活度浓度限值初探

本研究综述了国际上海洋环境辐射质量评价方面的研究进展,结合我国海洋管理的实际需求,提出将海洋环境辐射质量分为4个级别(1~4级分别表示环境放射性水平处于本底范围、超出本底范围但无危害、所致公众辐射剂量超出限值和所致海洋生物辐射剂量超出限值),并提出了各级导出活度浓度限值的确定原则。其中,确定第1级导出活度浓度限值的依据为我国的放射性本底调查数据,采用统计分析的方法,取绝大多数本底值的上限值,作为分级阈值。确定第2级导出活度浓度限值的依据为公众辐射剂量限值、鱼类对不同核素的浓集系数、不同核素的剂量转换因子、海产品消费量等参数,原则是确保在正常摄入海产品的情况下,对公众造成的辐射剂量不超过国家标准规定的年剂量限值。确定第3级导出活度浓度限值的依据为国际上有关海洋生物发生辐射效应阈值的研究成果,原则是保护海洋生物种群不受辐射伤害。最后,本研究将根据各级的分级阈值与现行国家标准限值进行比较。本研究成果有助于国内工作在一线的海洋监测人员对常规监测数据进行评价,亦为海洋管理决策提供技术支持和参考依据。     

海洋环境监测站盐度传感器的现场校准和不确定度评定

文章依据相关国家标准,结合海洋环境监测站的实际工作需求,针对环境自动观测系统的盐度传感器,提出新的现场校准方法,即直接比较法;根据不确定度来源,分别计算由测量重复性、盐度标准器、测量环境、测量人员和恒温水槽引入的不确定度分量并合成标准不确定度,据此计算扩展不确定度和合成标准不确定度的有效自由度,由此得出盐度传感器现场校准测量结果的不确定度为0.17。本研究提出的盐度传感器现场校准方法更契合海水盐度的变化规律,可实现盐度分量的量值溯源,具有准确度高和溯源途径清晰的特点;不确定度评定方法科学合理,且具有一定的推广价值。