海洋環(huán)境監(jiān)測重要性
The importance of Marine environmental monitoring
我國擁有漫長的海岸線，海洋資源極為豐富，近年來，在沿海經(jīng)濟和海洋產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展的同時，大量的污染物被排放到環(huán)境當中，并經(jīng)由大氣、河流及陸地等多種途徑輸入到海洋環(huán)境，導致近岸海域海洋營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)改變、污染物濃度上升、近岸水體富營養(yǎng)化等，引發(fā)了近岸海域赤潮、海洋酸化及缺氧等突出生態(tài)環(huán)境問題和生態(tài)系統(tǒng)功能退化，已經(jīng)明顯制約了我國海洋經(jīng)濟的發(fā)展，威脅著人民的身體健康。開發(fā)海洋資源，發(fā)展海洋經(jīng)濟，前提是要精準掌握海洋環(huán)境動態(tài)變化情況及相關內(nèi)在規(guī)律。這正是海洋環(huán)境監(jiān)測工作的重要職責。我國海洋監(jiān)測工作起步于建國初期，與共和國同步成長，經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，日臻成熟，已經(jīng)成為我國環(huán)境監(jiān)測體系中的重要組成部分。
江蘇省海洋環(huán)境監(jiān)測能力現(xiàn)狀
Current status of Marine environmental monitoring capability in Jiangsu Province
江蘇省擁有950多公里的海岸線，是個海洋經(jīng)濟大省。隨著江蘇沿海區(qū)域經(jīng)濟和海洋經(jīng)濟快速發(fā)展，近海海洋生態(tài)系統(tǒng)受到嚴重威脅，海洋生態(tài)環(huán)境保護問題已引起省政府和公眾的高度關注。打造良好生態(tài)海洋環(huán)境，是支撐江蘇沿海地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，而建設完善的海洋生態(tài)監(jiān)控體系將對保障江蘇海洋生態(tài)安全起到至關重要的作用。
江蘇省海洋環(huán)境監(jiān)測工作開始于本世紀初，2001年正式成立江蘇省海洋環(huán)境監(jiān)測中心。經(jīng)過二十余年發(fā)展，江蘇省海洋環(huán)境監(jiān)測業(yè)務機構(gòu)從省與地方已基本建立，實現(xiàn)站點布設、現(xiàn)場調(diào)查、樣品采集、實驗室分析、數(shù)據(jù)處理、綜合評價等海洋環(huán)境監(jiān)測全過程的質(zhì)量控制。海洋生態(tài)環(huán)境總體改善。但我省海洋生態(tài)環(huán)境保護面臨的結(jié)構(gòu)性、根源性、趨勢性壓力尚未得到根本解決。面向2035年美麗中國建設目標和生態(tài)環(huán)境根本好轉(zhuǎn)的要求，近岸海域河口及海灣生態(tài)環(huán)境改善是核心關鍵。未來，隨著我省社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，近岸海域生態(tài)環(huán)境仍將面臨諸多大尺度和高強度人類活動影響下的退化風險和復合環(huán)境壓力。近岸海域生態(tài)環(huán)境治理已經(jīng)從單一的海洋環(huán)境監(jiān)測轉(zhuǎn)變?yōu)榛陉懞饨y(tǒng)籌的多層次協(xié)同監(jiān)測與治理，對省海洋環(huán)境環(huán)境監(jiān)測實驗室能力建設以及實驗室質(zhì)量控制體系提出了新任務和新要求。
基于監(jiān)測船載實驗室建設新思路
Based on the new idea of the construction of shipborne monitoring laboratory
受地理環(huán)境以及相應裝備制約，傳統(tǒng)的海洋監(jiān)測從下達任務到實驗室分析最后數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)布周期性太長，數(shù)據(jù)新鮮度不足，難以有效的評估海洋環(huán)境動態(tài)，不能滿足現(xiàn)代化海洋環(huán)境監(jiān)測需求。因此，將實驗室“搬”上船，建設一個會“動”的實驗室，通過在監(jiān)測執(zhí)法船上搭載配套智能化實驗室、各類海洋環(huán)境監(jiān)測儀器設備，打造入海河口及毗鄰海域、沿海/近海海域定點、定時的水文、水質(zhì)、沉積物和生物的采樣工作能力，建立一般常規(guī)監(jiān)測+應急監(jiān)測的近海環(huán)境監(jiān)測能力，形成應急事故特定污染物分析和開展應急事故生物監(jiān)測的能力體系，同時配套建設先進的近海生態(tài)環(huán)境監(jiān)測“數(shù)智”平臺，實現(xiàn)監(jiān)測能力智能化、數(shù)字化、智慧化升級，是推進海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系與能力現(xiàn)代化一個重要舉措。
海洋船載實驗室功能布局規(guī)劃
Functional layout planning of Marine laboratory
在海洋船載實驗室建設過程中，應注重技術的先進性和適用性，同時也要考慮實驗室建設的經(jīng)濟性和可持續(xù)性。此外，還需要注意實驗室系統(tǒng)之間的兼容性和安全性，確保實驗室系統(tǒng)的正常運行和實驗室使用人員的安全。在實驗室建設完成后，需要進行系統(tǒng)的調(diào)試和測試，確保各系統(tǒng)正常運行。結(jié)合執(zhí)法監(jiān)測船的實際情況以及海洋監(jiān)測能力建設需求，將海洋監(jiān)測實驗室分為4個實驗功能區(qū)域。
實驗室1
用于海洋在線、大氣環(huán)境與應急監(jiān)測等領域工作。包括便攜式快速檢測儀器的使用，海洋大氣中顆粒物和降水采樣，以及水中氨氮、硝酸鹽氮、溶解氧、葉綠素、濁度的應急快速監(jiān)測等。
實驗室2
用于環(huán)境監(jiān)測的樣品室內(nèi)分析工作。包含pH、溶解氧、鹽度、營養(yǎng)鹽（磷酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨鹽）、化學需氧量等樣品的現(xiàn)場檢測分析以及石油類、葉綠素樣品、持久性有機污染物樣品的現(xiàn)場提取實驗。
實驗室3
用于自動監(jiān)測設備的數(shù)據(jù)存儲與分析。用于展示聯(lián)通全船自動監(jiān)測系統(tǒng)的顯示終端，同時對獲取的實驗室數(shù)據(jù)以及在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進行綜合處理與分析。
實驗室4
用于樣品采集的前處理工作以及樣品的冷凍貯存等。包括水質(zhì)樣品過濾，固定劑添加，沉積物樣品的預處理、生物生態(tài)樣品的制備及固定以及海水中重金屬前處理及固定。實驗室建設范圍包含實驗室內(nèi)電氣系統(tǒng)、弱電系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、純水系統(tǒng)系統(tǒng)、實驗室通風空調(diào)系統(tǒng)、實驗室專用家具裝備、全新風智能通風控制系統(tǒng)、實驗室高純氣體管路系統(tǒng)、以及實驗室裝飾裝修系統(tǒng)等。
海洋船載實驗室各系統(tǒng)建設
Construction of Marine shipborne laboratory systems
實驗室給排水系統(tǒng)
實驗室給排水系統(tǒng)是實驗室內(nèi)必不可少的一項設施，其主要功能是為實驗室提供潔凈的水源和安全有效地處理實驗廢水。在船載實驗室中，由于實驗室所處的環(huán)境不同，給排水系統(tǒng)需要結(jié)合船體情況進行建設，給排水系統(tǒng)建設分為給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)兩部分。
實驗室新增用水主要為實驗用水，經(jīng)測算，實驗用水每天消耗約4噸左右，采用自來水管網(wǎng)直供方式，直接通過船上供水管網(wǎng)接入。其中實驗用的熱水由設置在供水點的小型電能儲熱式熱水器就地供應，實驗用的純水由純水設備供應，經(jīng)管路分散到各個用水點。實驗室產(chǎn)生的廢水不能直接排出，需采用壓力排水方式集中收集到船上廢水總管，經(jīng)過專門處理后再進行排放。實驗室單日排水量約為3.2m3/d，可直接接入船上污水管網(wǎng)。
考慮到防腐蝕要求，給排水管道應選用不銹鋼316L管，卡壓式連接。實驗室給排水系統(tǒng)是實驗室內(nèi)不可或缺的重要設施，特別是在船載實驗室中更需要考慮海洋環(huán)境的特殊性和船舶自身的特點，建立合理的給排水系統(tǒng)和防污染措施，保證實驗室工作的順利開展和海洋環(huán)境的保護.
實驗室電氣系統(tǒng)
實驗室智慧型通風系統(tǒng)
實驗室通風系統(tǒng)在船載實驗室中非常重要，它可以確保實驗室內(nèi)的空氣流通和空氣質(zhì)量。在海上環(huán)境中，船只常常受到風浪和海水的影響，通過通風系統(tǒng)可以控制實驗室內(nèi)的溫度、濕度、壓力和潔凈度等指標，從而提供一個穩(wěn)定的工作環(huán)境，保證實驗數(shù)據(jù)的準確性。同時，通風系統(tǒng)還可以排出實驗室內(nèi)的有害氣體和污染物，保證實驗室內(nèi)的空氣清新，保護科研人員的身體健康。因此，對于船載實驗室的建設，通風系統(tǒng)是必不可少的一部分。
在船載通風系統(tǒng)建設時，需要根據(jù)執(zhí)法監(jiān)測船的“智能、安全、舒適、節(jié)能、可靠”定位原則，在實驗室區(qū)域內(nèi)布置有“實驗室專用設備”，例如：符合相關國標與國際標準的實驗室變風量排風柜、定風量排風柜、定風量移動風罩、固定抽氣罩、抽氣式試劑柜等；為滿足ANSI/ASHRAE110、ANSI/AIHAZ9.5、SEFA1、SEFA1-7.0、SEFA8、OSHA29CFR-1910.1450及JB/T6412對使用人員的相關安全防護國標與國際規(guī)范，上述設備將需要大量的水、電、氣、風等公用保障系統(tǒng)配套使用；通風系統(tǒng)的設計與日后的穩(wěn)定運行，對實驗室的建設，起成敗關鍵因素。
送風系統(tǒng)控制的實驗室房間的空調(diào)方式為100%全新風空調(diào)，新風直接送至室內(nèi)。為了防止各房間的空氣相互污染，除有特別說明者外，實驗室內(nèi)須維持負壓。實驗室新風送風量為所需新風量減補償風量；實驗室補風全新風空調(diào)箱配套的直膨式全新風空調(diào)箱機組放到艙外，在送風管段上，應配置與壓力無關型文丘里送風控制閥；新風空調(diào)機組的電機為自冷式全變頻控制，在實驗室房間的送風量發(fā)生需求變化時，在各種實驗室運行狀態(tài)下都能跟蹤調(diào)整，以維持穩(wěn)定的正確風量。
排風系統(tǒng)采取“分區(qū)開關控制”與“集氣管式排風系統(tǒng)”方式，各排風口通過耐酸堿的SUS316L不銹鋼材質(zhì)排風管，接至排風柜、等實驗室專用排風設備的排風口和其它局部排風點，室內(nèi)排風管匯總后通過排風井接至艙外的“廢氣處理設施”，并作高空排放。在排風系統(tǒng)末端建設廢氣處理設施，通過活性炭廢氣凈化設備，將廢氣中的苯、醇、酮、酯、汽等成分的有機溶劑作吸附。設置耐腐蝕變頻排風機組設備，提供整個排風系統(tǒng)的風動力來源。在排風管段上，需要配置相應的與壓力無關型耐酸堿文丘里排風控制閥；排風機的電機為自冷式全變頻控制，當排風系統(tǒng)的排風量發(fā)生需求變化時，在各種實驗室運行狀態(tài)下都能跟蹤調(diào)整，以維持穩(wěn)定的正確風量。
-未完待續(xù)
