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(jì)和海洋產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展的同時(shí),大量的污染物被排放到環(huán)境當(dāng)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(dǎo)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(jì)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(jì),前提是要精準(zhǔn)掌握海洋環(huán)境動態(tài)變化情況及相關(guān)內(nèi)在規(guī)律。這正是海洋環(huán)境監(jiān)測工作的重要職責(zé)。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(gè)多世紀(jì)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(gè)海洋經(jīng)濟(jì)大省。隨著江蘇沿海區(qū)域經(jīng)濟(jì)和海洋經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,近海海洋生態(tài)系統(tǒng)受到嚴(yán)重威脅,海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)問題已引起省政府和公眾的高度關(guān)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(shè)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(guān)重要的作用。
江蘇省海洋環(huán)境監(jiān)測工作開始于本世紀(jì)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(wù)機(jī)構(gòu)從省與地方已基本建立,實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)布設(shè)、現(xiàn)場調(diào)查、樣品采集、實(shí)驗(yàn)室分析、數(shù)據(jù)處理、綜合評價(jià)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(hù)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(shè)目標(biāo)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(guān)鍵。未來,隨著我省社會經(jīng)濟(jì)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(qiáng)度人類活動影響下的退化風(fēng)險(xiǎn)和復(fù)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(shí)驗(yàn)室能力建設(shè)以及實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制體系提出了新任務(wù)和新要求。
基于監(jiān)測船載實(shí)驗(yàn)室建設(shè)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(yīng)裝備制約,傳統(tǒng)的海洋監(jiān)測從下達(dá)任務(wù)到實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室“搬”上船,建設(shè)一個(gè)會“動”的實(shí)驗(yàn)室,通過在監(jiān)測執(zhí)法船上搭載配套智能化實(shí)驗(yàn)室、各類海洋環(huán)境監(jiān)測儀器設(shè)備,打造入海河口及毗鄰海域、沿海/近海海域定點(diǎn)、定時(shí)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(yīng)急監(jiān)測的近海環(huán)境監(jiān)測能力,形成應(yīng)急事故特定污染物分析和開展應(yīng)急事故生物監(jiān)測的能力體系,同時(shí)配套建設(shè)先進(jìn)的近海生態(tài)環(huán)境監(jiān)測“數(shù)智”平臺,實(shí)現(xiàn)監(jiān)測能力智能化、數(shù)字化、智慧化升級,是推進(jìn)海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系與能力現(xiàn)代化一個(gè)重要舉措。
海洋船載實(shí)驗(yàn)室功能布局規(guī)劃
Functional layout planning of Marine laboratory
在海洋船載實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程中,應(yīng)注重技術(shù)的先進(jìn)性和適用性,同時(shí)也要考慮實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性。此外,還需要注意實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)之間的兼容性和安全性,確保實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的正常運(yùn)行和實(shí)驗(yàn)室使用人員的安全。在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)完成后,需要進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試和測試,確保各系統(tǒng)正常運(yùn)行。結(jié)合執(zhí)法監(jiān)測船的實(shí)際情況以及海洋監(jiān)測能力建設(shè)需求,將海洋監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室分為4個(gè)實(shí)驗(yàn)功能區(qū)域。
實(shí)驗(yàn)室1
用于海洋在線、大氣環(huán)境與應(yīng)急監(jiān)測等領(lǐng)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(yīng)急快速監(jiān)測等。
實(shí)驗(yàn)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(xué)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(jī)污染物樣品的現(xiàn)場提取實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)室3
用于自動監(jiān)測設(shè)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(shí)對獲取的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)以及在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理與分析。
實(shí)驗(yàn)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(yù)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(shí)驗(yàn)室建設(shè)范圍包含實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室專用家具裝備、全新風(fēng)智能通風(fēng)控制系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室高純氣體管路系統(tǒng)、以及實(shí)驗(yàn)室裝飾裝修系統(tǒng)等。
海洋船載實(shí)驗(yàn)室各系統(tǒng)建設(shè)
Construction of Marine shipborne laboratory systems
實(shí)驗(yàn)室給排水系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)室給排水系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)必不可少的一項(xiàng)設(shè)施,其主要功能是為實(shí)驗(yàn)室提供潔凈的水源和安全有效地處理實(shí)驗(yàn)廢水。在船載實(shí)驗(yàn)室中,由于實(shí)驗(yàn)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(jìn)行建設(shè),給排水系統(tǒng)建設(shè)分為給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)兩部分。
實(shí)驗(yàn)室新增用水主要為實(shí)驗(yàn)用水,經(jīng)測算,實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)用的熱水由設(shè)置在供水點(diǎn)的小型電能儲熱式熱水器就地供應(yīng),實(shí)驗(yàn)用的純水由純水設(shè)備供應(yīng),經(jīng)管路分散到各個(gè)用水點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)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(jìn)行排放。實(shí)驗(yàn)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(yīng)選用不銹鋼316L管,卡壓式連接。實(shí)驗(yàn)室給排水系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)不可或缺的重要設(shè)施,特別是在船載實(shí)驗(yàn)室中更需要考慮海洋環(huán)境的特殊性和船舶自身的特點(diǎn),建立合理的給排水系統(tǒng)和防污染措施,保證實(shí)驗(yàn)室工作的順利開展和海洋環(huán)境的保護(hù).
實(shí)驗(yàn)室電氣系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)室智慧型通風(fēng)系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)系統(tǒng)在船載實(shí)驗(yàn)室中非常重要,它可以確保實(shí)驗(yàn)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(fēng)浪和海水的影響,通過通風(fēng)系統(tǒng)可以控制實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的溫度、濕度、壓力和潔凈度等指標(biāo),從而提供一個(gè)穩(wěn)定的工作環(huán)境,保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí),通風(fēng)系統(tǒng)還可以排出實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的有害氣體和污染物,保證實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的空氣清新,保護(hù)科研人員的身體健康。因此,對于船載實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),通風(fēng)系統(tǒng)是必不可少的一部分。
在船載通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)時(shí),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(shí)驗(yàn)室區(qū)域內(nèi)布置有“實(shí)驗(yàn)室專用設(shè)備”,例如:符合相關(guān)國標(biāo)與國際標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室變風(fēng)量排風(fēng)柜、定風(fēng)量排風(fēng)柜、定風(fēng)量移動風(fēng)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(guān)安全防護(hù)國標(biāo)與國際規(guī)范,上述設(shè)備將需要大量的水、電、氣、風(fēng)等公用保障系統(tǒng)配套使用;通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與日后的穩(wěn)定運(yùn)行,對實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),起成敗關(guān)鍵因素。
送風(fēng)系統(tǒng)控制的實(shí)驗(yàn)室房間的空調(diào)方式為100%全新風(fēng)空調(diào),新風(fēng)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(shí)驗(yàn)室內(nèi)須維持負(fù)壓。實(shí)驗(yàn)室新風(fēng)送風(fēng)量為所需新風(fēng)量減補(bǔ)償風(fēng)量;實(shí)驗(yàn)室補(bǔ)風(fēng)全新風(fēng)空調(diào)箱配套的直膨式全新風(fēng)空調(diào)箱機(jī)組放到艙外,在送風(fēng)管段上,應(yīng)配置與壓力無關(guān)型文丘里送風(fēng)控制閥;新風(fēng)空調(diào)機(jī)組的電機(jī)為自冷式全變頻控制,在實(shí)驗(yàn)室房間的送風(fēng)量發(fā)生需求變化時(shí),在各種實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行狀態(tài)下都能跟蹤調(diào)整,以維持穩(wěn)定的正確風(fēng)量。
排風(fēng)系統(tǒng)采取“分區(qū)開關(guān)控制”與“集氣管式排風(fēng)系統(tǒng)”方式,各排風(fēng)口通過耐酸堿的SUS316L不銹鋼材質(zhì)排風(fēng)管,接至排風(fēng)柜、等實(shí)驗(yàn)室專用排風(fēng)設(shè)備的排風(fēng)口和其它局部排風(fēng)點(diǎn),室內(nèi)排風(fēng)管匯總后通過排風(fēng)井接至艙外的“廢氣處理設(shè)施”,并作高空排放。在排風(fēng)系統(tǒng)末端建設(shè)廢氣處理設(shè)施,通過活性炭廢氣凈化設(shè)備,將廢氣中的苯、醇、酮、酯、汽等成分的有機(jī)溶劑作吸附。設(shè)置耐腐蝕變頻排風(fēng)機(jī)組設(shè)備,提供整個(gè)排風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)動力來源。在排風(fēng)管段上,需要配置相應(yīng)的與壓力無關(guān)型耐酸堿文丘里排風(fēng)控制閥;排風(fēng)機(jī)的電機(jī)為自冷式全變頻控制,當(dāng)排風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)量發(fā)生需求變化時(shí),在各種實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行狀態(tài)下都能跟蹤調(diào)整,以維持穩(wěn)定的正確風(fēng)量。
-未完待續(xù)