近岸海域水質監測技術及質控措施研究

靳松望

（山東省日照生態環境監測中心，山東 日照 276800）

引言

作為自然環境中最重要的組成部分，海洋環境對于人類的生存與發展有著直接的影響。但是，人們在對海洋資源進行開發利用的過程中，并沒有對海洋環境的承受能力予以考慮。各種不合理開采行為的存在，已經對海洋環境的穩定發展產生了嚴重的影響。要想解決這一問題，加強海洋環境保護，就必須對近岸海域的水質進行準確的監測，并對監測質量進行嚴格的控制，保證監測數據的有效性與準確性。只有這樣，才能夠從數據層面為海洋環境保護、海洋資源合理開采等工作的開展提供支持。

1 近岸海域水質監測技術

針對近岸海域的水質監測，傳統的監測方法以人工采樣監測為主。監測人員在采樣監測過程中，需要駕駛船舶到指定目標點，并對現場的水質進行采樣。然后再將采集好的樣品安全、穩定地送回陸地實驗室中，進行更進一步的分析和處理。但是，在氣象、海況等環境因素的影響下，傳統的水質監測既不能保證監測效率與實效性，還有可能使監測人員陷入危險境地，生命安全受到威脅[1]。而且，監測工作的開展，不僅需要投入大量的監測人員，還需要使用到各種類型的監測設備。但在技術水平的限制下，監測數據的實時性并不高，采樣點的水質環境變化也無法得到動態性的反映。近幾年來，我國對海洋工程的發展予以了高度的重視，再加上物聯網技術的普及應用，我國針對近岸海域的水質監測也研究出了多種現代化技術。其中，最常用的有以下四種。

1.1 浮標監測技術

在近岸海域的水質監測工作中，物聯網技術與智能傳感器技術的應用，不僅可以提高監測的實時性，還可以保證海流參數監測的有效性，獲取更多的監測數據，為海洋水質環境管理以及水動力特性研究工作的開展提供支持。浮標監測技術正是物聯網技術與智能傳感器技術不斷發展下的產物。針對浮標監測技術的應用，需要在監測點位上，對錨泊式浮標系統進行合理的安裝，進行相應傳感器的搭載。只有這樣，才能在定點投放、垂直升降移動的過程中，利用相關儀器設備完成海水的監測任務。這種技術的應用不僅可以提升監測過程的連續性與自動化水平，還可以加強相關成本的控制，不會使后期維護管理工作的開展面臨阻礙。但是，這種技術的應用局限也比較明顯，即監測位置相對固定，僅適用于小尺度海域的水域監測，且相關儀器設備的運行容易受到臺風環境的影響。

1.2 衛星監測技術

衛星監測技術也是近幾年來最具創新意義的一種新型海洋水質監測技術。這種技術的應用，不僅可以保證監測速度與監測范圍，還表現出了監測過程連續等優點。衛星監測技術可以應用到海洋赤潮的研究當中，對赤潮的發生時間與發生規律、赤潮覆蓋面積大小以及赤潮擴散情況等進行了解[2]。而且，自然界中的事物都有著獨特的光譜。對光譜特性的差異進行研究，就可以對物質之間的差異有一個準確的把握。針對近岸海域的水質遙感監測原理，利用的正是不同水體的光譜特性差異。在具體的水質遙感監測過程中，將衛星設備作為傳感器的搭載媒介，然后利用傳感器接收海域內一定波長范圍內的輻射值。這樣，就可以通過這些輻射值，了解水質參數對特定波長光的吸收情況和散射情況，并通過相應的數學關系進行計算，確定不同水質參數的濃度值。圖1為衛星遙感監測原理。

1.3 機載監測技術

機載監測技術，是一種非常先進的遙感監測技術手段。在機載監測過程中，將傳感器直接搭載到直升機上，就可以在直升機飛行的過程中，利用傳感器的功能，對水質進行遙感監測。這是一種監測靈敏度更高、分辨率更高的水質監測技術，在我國近岸海域的水質監測中有著廣泛的應用前景?？臻g監測的靈活性與機動性，決定了機載監測技術在大面積巡檢、重點區域挖掘等方面的突出的優勢[3]。機載監測技術的應用，還可以將微波傳感器、紅外傳感器、紫外傳感器和激光雷達傳感器等直接搭載到航空工具上，利用這些傳感器對海域的水質信息進行及時、有效的獲取。近幾年來，無人機成為機載監測技術的發展新方向。

1.4 無人船監測技術

無人船監測技術是一種可移動式監測技術。這一監測技術的應用主要分為兩個步驟：第一個步驟是直接在無人船上搭載專業的水質監測系統，對水質進行有效監測。第二個步驟是對無線通信技術加以利用，在第一時間將監測結果傳回到陸地基站上[4]。無人船能夠進行水質采樣、持續監測等工作，移動式進行水域的環境監測和測量工作。在環境應急監測工作中，無人船能夠發揮較大的作用。尤其是近些年來科技發展迅速，無人船的功能也越來越多，不僅可以自動繪制水質分布圖、生成采樣報告及檢測報告，還具有水域信息高清視頻實時回傳功能、VR后端演示功能、水質監測功能、無人船遠程控制功能以及自動駕駛控制功能，給近岸海域水質監測工作帶來了便利。圖2為無人船水質監測系統。

圖2 無人船水質監測系統

2 近岸海域水質監測的質量控制要點

針對近岸海域水質的監測，需要經過樣品采集、樣品保存、樣品運輸、樣品檢測等環節。只有對這些環節的質量進行嚴格的控制，才能夠從整體上提高監測數據的準確性與可靠性。

2.1 樣品采集質量控制

在近岸海域的水質監測工作中，樣本采集是最基礎的一個步驟。樣本采集的科學合理性，對于接下來的水質監控評測工作的開展有著直接的影響。在對近岸海域的水質樣本進行采集的過程中，需要重點注意以下幾方面。首先，在“采樣布點”的原則下，開展水質樣本的采集。為了保證監測結果的準確性與有效性，在采樣過程中，需要盡可能地采集特征鮮明，且符合相關要求的水質樣本。確保采集到的樣本能夠將近岸海域的水質質量準確地反映出來。對“采樣布點”原則進行嚴格的遵循，既可以保證樣品采集工作的順利開展，又可以降低監測結果的誤差。其次，加強水質樣品的質量控制[5]。海況環境對于水質監測質量的影響非常大，在完成樣品采集之后，如果不能保證樣品的穩定性，也會對最終監測結果的準確性產生影響。所以，監測人員需要在采樣過程中對使用到的專業采集器具及時進行清潔，確保采集到的樣品不會受到外界因素的干擾，不會因為二次污染問題而降低監測結果的準確性。

2.2 樣品保存質量控制

在近岸海域水質監測過程中，只有對樣品的保存質量進行嚴格的控制，盡可能地降低人為因素與外界因素對樣品品質的影響，才能夠縮小水質監測結果與實際情況之間的誤差，保證水質監測的準確性與有效性。針對樣品的保存質量控制，需要從樣品運輸過程中的質量控制與樣品在實驗室保存過程中的質量控制兩方面入手。首先，在樣品運輸過程中，需要確保樣品的密封效果，然后借助科學合理的管理措施減少樣品外溢、樣品流失或者樣品損壞等問題的出現。同時，對樣品運輸過程中的保存溫度進行嚴格的控制，實現全程冷藏避光保存。只有這樣，才能夠降低環境溫度對樣品質量的影響。其次，當樣品送至實驗室之后，需要對樣品進行分類管理，同時，對實驗室的環境條件進行嚴格的控制，防止實驗室保存環境不適宜對樣品質量產生影響，降低水質監測結果的準確性。

2.3 樣品檢測質量控制

為了保證近岸海域水質監測結果的準確性，在樣品檢測過程中，也需要做好相應的質量控制。在整個近岸海域水質監測的過程中，樣品檢測是最關鍵的一個環節。如果樣品檢測過程中的操作不夠規范、嚴謹、合理，那么最終的水質監測結果精準性必然得不到有效保證。所以，必須對樣品檢測過程中的所有步驟都予以嚴格的管理和控制[6]。首先，按照標準要求，根據樣品數量和監測項目設置一定比例的質控樣品，重點加強樣品檢測中的質量誤差控制。其次，嚴格按照行業標準和相關規范要求，進行樣品檢測儀器的選擇與使用，以免儀器精確度不足，對樣品檢測結果產生影響。同時，分析人員還需要嚴格按照相關標準和要求，對檢測儀器進行正確的使用，降低人為因素對樣品檢測結果的影響。最后，在對樣品進行檢測的過程中，還需要對相應的檢測方法進行合理的管理與控制。只有選擇先進、合理的檢測方法，才能在保證樣品檢測效率的基礎上提升檢測結果的精準度。

3 近岸海域水質監測質量控制措施

在近岸海域水質監測過程中，由于某些操作方面的疏忽，可能會對最終的水質監測質量產生影響。為了進一步加強近岸海域水質監測的質量控制，需要從技術、設備、人員等方面采取針對性的質量控制措施。

3.1 加強先進技術與設備的引進

在近岸海域的水質監測工作中，使用先進、優秀、高效的監測技術，并輔助以相應的高精尖儀器設備，可以從整體上提高水質監測質量。對此，在實際的近岸海域水質監測工作中，需要對現有的監測技術進行持續的改革與創新，加強各種先進監測設備的引進。在對水質監測技術進行選擇的過程中，需要嚴格遵循國家和行業給出的相關標準和要求，確保水質監測技術的應用能夠滿足國家和行業給出的最新標準。另外，相關檢測部門還需要嚴格按照相關規范與標準，優化近岸海域水質監測流程，規范監測人員的監測行為，明確監測人員的監測職責。

3.2 加強監測人員的培訓與教育

在近岸海域的水質監測過程中，人為操作占比相對較大，高精尖設備與現代化技術的應用發揮的是錦上添花的作用。只有對監測人員進行系統而專業的培訓和教育，持續提高監測人員的專業能力和綜合素質，才能夠持續提升水質監測結果的有效性與準確性[7]。對此，建議從以下兩方面入手加強監測人員的培訓與教育。首先，要對監測人員的專業能力進行嚴格把關，確保能夠引進一批各方面能力都符合近岸海域水質監測工作開展需求的專業人才。其次，對在崗的監測人員進行定期的培訓、教育和考核，增強監測人員的自我意識提升，引導其通過不斷的學習實現進步和發展。

3.3 提高數據處理能力

在近岸海域的水質監測工作中，對監測單位的數據處理能力進行提升也非常關鍵。因為在實際的水質監測工作中，如果數據處理環節出現問題，最終的監測結果必然會受到較大的影響。一般情況下，數據處理過程主要包含三方面的內容，即數據記錄、數據計算以及數據的審查與核對。如果實驗樣本的所屬組別不同，則需要對數據進行分類整理，然后再進行后續的計算、審查與核對等工作，盡可能地減少數據混淆等問題的出現。另外，在對數據進行審查核對的過程中，應當先對數據進行計算，然后再進行審核。除了數據審核之外，還要對數據計算的步驟進行審核，盡可能減少數據計算錯誤等問題，保證監測結果的準確性。

4 結語

綜上所述，加強近岸海域水質的監測，在加強近岸海域環境保護，改善近岸海域生態系統等方面發揮著極為重要的作用。目前，我國已經研發出了各種現代化的水質監測技術。需要注意的是，近岸海域水質的監測涉及樣品采集、樣品儲存以及樣品檢測等環節。所以，為了保證近岸海域水質監測結果的準確性與有效性，需要嚴格按照相關標準與流程，對這些監測環節進行監督管理。同時，為了加強對近岸海域水質監測質量的控制，不僅要加強先進技術與設備的引進，加強監測人員的培訓與教育，還要對監測單位的數據處理能力進行提升。在未來的工作中，更要進一步加強監測技術的研發和應用，完善質控措施，提高數據的準確性和可靠性，為保護和管理近岸海域水質提供更科學和有效的支持。