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海洋环境监测与传感器技术

海洋监测工作是海洋生态环境保护工作的基础,监测质量与检测技术手段密切相关。海洋环境监测的主要手段有:卫星和航空遥感系统;船舶、浮标、潜器、海床基、台站等自动监测系统;采样和分析系统。遥感、自动监测、甚至一些自动分析仪器都需要用到传感器。因此海洋传感器技术处于十分重要的地位。

海洋生态环境传感器可以监测物理、化学和生物等参数,主要包括水质综合参数(pH值、溶解氧、温度、盐度、浊度、叶绿素、化学需氧量和生物耗氧量等)、营养盐、有机物(有机碳、多环芳烃等)、生物毒性、藻类和重金属等。

目前的海洋生态环境传感器有营养盐传感器、重金属元素传感器、海洋碳酸盐体系传感器、放射性传感器、石油污染物传感器、浮游植物传感器等。

以浮游植物传感器为例。植物性浮游生物的光合作用与叶绿素、胡萝卜素、藻青苷和藻红蛋白等色素分子有关。近年来研究开发了一种分析植物性浮游生物的粒子数和粒径的光纤传感系统。光纤将波长为488μm的激光传输至水下探头部分,探头在海洋中拖航,对海洋进行扫描测量。浮游生物粒子受光照射产生的荧光和散射光被传回海面,经滤光后,荧光脉冲由光电倍增器转换成电脉冲加以波高分析,从而获取粒子数目和粒径分布的有关信息。

从以上的海洋传感器看来,海洋传感器处于感知海洋的最前端。当前,海洋传感器的设计研发必须注重利用新原理、新结构、新材料,才能够适应海上恶劣的自然环境与条件。

我们相信,随着科学技术的不断发展,海洋监测与传感器技术会为人类带来更多的发现。

本文由石家庄藁城区兴安镇中学高级教师崔会欣进行科学性把关。