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  • ISSN 1007-6336
  • CN 21-1168/X

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世界主要国家海洋环境监测情况及对我国的启示

李潇 许艳 杨璐 刘书明 左国成

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世界主要国家海洋环境监测情况及对我国的启示

    作者简介: 李潇(1986-), 女, 山西平遥人, 硕士, 工程师, 研究方向为海洋生态环境数据处理与信息化管理, E-mail:xli1986@qq.com;
  • 中图分类号: X834

Marine environmental monitoring in major countries of the world and its enlightenment to China

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-28
  • 录用日期:  2016-07-19
  • 刊出日期:  2017-06-20

世界主要国家海洋环境监测情况及对我国的启示

    作者简介:李潇(1986-), 女, 山西平遥人, 硕士, 工程师, 研究方向为海洋生态环境数据处理与信息化管理, E-mail:xli1986@qq.com
  • 国家海洋信息中心, 天津 300171

摘要: 我国的海洋环境监测工作已经取得了长足进步,但与发达国家相比还存在差距,对国际先进经验和技术进行学习与借鉴是非常重要的。本文主要分析了美国、加拿大、日本、韩国和芬兰等国家的海洋环境监测情况,主要从海洋环境监测机构、海洋环境监测项目和海洋环境监测参数等方面进行了介绍和研究,提出了国际海洋环境监测的特点,并在此基础上从监测制度、监测体系和国际交流合作三个方面对我国海洋环境监测提出建议。

English Abstract

  • 海洋是支持地球生命的重要组成部分,随着人类社会开发海洋与利用海洋活动的增多,海洋环境的压力日益严重,海洋环境保护与管理已受到国际社会特别是沿海国家的广泛关注和高度重视[1]。20世纪70年代我国开始开展海洋环境监测,时至今日,已从最初的单一海洋污染监测方式发展为大面布局与功能区环境问题相结合的监测,我国的海洋环境监测工作已经取得了长足进步[2]。然而,我国的海洋环境监测与管理技术水平与发达国家相比还存在较大差距,欧美等发达国家在海洋环境保护及监测方面进行了长期的探索和研究,发起并参与了众多大型国际调查计划,积累了丰富经验,对本国及全球海洋污染问题认识较为全面,并发布了一系列科学理论和管理政策,这些方法和经验值得研究,尤其是在国际交流与合作日趋频繁的今天,不能忽视对国际先进经验和技术的学习与借鉴。

    • 美国是联邦制国家[3],美国的海洋环境监测管理体系是一个高度分散、“合作式”的联邦体系,由联邦环保局(United States Environmental Protection Agency, EPA)负责制定国家标准,各州和地方承担大部分监测任务。美国的海洋环境监测是在地区层次上开展的,由许多单位共同完成,除EPA主导外,其他参与机构还包括政府部门、民间团体、个人等。EPA在全国设有10个地区办公室,代表环保局行使管理职能。

      EPA[4]下设有大气和辐射局(Office of Air and Radiation, OAR)、化学品安全与污染防治局(Office of Chemical Safety and Polluion Prevention, OCSPP)、环境信息局(Office of Environmental Information, OEI)、土地和应急管理局(Office of Land and Emergency Management, OLEM)等,其中与海洋最为相关的为水局(Office of Water, OW)。OW下又设有专门负责地下水、饮用水、湿地、海洋等不同领域的部门,其中湿地、海洋和流域办公室(Office of Wetlands, Oceans and Watersheds)主要负责与海洋相关的监测,相关职责见表 1

      表 1  美国海洋环境监测相关机构职责

      Table 1.  Marine environmental monitoring institutions in the United States

      EPA组织对本国海洋、近岸海域、重要海湾、河流、湖泊、海盆、岛屿、生物多样性等的监测。

      美国对海洋环境的监测要素主要包括海水水质、沉积物质量、底栖生物、海岸带生境和生物质量[5],具体参数见表 2

      表 2  美国海洋环境监测主要参数

      Table 2.  Main parameters of marine environmental monitoring in the United States

    • 加拿大的海洋环境监测主要由加拿大环境部(Environment Canada, EC)负责。加拿大政府、各省政府、各地区政府、各市政府均设置了专门的环境保护机构,环境监测部门直接隶属于本级环境保护机构。

      加拿大十分注重海洋环境监测,从很早就开始参与一些国际监测项目,如大西洋区域监测计划、缅因湾环境监测计划、北极监测和评价计划。

      (1) 大西洋区域监测计划(Atlantic Zone Monitoring Program,AZMP)

      大西洋区域监测计划1998年开始执行,旨在收集和分析生物、化学和物理学领域的数据,其目标为:1) 描述和理解海洋在季节、年和十年尺度上的多变性原因;2) 提供包括各种学科的数据集,以便在生物、化学和物理学变量间建立关系;3) 提供足够的数据来支持海洋活动全面健全发展。

      大西洋区域监测计划的监测参数主要有温度、盐度、溶解氧、营养盐和叶绿素等。

      (2) 缅因湾环境监测计划(Gulf of Maine Environmental Monitoring Plan,GMEMP)

      缅因湾覆盖了9300 km2的海洋,拥有12000 km的海岸线,是一个动态变化的生态系统,是北美洲最大的半封闭海之一。缅因湾海洋环境委员会成立于1989年,其主要任务是维护和加强缅因湾的环境质量来满足人类及其后代对资源的可持续利用。缅因湾监测计划主要监测海洋污染物,并评估其对人类和环境健康的影响。缅因湾生态系统指标涉及:海岸发展、污染物、富营养化、湿地、渔业、水产业和气候变化等方面。

      (3) 北极监测和评价计划(Arctic Monitoring and Assessment Program,AMAP)

      加拿大北极区域海岸线几乎占加拿大总海岸线的75%。北极监测和评价项目作为北极环境保护战略的一部分于1991年开始实施。其初衷是将北极区域污染物和相关问题通知8个北极国家政府(加拿大、丹麦/格陵兰、芬兰、冰岛、挪威、俄罗斯、瑞典和美国),提供可靠、充足的有关北极环境状况及环境威胁的信息,为其开展环境保护行动提供科学建议。

      北极监测和评价计划的重点研究对象包括:难降解有机物(POPs)、重金属(Hg、Cd、Pb)、放射性物质、酸化和北极雾霾、石油类污染、气候变化(全球气候变化对北极造成的环境影响和生态效应)、臭氧空洞(UV-B增加引起的生物效应)、污染物对人类健康的影响(臭氧空洞带来的紫外辐射增加、气候变化)、污染物和其他因素对生态系统和人类健康的联合效应。

    • 日本海洋环境监测的主管部门包括环境省(Ministry of the Environment)、海上保安厅(Japan Coast Guard)、气象厅(Japan Meteorological Agency)等,其中以环境省为海洋环境监测的主力军。

      日本一直注重海洋监测[6],在日本国内海洋环境监测已发展成体系,由中央政府、地方政府、研究机构、大学等部门进行的各种海洋环境监测相辅相成。目前,日本国内进行的海洋环境监测主要有:环境省实施的海洋环境监测调查、公共用水域水质调查、化学物质环境实态调查、广域综合水质调查;海上保安厅实施的海洋污染调查;气象厅实施的大气和海洋环境观测和各种海洋环境专题调查[7]

      (1) 海洋环境监测调查(1995年-至今)

      环境省在日本沿岸及近海区域主持海洋环境监测,其主要目的是了解陆源污染源、人类活动(海洋倾倒、航海活动、船舶污染、海底活动)等对海洋环境造成的污染。该项目监测内容包括海水、沉积物、生物、重金属、有害化学物质、海洋垃圾等。监测频次为每年1次。

      (2) 近海海洋污染实态调查(1975-1994年)

      环境省在日本沿岸及近岸海域开展近海海洋污染实态调查,其主要目的为获取日本周边海域基础资料,了解污染实际状况。该项目监测内容为水质、底质和生物体浓度。监测频次为每年1~2次。

      (3) 放射性调查(海水1959年-,底质1973年-)

      日本海上保安厅在日本近海、北太平洋、日本海、鄂霍次克等海域实施了放射性调查,其主要目的是掌握核试验及核废弃物对海洋环境产生的影响,掌握人工放射性核物质状况。该项目调查内容包括海水放射性及底质放射性。监测频次为每年1次。

      (4) 海水浴场监测(1973年-至今)

      日本当地政府在各地组织实施了海水浴场常规性监测,监测内容包括粪大肠菌、化学需氧量、透明度、有无油膜、pH等,监测时间为每年4月上旬~6月上旬。

    • 2011年3月,日本福岛发生严重的核事故,大量放射性物质泄漏[8],为监督掌握海水、大气、底土等放射性物质含量,日本环境省布置相关省厅、机构开展放射性物质监测工作,主要监测内容为134Cs、137Cs、131I、90Sr等[9]。2011年5月,预测到海洋中放射性物质在扩散,日本水产厅(Fisheries Agency)又发布了大范围监控计划,具体包括如下几部分。

      (1) 文部科学省“海洋环境放射性综合评估项目”(2011.5.8~2011.7.24)

      文部科学省在宫城县、福岛县、茨城县近海海域实施了“海洋环境放射性综合评估项目”,其主要目的是通过大范围近海的调查,以掌握福岛第一核电站核泄漏事故泄漏的放射性物质对海洋的污染情况。

      主管单位:文部科学省

      实施单位:海洋生物环境研究所

      分析单位:日本原子能研究开发机构

      (2) 海洋研究开发机构进行的海洋监控(2011-05-08~2011-07-20)

      调查更大范围的宫城县、福岛县、茨城县近海海域海水,了解福岛第一核电站核泄漏事故泄漏的放射性物质对海水的污染情况(特别是验证是否与放射性含量分布模拟相符)。

      主管单位:文部科学省

      实施单位:海洋研究开发机构

      分析单位:日本分析中心

      (3) 水产厅协助的调查(2011年5月中、下旬/5月下旬~6月下旬)

      按照文部科学省的请求,在比上述(1) 和(2) 更远的近海海域,水产综合研究中心的船只在资源评估调查同时采集海水,由海洋研究开发机构进行分析。

      实施单位:水产综合研究中心

      (4) 水产厅扩大对水产品的监控(2011年5月开始)

      水产厅为了进一步加强对水产品的放射性物质的检查,制定了“水产品放射性物质检查的基本方针”,并通知了相关县。

      (5) 东京电力(株)进行的海洋监控(2011年5月中~7月)

      在早先实施的福岛县沿海以及福岛第一核电站近海15 km范围内的调查基础上,增加福岛第一核电站近海30 km范围以及茨城县沿海的监控,掌握福岛第一核电站核泄漏事故泄漏的放射性物质对海洋污染的情况,特别是要详细掌握认为受核泄漏事故影响大的海域。

    • 韩国海洋水产部(Ministry of Maritime Affairs & Fisheries of Korea)是海洋管理的综合机构,对包括海洋环境在内的海洋管理方面起到了中枢作用,全面管理海洋调查、海洋监测、海洋研究、海洋行政、海洋管理、立法、执法等领域[10]

      韩国从1980年定期对海洋环境状态进行监测,为掌握准确的污染情况阶段性地扩大沿岸及调查站点,构建海洋环境测定网(见表 3)。

      表 3  韩国主要海洋环境监测

      Table 3.  The marine environmental monitoring of South Korea

      韩国的海洋环境监测机构负责执行对海洋环境在内的海洋全面研究和监测。这些机构大体划分为海洋水产部及国家机构下属的国立研究机构、大学、政府拨款研究机构、大学的研究机构等,负责海洋环境及渔业调查、海洋测量、海洋观测、航路调查等任务,如表 4所示。

      表 4  韩国主要海洋环境监测机构

      Table 4.  The main marine environmental monitoring institutions of South Korea

    • 芬兰近岸海域面临着富营养化、溢油、外来物种入侵、有机氯化物污染等风险,在应对这些挑战中芬兰积累了许多成功的经验[11]。芬兰是世界上最早制定环保法的国家,并且十分注重水体的保护,芬兰通过技术改造与创新、污染物排放顺序与总量调控、经济手段控制、环保意识教育、组织机构调整等方式来保护本国的海洋环境。

      芬兰的环境监测主要由芬兰环境部(Ministry of the Environment)负责,其海洋环境监测主要由芬兰环境研究所(Finnish Environment Institute)牵头,参与单位包括芬兰渔业研究所、芬兰气象研究所、芬兰海岸巡访队和芬兰各区域环境中心等。

      芬兰对海洋环境的监测主要包括对波罗的海公海和近岸海域的监测,并接受波罗的海保护协议(COMBINE)的监督和指导[12]。芬兰的海洋环境监测工作详见表 5

      表 5  芬兰海洋环境监测工作

      Table 5.  The marine environmental monitoring in Finland

    • 首先,大部分国外发达国家的环境监测主管机构与海洋环境监测主管机构不分家,例如,美国、日本、芬兰都由本国的环境部统筹本国的河流、湖泊、海洋的海洋环境监测工作。而我国与之不同,内陆水的环境监测主要由环保部统筹,而涉及到海洋的环境监测则由国家海洋局负责。其次,发达国家非常重视海洋环境监测制度的建立,例如,在美国,环保署、海洋与大气管理局、海岸警备队等机构能在海洋环境监测工作中各司其职、分工明确、合理协作得益于美国一系列配套法律、法规和管理制度的保障,美国《联邦水污染防治法》、《外大陆架陆地行动》、《海洋保护、研究和保护区法令》等文件及相关制度就对各部门的监测职责、义务、范围等有详细明确的界定,这样既能避免各机构间由于职责不清发生的推诿扯皮现象,又能避免监测机构、监测项目的重复建设。另外,发达国家还对监测数据上报和信息共享有详细的规定,数据的上报时间、上报形式、报送机构、共享内容、共享方式等都有明确的规定,这样监测数据能在各机构间互通有无,共享利用,最大程度地发挥监测数据的服务效能。

    • 发达国家注重根据不同时期的海洋环境监测工作特点不断完善其标准体系,具体包括检测方法、技术规程、质量保证/质量控制方法、评价标准等。

      以美国为例,美国设置了专门的机构来研究海洋环境监测技术,并制定一系列标准规范来指导各地区的海洋环境监测工作。美国从19世纪80年代末就认识到分析方法统一化的重要性。1905年出台的《水的标准分析方法》根据美国不同时期水质的特点不断进行修订,基本上每5 a修订一次[13]。其修订内容包括检测项目的增多、检测技术的更新、检测标准的细化等等。目前,美国环保署制定的每一个采样、测试方法均有专门的章节加以明确,另外还有专门的质量保证技术指南保证数据的准确度、精密度等等。所有的这些标准体系都为海洋环境监测工作有效的开展奠定了基础。虽然我国海洋环境监测标准体系框架已经基本构建,但是系统性、规范性仍不及发达国家,在标准体系的完善方面还有大量的工作要做。

    • 发达国家和地区的监测能力不断提升,监测体系逐渐向高分辨、大尺度、实时化和立体化发展,十分注重与时俱进丰富监测项目与内容。例如,日本监测项目覆盖了生活环境项目、饮用水项目和健康项目,日本福岛核事故后,又增加了多种海洋放射性监测项目;芬兰与美国针对随着工业发展水体富营养化严重的问题,非常重视针对水体富营养化的监测与研究;加拿大则将近岸海域的监测范围拓展到了北极。

      近年来,全球海洋环境监测范围由区域向全球扩展,监测目标逐步注重于生态功能,关注焦点从传统意义上的污染监测和评价,逐步转向海洋生物多样性保护、海洋环境可持续开发利用、海洋环境保护措施和人类健康等更深层次的问题。

    • 目前,我国的海洋环境监测由国家海洋局主管[14],但是,环保部、农业部、交通部、高校系统、中科院系统、海军等相关机构也都开展了有关海洋环境的监测,各部门对职责理解不同、监测任务界定不清。以近岸海域海水监测为例,环保部组建了“全国近岸海域环境监测网”[15],对部分近岸海域、海水浴场和入海排污口进行监测,农业部也建设了全国渔业生态环境监测网,对海水增养殖区、海洋自然保护区进行监测,而上述监测在国家海洋局主管的“全国海洋环境监测”中均有所涉及,除此之外,各部门大多执行本部门制定的行业技术标准,在监测技术路线、站位设置、监测内容、时间频次、监测设备、评价指标与方法方面存在较大差异,从而严重影响海洋环境监测数据的可比性。正是由于各部委之间缺乏国家层面的统筹和监督制度,才导致监测活动相对封闭,缺乏联合协作机制,成果和信息难以实现共享[16]

      建议加强海洋环境监测制度的建设,依法管理和开展海洋环境监测工作,以法制建设为牵引,带动海洋环境监测体制和机制逐步理顺,通过修改《海洋环境保护法》、《海洋环境监测管理条例》等法律法规,明确各机构职责,避免各自为战,资源浪费。同时制定《海洋环境监测工作监督管理办法》、《海洋环境监测信息共享和发布管理办法》等一系列法规制度,加强国家层次上的战略统筹和有效监管。另外,要建立统一的海洋环境监测技术标准规范体系,使全国的环境监测工作遵循统一的标准,避免由于监测方法和标准不统一带来的信息获取的差异,保障海洋环境监测事业的科学健康发展。

    • 我国的海洋环境监测体系经历了从无到有,从摸索到形成的过程,尤其是进入21世纪以后,通过全面实施《全国海洋环境监测体系业务“十一五”发展规划(纲要)》,我国的海洋环境监测能力得到了加强,业务体系不断创新发展,为海洋环境保护和沿海经济发展提供了有效服务[17]。海洋环境监测范围覆盖我国管辖海域,对渤海、典型海湾等重点海域开展了专项监测,并拓展至与我国国家权益和生态安全密切相关的国际公共水域[18]

      目前我国对环境监测任务的设置包括海水、海洋生物多样性、海洋沉积物、海洋大气、二氧化碳、海洋放射性、海洋保护区、海洋倾倒区、海水浴场等二十多项任务,每项任务中又同时包括海水水质、沉积物质量、生物质量、浮游植物、浮游动物等多个要素,存在重复设置的问题。反观发达国家的监测任务,简单明了、针对性强,我国应该重新审视我国的海洋环境状况,对监测任务进行合并与调整,避免重复,同时有针对性地设置一些以研究为主的监测任务,对环境恶化原因、机理等进行深入研究,以提出更合理的环境治理措施。

      当前世界主要发达国家都已经步入天-空-海、水面-水体-海底立体监测时代,我国应紧跟世界发展潮流,大力发展和推广海洋环境立体监测技术。一方面优化和丰富常规监测的站点布设、监测项目和要素等内容,深化利用浮标、潜标、海床基、岸基等日趋成熟的定点观测技术,另一方面不断探索船舶拖曳系统、载人/无人航空监测、卫星遥感技术、载人深潜技术等移动监测技术在海洋环境监测领域的应用,使我国海洋环境监测体系向着层次立体化、手段多元化、信息综合化、规模扩大化、频次精细化、设备组合化的方向不断发展。

      另外,我国各海洋环境监测机构业务能力参差不齐,监测质量不一,各海洋监测业务机构的能力还需进一步健全,建议不断完善现有的海洋环境监测标准、规范、技术规程,提升检测设备的准确度、精密度、稳定性,研发高性能的在线监测设备和传感器,提升从业人员的技能,这样才能保证海洋环境监测业务和海洋环境质量的不断提高。

    • 海洋环境问题是全球海洋国家的问题,欧美等发达国家在海洋环境保护及管理方面进行了长期的探索和研究,发起或组织了众多大型国际调查计划(如WOCE、GEOTRACE、CLIVAR等)[19],充分调动多国的资源和力量进行海洋环境的监测。例如,波罗的海遭受着严重的陆源污染,其沿岸国家(丹麦、爱沙尼亚、欧洲联盟、芬兰、德国、拉脱维亚、波兰、俄罗斯和瑞典)成立了波罗的海海洋环境保护委员会(也称赫尔辛基委员会,HELCOM),发起了赫尔辛基公约,旨在保护波罗的海的海洋环境,HELCOM还出台了《波罗的海海洋环境联合监测项目海洋监测指南》[20],对每个国家的监测区域、监测内容、监测参数都有明确的规定,同时还对数据的报送和共享作了详细说明,各成员国合理分工、互相协作、数据共享。再例如,地中海也面临着严峻的污染问题,其沿岸国家在联合国环境规划署的帮助下,制定了“地中海行动计划”,该计划也强调了各国要综合协调对地中海的研究和监测工作,同样要求了信息交换。

      首先,建议我国与周边国家开展多种方式的双边和多边合作调查,积极搭建海外合作平台,实现资源共享和协调互补。例如,在借助“一带一路”战略的实施打造区域合作平台,获取海上丝绸之路的重要环境资料;针对污染严重的渤黄海,与朝鲜、韩国开展合作,共同保护渤黄海环境;针对福岛核泄漏事故放射性核素的迁移扩散研究则可以同日本开展合作调查和研究。

      其次,建议开展多种渠道的国际交流和学习,搜集世界各国海洋环境监测体系基本情况,学习发达国家成功经验,学习国外先进的海洋环境监测技术,促进技术交流,创新海洋环境评价方法,丰富现有评价体系,提升我国的海洋环境监测能力。

参考文献 (20)

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