海洋监测技术7.3 赤潮应急监测

赤潮应急工作程序 各级海洋环境监测机构、海监队伍等一旦发现赤潮发生迹
象，立即向同级或当时所能送达信息的海洋行政主管部门报
告赤潮发生信息。该海洋行政主管部门可直接委派（所属） 海洋环境监测机构或海监队伍赶赴赤潮发生海域，确认赤潮 发生信息，也可通知赤潮所在海区或省级海洋部门，由其负 责赤潮信息现场确认。赤潮信息一经确认，随后的赤潮应急
预报，以及治理赤潮的方法等。
目前，在防范赤潮方面：
•建立赤潮防治和监测监视系统，对有迹象出现赤潮的海区，进
行连续的跟踪监测，及时掌握引发赤潮环境因素的消长动向，为 预报赤潮的发生提供信息；对已发生赤潮的海区则采取必要的防 范措施。 •加强海洋环境保护，切实控制沿海废水废物的入海量，特别要 控制氮、磷和其他有机物的排放量，避免海区的富营养化，是防 范赤潮发生的一项根本措施。 •此外，避免养殖废水污染海区，很多养殖场已建立小型蓄水站，
2. 赤潮的防治
赤潮是袭扰许多沿海国家的一种新的海洋灾害，已引起沿 海国家的高度重视，有的国家已严格控制污水和污染物的
入海量，取得比较明显的效果。
从现有条件看，一旦大面积赤潮出现后，还没有特别有 效的方法加以制止，对于一些局部小范围防治赤潮的方法， 虽实验过多种，但效果还不够理想。 主要是利用化学药物(硫酸铜)杀灭赤潮生物，但效果欠佳，
我国科研部门曾利用陆地卫星的TM图像对渤海赤潮进行了监测和研究，发
现赤潮区的光谱特征是藻类生物体、泥沙和海水的复合光谱。含悬浮泥沙 的海水，在可见光的红、黄范围具有很高的反射率，但到红外波段就急剧
下降。含赤潮的海水，TM3波段的数值比含泥沙的海水稍低，TM4波段下
降平缓，到TMS波段才急剧下降。赤潮区海水与含泥沙的海水在TM图像中 的差异，主要是在TM 3和TM4波段。根据这一规律，利用TM图像就能及时 准确地监测赤潮了。
离子对赤潮生物细胞的破坏作用来消除赤潮，也取得了很好 进展，并有可能成为一项较实用的防治赤潮的途径。当然， 开展赤潮有关形成机理和预测、防治应用技术的研究，是标 本兼治的良策。 目前，赤潮对生物资源的影响已成为联合国有关组织所 关注的全球性问题之一，已召开多次国际性赤潮问题研讨会， 制订出长期研究计划，重点是赤潮发生机制、赤潮的监测和
天气闷热，水温偏高，风力较弱，或者潮流缓慢等水域环境。
海水养殖的自身污染亦是诱发赤潮的因素之一 随着全国沿海养殖业的大发展，产生了严重的自身污染问 题，使赤潮发生的频率增加。
由于养殖技术陈旧和不完善，往往造成投饵量偏大，池内
残存饵料增多，严重污染了养殖水质。另一方面，由于虾池 每天需要排换水，所以每天都有大量污水排入海中，这些带 有大量残饵、粪便的水中含有氨氮、尿素、尿酸及其它形式 的含氮化合物，加快了海水的富营养化，这样为赤潮生物提
7.3 赤潮应急监测
7.3.1 术语
“赤潮”，被喻为“红色幽灵”，也称为“有害藻华”，赤
潮又称红潮，是海洋生态系统中的一种异常现象。
• 赤潮：是在特定的环境条件下，海水中某些某些浮游生物
或细菌在一定环境条件下，短时间内爆发性增殖或高度聚集， 引起水体变色，影响和危害其它海洋生物正常生存的灾害性 海洋生态异常现象。
藻在茂盛期，可以大量吸收海水中的氮和磷，如果在易
发生赤潮的富营养化海域，大量养殖这些藻类，并在生 长最旺盛时及时采收，能较好的降低海水富营养化的程 度。
此外利用动力或机械方法搅动底质，促进海底有机污染 物分解，恢复底栖生物生存环境，提高海区的自净能力，也 是一种比较好又实用的方法。
利用粘土矿物对赤潮生物的絮凝作用，和粘土矿物中铝
• 建立赤潮实验室提升海洋赤潮监测技术 成立的实验室主要研究赤潮的立体监测、预警报警及应急管 理技术。研究内容包括赤潮生态环境要素监测技术、赤潮生物 及毒素检测技术、赤潮遥感监测技术、赤潮立体监测系统集成 技术与标准规范、赤潮数值模拟预警报及预测技术、赤潮应急
保障业务化系统技术、赤潮生态环境安全影响评估与防治技术
7.3.2 赤潮发生的原因
• 海水富营养化是赤潮发生的物质基础和首要条件
由于城市工业废水和生活污水大量排入海中，使营养物 质在水体中富集，造成海域富营养化。此时，水域中氮、 磷等营养盐类；铁、锰等微量元素以及有机化合物的含
量大大增加，促进赤潮生物的大量繁殖。
赤潮检测的结果表明，赤潮发生海域的水体均已遭到严
鱼类的毒素含量。
7.3.4.2 分析预测
主要预测内容包括：
（1）赤潮灾害发生地点、面积、海区气象、海况等，评估赤
潮灾害的可能规模，初步预测赤潮灾害的发展趋向；
（2）赤潮灾害是否对生态敏感区如浴场等造成的影响；
（3）赤潮灾害是否对公众健康构成威胁； （4）赤潮灾害是否对养殖区环境状况和海产品质量构成威胁。
叶绿素：藻类引起的赤潮会伴随海水叶绿素浓度的升
高，但是原生动物引起的赤潮不会有此种变化。 表面温度：赤潮会引起海洋表面温度的上升，但洋流 等许多其他因素同样会引起这种现象。
长特别好。
水文气象和海水理化因子的变化是赤潮发生的重要原因
海水的温度是赤潮发生的重要环境因子，20-30℃是赤 潮发生的适宜温度范围。科学家发现一周内水温突然升 高大于2℃是赤潮发生的先兆。
海水的化学因子如盐度变化也是促使赤潮生物大量繁殖 的原因之一。盐度在26-37的范围内均有发生赤潮的可能， 但是海水盐度在15-21.6时，容易形成温跃层和盐跃层。温、
• 赤潮生物：能够大量繁殖并引发赤潮的生物称之为赤潮生 物。赤潮生物包括浮游生物、原生动物和细菌等，其中有毒、
有害赤潮生物以甲藻类居多，其次为硅藻、蓝藻、金藻、隐
藻和原生动物等。 • 赤潮毒素：由有毒赤潮生物产生的天然有机化合物。危害性
较大的几种毒素分别是麻痹性贝毒（PSP）、腹泄性贝毒
（DSP）、神经性贝毒（NSP）、西加鱼毒素（CFP）、失忆 性贝毒（ASP）和蓝细菌毒素（蓝藻毒素，CTP）等。
等），建立了赤潮海表温度判别模型。
• 赤潮判别模型，通过遥感手段判别赤潮的范围和浮游植物细 胞增殖速率。
中国高度重视海洋赤潮的减灾防灾工作，海洋赤潮灾害监测 已由单一陆地水面监测，走向卫星遥感监测、航空遥感监测、 海上浮标和海床基监测、船舶监测以及岸基站等多种手段立 体监测的新阶段。
•海洋水色遥感已成为赤潮探测与监测的重要技术手段之一。
处置将根据赤潮面积、毒性和造成影响，分三级予以处置.
7.3.4.4 赤潮监测的现状与构建赤潮预警预报网络
一、赤潮监测பைடு நூலகம்法现状
目前主要采用海洋卫星遥感监测赤潮：
海水水色图
叶绿素浓度图 海洋表面温度图
二、存在问题
水色：赤潮可以被多种浮游植物或浮游动物所引发， 有一些赤潮不会引起水色上的变化 。
7.3.4.3 海洋赤潮卫星遥感监测系统
目前赤潮遥感监测的卫星数据主要有两类:
• 一是气象卫星类，使用其主要的海表温度数据，用于探 测赤潮的环境温度，可见光波段用于辅助分析。
•二是水色卫星数据，主要用其可见光数据，以建立叶
绿素模型，进而探测海表浮游生物。
赤潮遥感探测模型主要由三部分构成: • 赤潮生物学要素遥感模型，如浮游植物细胞数遥感模型和叶 绿素a差值法和比值法模型，基本完成了MODIS叶绿素荧光高 度模型，得到了叶绿素荧光峰高度随赤潮条件下高叶绿素浓度 的变化规律； •赤潮环境要素遥感模型，包括SST（冬季、夏季模式）模型、 SDD模型和 SPM模型（总悬浮物、无机悬浮物和有机悬浮物
以淡化水体的营养，在赤潮发生时可以调剂用水，与此同时，改
进养殖饵料种类，用半生态系养殖方法逐步替代投饵喂养方式， 以期自然增殖有益藻类和浮游生物，改善自然生态环境。
7 .3.4 赤潮的监视监测
常用的方法有：
• 实验室法 • 现场快速仪器分析法 • 卫星分析法
7.3.4.1 现场监测
主要现场监测内容包括： （1）赤潮灾害发生时间、地点、面积（范围）； （2）赤潮发生海域内各项水文、气象、理化和生物指 标的变化情况； （3）赤潮生物种类与毒性，赤潮区域内藻类、贝类和
费用昂贵，经济效益和环境效益均不太好；有的采用网具捕
捞赤潮生物，或采用隔离手段把养殖区保护起来；有的正在
实验以虫治虫的办法，繁殖棱足类及二枚贝来捕食赤潮生物
等等。从发展趋势看，生物控制法，即分离出对赤潮藻类合 适的控制生物，以调节海水中的富营养化环境将是较好的选 择。
日本科学家发现人工养殖的铜藻藻体、江篱藻体等海
盐跃层的存在为赤潮生物的聚集提供了条件，易诱发赤潮。
由于径流、涌升流、水团或海流的交汇作用，使海底层营养 盐上升到水上层，造成沿海水域高度富营养化。营养盐类含 量急剧上升，引起硅藻的大量繁殖。这些硅藻类又为夜光藻 提供了丰富的饵料，促使夜光藻急剧增殖，从而又形成粉红
色的夜光藻赤潮。
据监测资料表明，在赤潮发生时，水域多为干旱少雨，
图1 2007年各海区赤潮发现次数
图2 2007年各海区赤潮面积统计
图3 发生在天津北塘、汉沽附近海域的赤潮
主要赤潮事件： ●2月6日～15日，广东汕头澄海、濠江和南澳岛周边海域发生赤潮，最大面积约 55平方公里，主要赤潮生物为球形棕囊藻。 ● 6月11日～13日，福建省平潭东澳一级渔港码头西面海域及平潭龙王头海域发 生小面积赤潮，主要赤潮生物为米氏凯伦藻，海水养殖直接经济损失约为500万元。 ● 6月27日～30日，浙江省韭山列岛东部海域发生赤潮，最大面积约400平方公里， 主要赤潮生物为中肋骨条藻。 ● 7月10日～16日，江苏省连云港市海州湾海域发生赤潮，最大面积约400平方公 里，主要赤潮生物为海链藻。 ● 7月23日～8月6日，浙江舟山朱家尖东部海域发生赤潮，最大面积约700平方公 里，主要赤潮生物为扁面角毛藻。 ● 8月21日～24日，辽东湾芷锚湾近岸海域发生赤潮，最大面积约400平方公里， 主要赤潮生物为链状裸甲藻、柔弱菱形藻。 ● 8月24日～28日，浙江洞头海域发生赤潮，最大面积约600平方公里，主要赤潮 生物为中肋骨条藻。 ● 9月7日～21日，广东省汕尾港区及附近海域发生赤潮，最大面积约30平方公里， 主要赤潮生物为棕囊藻，直接经济损失100万元。 ● 9月29日，浙江韭山列岛、南田岛外海域发生赤潮，最大面积约2,000平方公里， 舟山东北部海域外，衢山以东至浪岗山列岛之间海域，面积450平方公里，主要赤潮生 物为中肋骨条藻。 ● 11月9日～22日，天津北塘、汉沽附近海域发生赤潮，最大面积约80平方公里， 主要赤潮生物为浮动弯角藻。