海洋垃圾监测技术指南

海洋垃圾监测技术指南
1. 范围 本技术指南规定了不同区域的海洋垃圾碎片的现场调查实施、样品分类、数据资料整理
和质量控制的基本要求。 本技术指南适用在我国的内水、领海、毗连区、专属经济区、大陆架以及我国管辖的其
它海域所进行的海洋垃圾监测工作。 2. 术语
下列术语适用于本技术指南。 海洋垃圾 Marine debris 在海洋和海岸环境中具持久性的、人造的或经加工的被丢弃的固体物质，包括人们故意 弃置于海里和海岸的已使用过的物件；由河流、污水、暴风雨或大风直接携带入海的被故意 丢弃的物件；恶劣天气条件下意外遗失的渔具、货物等。 调查断面 Survey transect 在调查海区或海滩布设的采样单元，采样单元的长度是自采样开始到采样结束之间的直 线距离，采样单元的宽度要根据具体的调查项目而定。 累积速率 Accumulation rate 在一个采样单元，经过一个时间段垃圾碎片被冲刷并停留在海滩上的总量。 持续存量 Standing stock 在一个采样单元，在某个时间点垃圾碎片的总量。 3. 海洋垃圾碎片的分类 3.1 按垃圾碎片大小分类 小块垃圾碎片：垃圾碎片＜2.5 cm，如：聚苯乙烯小球。 中块垃圾碎片：垃圾碎片≥2.5 cm且≤10 cm，如：聚苯乙烯泡沫塑料杯。 大块垃圾碎片：垃圾碎片＞10 cm且≤1 m，如：废弃的瓶子。 特大块垃圾碎片：垃圾碎片＞1 m，如：被遗弃的渔网。 3.2 按垃圾碎片材料类型分类 3.2.1 对于中块、大块和特大块垃圾碎片，首先要根据材料类型进行分类，主要可分为：塑 料类（不包括：聚苯乙烯泡沫塑料）、聚苯乙烯泡沫塑料类、玻璃类、金属类、橡胶类、织 物（布）类、木制品类、纸类和其他类型。然后所有单个物件都要在这些主要材料类型之下 列出详尽的名称清单。 ——塑料类：袋子、瓶子、香烟过滤嘴、打火机、桶、盖子、勺子、刀叉、吸管、帽 子、尿布、注射器、渔线、渔网、浮漂、安全帽、奶瓶、绳索、玩具、吊环等。 ——聚苯乙烯泡沫塑料类：浮标、杯子、鸡蛋泡沫盒、快餐盒（盘）等。 ——玻璃类：瓶子、荧光灯管、球形灯泡、玻璃片等。 ——金属类：金属桶、饮料罐、金属板、金属片、铁丝等。 ——橡胶类：气球、橡胶手套、轮胎、避孕套等。 ——织物（布）类：衣服、破布等。 ——木制品类：板条箱、筷子、木箱等，不包括未经加工的树枝、树叶。 ——纸类：纸袋、纸板、杯子、报纸等。 ——其他人造物品及无法辨认的材料。 3.2.2 对小于块垃圾碎片，可以根据 3.2.1 中规定的材料类型进行分类，如果无法确定垃圾碎 片名称，可以将其名称划为“其它”。
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海况等级
风名 风浪名称
零级（SS 0）
无风
无浪
一级（SS 1）
软风
微浪
二级（SS 2）
微风
小浪
三级（SS 3）
和风
轻浪
四级（SS 4）
清风
中浪
五级（SS 5）
强风
大浪
*浪高是指有效波高（H1/3）
表1 海况等级表
海面征状 海面像镜子一样平静 海面有波纹，但还没有白色波顶 波较大，波顶开始破裂，间断见到白色波浪 小浪，波长较大，往前卷的白碎浪较多 中浪，波浪相当大，白碎浪很多，间或有浪花溅起 开始形成大浪，波浪白沫飞布海面
观测者距水面 的垂直距离 （m）
调查断面 的有效宽 度（m）
来源
时间
物体分类
类型
名称
样线法
大小（估计） （cm）
观测者与目 观测者与目 标物体之间 标物体之间 的距离 r（m） 的角度θ
来源
4.2 漂浮小块及中块垃圾碎片的拖网调查 4.2.1 监测内容
海上漂浮的小块及中块垃圾碎片的监测内容如下： ——垃圾碎片的类型； ——垃圾碎片的密度。 4.2.2 监测方案设计 根据随机均匀的调查断面布设原则，布设的调查断面应均匀分布于监测海区，同时应覆 盖整个监测海区。海上漂浮的大块及特大块垃圾碎片和小块及中块垃圾碎片的调查也可以使 用网格状布设方法。如果两种调查同步进行，一种方法是在网格的交叉点附近进行小块及中 块垃圾碎片的表层拖网采样，而当船处于两个交叉点之间的区域时进行大块及特大块垃圾碎 片的目视观测。另一种方法是是两种调查同时进行，这主要取决于调查区域内垃圾碎片的数 量。如果小块垃圾碎片密度小，拖网采样持续时间较长（例如：1小时），那么大块及特大块 垃圾碎片的目视观测就可同时进行。如果小块垃圾碎片密度大，拖网采样进行的时间较短（例 如：10分钟），而调查区域内大块及特大块垃圾碎片的密度很低，可能在10分钟内很难被观 测到，那么两种调查不适于同时进行。 4.2.3 仪器和设备 小块及中块垃圾碎片采样所需设备如下： ——漂浮生物网（neuston net）； ——网底管； ——吊杆；
对于样线法观测，大块及特大块垃圾碎片的密度 Dˆ （个/m2）可用通过以下公式来估计：
Dˆ = nf (0ˆ) L
∑ ( ) f
∧
0
=1 W
+
m
αk
k =1
∑ α k
=
2 nW
⎡ ⎢ ⎣
n i =1
cos⎜⎛ ⎝
kpPi W
⎟⎠⎞⎥⎦⎤
式中：
Pi=rί sinθί
1 V= (
2
)1/2
W n+1
f (0ˆ) ——当垂直距离为零时发现目标物体的概率的密度函数（1/m）；
图2 样线法调查示意图
观
三角形纸板
测
者
船
眼
舷
部
边
距
水
面
的
高
度
表示观察者头部所在位 表示调查船甲板的位置
海平面
100 米
图3 船舷向外100米的估测
4.1.5 现场调查的影响因素 能见度和海况对目视观测有一定的影响，应尽量在没有雾的天气状况下进行现场调查，
在4级以上海况（见表1）条件下，应尽量避免进行现场调查。
浪高*（m） 0
0～0.1 0.1～0.5 0.5～1.25 1.25～2.5 2.5～4
4.1.6 观测数据分析 对于样带法观测，大块垃圾及特大块垃圾碎片的密度（ Dˆ ）（个/m2）可以通过以下公
式来估计：
式中：
Dˆ = n Lw
n——被统计的目标物体的总数（个）； L——所有调查断面的总长度（m）； w——调查断面的有效宽度（m）。
n ——被统计的目标物体的总数（个）； ri——发现时，目标物体i与观测者之间的距离； θi——发现时，目标物体i与观测者之间的角度； L——所有调查断面的总长度（m）； W——目标物体与船之间的最大垂直距离（m）； Pi——目标物体i与船之间的垂直距离（m）； k——依次取1,2,3,4等自然数，计算直至am+1 的绝对值不大于临界值V； m——k的上限临界值，一般小于7。
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表2 海面漂浮的大块及特大块垃圾碎片观测记录表
调查海域名称 观测者姓名
采样日期（年/月/日） 调查断面编号
调查断面的起始方位：经度
纬度
调查断面的结束方位：经度
纬度
观测开始时间
观测结束时间
船速
观测时船行驶距离
海况
天气状况
潮汐
风向
能见度
风速
数量：
（个）
称
大小（估计） （cm）
1
4. 海面漂浮垃圾调查 4.1 海面漂浮大块及特大块垃圾碎片的船上观测 4.1.1 监测内容
海面漂浮大块及特大块垃圾碎片的监测内容如下： ——垃圾碎片的类型； ——垃圾碎片的密度。 4.1.2 监测方案设计 根据随机均匀的调查断面布设原则，布设的调查断面应均匀分布于监测海区，同时应覆 盖整个监测海区。监测海域内大块及特大块垃圾碎片相对稀少，需要多个调查断面方能完成 监测。 4.1.3 仪器和设备 海上漂浮大块及特大块垃圾碎片的目视观测需要的设备和材料： ——双目望远镜（例如：8×10，10×50），用来对观测物体的材质进行鉴别； ——测距仪或者带刻度的双目望远镜（用来测量距离）； ——指南针（用来测量角度）； ——带纸夹的书写板； ——铅笔。 4.1.4 调查方法 调查船在选定的调查断面上行驶，观测者站在船的暸望台上，面向不晃眼的一侧用眼睛 搜索海面漂浮的物体，望远镜一般不用来寻找目标物体，仅用来帮助确认目标物体的类型和 尺寸。每个观测小组至少由两名观测成员组成。 调查方法分为样带法和样线法，两种调查方法具有各自的优缺点，如果观测者能够准确 的测量出船与目标物体的角度和距离，样线法得出的结果要比样带法的结果好，样线法应为 首选方法。 4.1.4.1 样带法 样带法调查的有效宽度（图1所示的W）一般设定为100米，即船舷向外100米。其估算 方法如下：将一张纸板裁成直角三角形，其大小相当于以观测者眼部距水面的高度（观测者 站在船舷边）和100m的长度分别作为直角边的直角三角形等比例缩小至一定程度。观测者 站在船舷边上，按照图3的方式手持三角形纸板保持不动，眼睛沿三角形的斜边向船舷的外 侧观看，目光碰到水的那一点，即为船舷之外100m处。所有位于有效宽度内的目标物体（见 图2）都应被统计，任何超出其范围的目标物体都不予统计。 样带法调查的有效宽度也可以根据现场的实际情况进行特殊设定，但必须保证所有断面 的有效宽度是相同的。 样带法调查的长度为船行驶的直线距离，调查船一般都装备有远程无线电导航系统 （LORANC）和全球定位系统（GPS），可以直接测量出船行驶的距离。也可以通过船速（船 速应尽量保持稳定）及行驶时间计算。如果船的航速或者路线发生了改变，需重新记录方位、 速度和时间。 4.1.4.2 样线法 样线法调查的有效宽度为船舷一侧向外到视线可及的范围。所有被眼睛搜索到的目标物 体均应被统计，而不考虑其与船的距离。观测者与目标物体之间的距离和角度（在第一眼看 到该物体的时候）需要被测定并记录（图2）。 样带法调查的长度为船行驶的直线距离，调查船一般都装备有远程无线电导航系统 （LORANC）和全球定位系统（GPS），可以直接测量出船行驶的距离。也可以通过船速（船 速应尽量保持稳定）及行驶时间计算。如果船的航速或者路线发生了改变，需重新记录方位、