海洋环境分析监测技术
目录
第一部分 海洋环境监测概况
第1章 海洋环境监测概况 3
1.1 海洋环境监测的定义 3
1.1.1 环境监测 3
1.1.2 海洋观测 4
1.1.3 海洋环境监测 4
1.2 海洋环境监测的对象 4
1.2.1 海洋水文气象参数 4
1.2.2 海洋物理化学参数 5
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第一部分 海洋环境监测概况
第1章 海洋环境监测概况 3
1.1 海洋环境监测的定义 3
1.1.1 环境监测 3
1.1.2 海洋观测 4
1.1.3 海洋环境监测 4
1.2 海洋环境监测的对象 4
1.2.1 海洋水文气象参数 4
1.2.2 海洋物理化学参数 5
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陈令新，中国科学院烟台海岸带研究所研究员、博士生导师。2003年于中国科学院大连化学物理研究所获理学博士学位。2004～2009年分别在清华大学化学系、汉阳大学纳米生物工程系学习和工作。2010年入选中国科学院“百人计划（引进国外杰出人才）”。2014年入选“国家百千万人才工程”，并被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号。主要负责开展环境分析监测理论研究与在线监测技术研发工作。
《海洋环境分析监测技术》系统介绍了海洋环境分析监测领域的相关仪器、方法、技术及发展动态。《海洋环境分析监测技术》主要包括七个部分：对海洋环境监测的定义、对象、类型和发展趋势进行概述；介绍海洋常规环境，包括针对水文气象、营养盐和叶绿素等的监测技术；介绍海洋典型污染物，包括针对典型重金属、有机物、赤潮毒素和油类的分析监测技术；介绍环境总毒性的生物可视化分析与新型污染物分析监测技术；介绍现代海洋环境立体监测体系的构成与平台，包括立体监测集成系统的基本组成，多元化的监测平台及数据与信息服务网络建设等，以及国内外生态环境立体监测系统；介绍海洋环境业务化的分析监测方案；针对我国未来海洋环境分析监测所面临的挑战，给出了相应的解决思路和建议。
目录
第一部分 海洋环境监测概况
第1章 海洋环境监测概况 3
1.1 海洋环境监测的定义 3
1.1.1 环境监测 3
1.1.2 海洋观测 4
1.1.3 海洋环境监测 4
1.2 海洋环境监测的对象 4
1.2.1 海洋水文气象参数 4
1.2.2 海洋物理化学参数 5
1.2.3 海洋生物参数 5
1.2.4 海洋放射性参数 6
1.3 海洋环境监测的类型 6
1.4 海洋环境监测的发展 7
1.4.1 国际海洋环境监测发展简介 7
1.4.2 传感器技术在海洋环境监测中的应用 12
1.4.3 我国海洋环境监测发展简介 16
1.4.4 海洋环境监测发展趋势 21
参考文献 24
第二部分 海洋常规生态环境分析监测
第2章 海洋水文气象监测 29
2.1 海洋气象监测 29
2.1.1 常规监测方法 31
2.1.2 浮标/潜标风速风向监测 32
2.1.3 卫星风速风向监测 32
2.2 海洋水文监测 33
2.2.1 温、盐、深监测 33
2.2.2 溶解氧/pH/浊度监测 37
2.2.3 潮汐/波浪/海流监测 41
2.3 海洋水文气象监测发展趋势 43
参考文献 45
第3章 营养盐分析监测 46
3.1 氮的分析检测 47
3.1.1 比色法 48
3.1.2 分光光度法 48
3.1.3 改进的分光光度法 51
3.1.4 紫外光谱法 56
3.1.5 发光分析法 57
3.1.6 色谱法 62
3.1.7 电化学法 64
3.1.8 生物传感器 68
3.2 磷的分析监测 71
3.2.1 分光光度法 71
3.2.2 改进的分光光度法 72
3.2.3 发光分析法-荧光法 73
3.2.4 电化学法 74
3.2.5 色谱法 75
3.3 硅的分析监测 76
3.3.1 分光光度法 77
3.3.2 离子色谱法 77
3.3.3 电化学法 78
3.4 营养盐同时在线分析监测 78
3.4.1 流动注射分析 79
3.4.2 微流体技术 80
3.4.3 营养盐原位分析仪 80
参考文献 83
第4章 叶绿素分析监测 89
4.1 实验室分析方法 89
4.1.1 光谱法 89
4.1.2 色谱法 92
4.2 现场连续监测 96
4.3 遥感法 98
4.3.1 叶绿素机载激光荧光雷达监测系统 99
4.3.2 叶绿素卫星遥感监测系统 101
参考文献 105
第三部分 海洋典型污染物分析监测
第5章 重金属分析监测 111
5.1 光学法 113
5.1.1 原子吸收分光光度法 113
5.1.2 原子荧光分光光度法 116
5.1.3 原子发射光谱法 117
5.1.4 分光光度法 118
5.1.5 改进的分光光度法 124
5.1.6 化学发光分析法 127
5.2 电化学监测方法 130
5.2.1 溶出伏安法 131
5.2.2 化学修饰电极 136
5.2.3 电位分析法 138
5.3 电感耦合等离子体质谱法 141
5.4 生物监测方法 143
5.4.1 重金属监测指示生物 144
5.4.2 现代生物方法在重金属监测中的应用 149
5.5 重金属快速在线分析监测 154
参考文献 154
第6章 有机污染分析监测 164
6.1 有机污染物 164
6.1.1 种类与特点 164
6.1.2 污染形式 165
6.1.3 危害 167
6.2 色谱法 167
6.2.1 原理与特点 168
6.2.2 分类 168
6.3 有机质谱法 172
6.3.1 与GC联用 173
6.3.2 与LC联用 174
6.4 光谱法 175
6.4.1 荧光分析法 175
6.4.2 分光光度法 177
6.4.3 表面增强拉曼光谱法 178
6.4.4 其他分析法 180
6.5 生物毒性检测 180
6.5.1 作用机理影响因素 181
6.5.2 检测类型 183
参考文献 184
第7章 油类污染分析监测 187
7.1 油类污染简介 187
7.1.1 类型及来源 187
7.1.2 油污特点 188
7.1.3 污染影响机制 189
7.1.4 危害 190
7.2 化学监测法 191
7.2.1 重量法 192
7.2.2 光学法 192
7.2.3 其他分析法 197
7.2.4 测定方法比较 199
7.3 遥感法 199
7.3.1 基本计算方法 200
7.3.2 遥感分析类型 201
7.4 溢油量评估法 204
7.5 应急监测与处理 206
7.6 生物修复法 207
7.7 溢油鉴定与事故防止 209
参考文献 210
第8章 赤潮毒素分析监测技术 213
8.1 赤潮毒素简介 213
8.2 生物毒性法 221
8.2.1 传统生物检测法 221
8.2.2 免疫学检测法 223
8.2.3 细胞毒性检测法 227
8.2.4 神经受体结合检测法 229
8.3 化学分析法 229
8.3.1 高效液相色谱-紫外检测法 229
8.3.2 高效液相色谱-荧光检测法 230
8.3.3 高效液相色谱-质谱检测法 230
8.4 赤潮毒素传感器 231
8.4.1 细胞传感器 231
8.4.2 免疫传感器 232
8.4.3 表面等离子体共振传感器 232
8.5 海洋赤潮毒素监测系统 233
参考文献 233
第四部分 环境总毒性与新型污染物分析监测
第9章 环境总毒素的生物监测方法 239
9.1 在线生物监测 239
9.2 个体行为分析监测技术 239
9.2.1 二维行为跟踪技术 240
9.2.2 三维多目标行为跟踪 246
9.2.3 应用实例 248
9.3 浮游藻类的自动鉴别技术 249
9.3.1 浮游藻类的检测方法 249
9.3.2 浮游藻类检测装置 251
9.3.3 浮游植物图像的自动识别技术 254
9.4 基于行为的环境总毒素的分析方法 255
9.4.1 水生生物的行为数据分析 255
9.4.2 数学及计算分析方法的研究 256
参考文献 259
第10章 新兴污染监测 261
10.1 抗生素和抗性基因污染监测 261
10.1.1 抗生素概述 261
10.1.2 抗性基因概述 269
10.1.3 抗生素检测方法 274
10.1.4 抗性基因污染监测 276
10.2 纳米颗粒污染监测 281
10.2.1 概述 281
10.2.2 纳米污染检测方法 285
10.2.3 纳米检测方法展望 295
10.3 放射性污染分析监测 296
10.3.1 概述 296
10.3.2 放射性污染检测方法 298
10.3.3 海洋放射性检测展望 301
10.4 复合污染分析监测 301
10.4.1 概述 301
10.4.2 复合污染的检测技术及展望 303
参考文献 303
第五部分 海洋环境立体监测系统
第11章 海洋环境立体监测系统 315
11.1 海洋环境立体监测系统概念 316
11.2 海洋环境立体监测系统基本组成 316
11.3 海洋立体监测平台建设及集成技术 318
11.3.1 天基海洋环境监测平台 318
11.3.2 空基海洋环境监测平台 325
11.3.3 岸基海洋环境监测平台 327
11.3.4 海基海洋环境监测平台 331
11.3.5 海底海洋环境监测平台 338
11.4 数据与信息服务系统建设 358
11.4.1 数据通信与管理 360
11.4.2 数据处理与信息服务 363
参考文献 365
第12章 国内外海洋立体监测系统介绍 371
12.1 全球海洋观测系统(GOOS)计划 371
12.2 全球海洋实时观测网 (Argo) 374
12.3 美国近海海洋观测实验室 (COOL) 375
12.4 加拿大“海王星”海底观测网 377
参考文献 381
第六部分 海洋环境业务化分析监测
第13章 我国海洋生态环境的业务化监测 385
13.1 我国海洋环境业务化监测概述 385
13.1.1 海洋环境业务化监测历史沿革 385
13.1.2 海洋环境业务化监测的特点及分类 388
13.1.3 海洋环境业务化监测的目的 389
13.2 我国海洋环境业务化监测工作方案 392
13.2.1 业务化监测工作方案的编制 392
13.2.2 指导思想及总体目标 392
13.2.3 业务化监测工作内容 393
13.3 海洋环境业务化监测的流程 404
13.3.1 业务化监测调查工作 404
13.3.2 业务化监测实验分析工作 413
13.4 海洋环境业务化监测全过程质量控制 424
13.4.1 样品采集前的准备工作 424
13.4.2 样品采集过程的质量控制 426
13.4.3 样品的储存与运输的质量控制 429
13.4.4 实验室分析质量控制 430
13.5 我国海洋环境业务化监测网络体系建设 432
13.5.1 我国海洋环境业务化监测网络体系现状 432
13.5.2 业务化监测网络体系发展需求及总体思路 433
参考文献 435
结语 展望与挑战
第14章 海洋环境分析监测展望与挑战 439
索引 444
^ 收 起
第一部分 海洋环境监测概况
第1章 海洋环境监测概况 3
1.1 海洋环境监测的定义 3
1.1.1 环境监测 3
1.1.2 海洋观测 4
1.1.3 海洋环境监测 4
1.2 海洋环境监测的对象 4
1.2.1 海洋水文气象参数 4
1.2.2 海洋物理化学参数 5
1.2.3 海洋生物参数 5
1.2.4 海洋放射性参数 6
1.3 海洋环境监测的类型 6
1.4 海洋环境监测的发展 7
1.4.1 国际海洋环境监测发展简介 7
1.4.2 传感器技术在海洋环境监测中的应用 12
1.4.3 我国海洋环境监测发展简介 16
1.4.4 海洋环境监测发展趋势 21
参考文献 24
第二部分 海洋常规生态环境分析监测
第2章 海洋水文气象监测 29
2.1 海洋气象监测 29
2.1.1 常规监测方法 31
2.1.2 浮标/潜标风速风向监测 32
2.1.3 卫星风速风向监测 32
2.2 海洋水文监测 33
2.2.1 温、盐、深监测 33
2.2.2 溶解氧/pH/浊度监测 37
2.2.3 潮汐/波浪/海流监测 41
2.3 海洋水文气象监测发展趋势 43
参考文献 45
第3章 营养盐分析监测 46
3.1 氮的分析检测 47
3.1.1 比色法 48
3.1.2 分光光度法 48
3.1.3 改进的分光光度法 51
3.1.4 紫外光谱法 56
3.1.5 发光分析法 57
3.1.6 色谱法 62
3.1.7 电化学法 64
3.1.8 生物传感器 68
3.2 磷的分析监测 71
3.2.1 分光光度法 71
3.2.2 改进的分光光度法 72
3.2.3 发光分析法-荧光法 73
3.2.4 电化学法 74
3.2.5 色谱法 75
3.3 硅的分析监测 76
3.3.1 分光光度法 77
3.3.2 离子色谱法 77
3.3.3 电化学法 78
3.4 营养盐同时在线分析监测 78
3.4.1 流动注射分析 79
3.4.2 微流体技术 80
3.4.3 营养盐原位分析仪 80
参考文献 83
第4章 叶绿素分析监测 89
4.1 实验室分析方法 89
4.1.1 光谱法 89
4.1.2 色谱法 92
4.2 现场连续监测 96
4.3 遥感法 98
4.3.1 叶绿素机载激光荧光雷达监测系统 99
4.3.2 叶绿素卫星遥感监测系统 101
参考文献 105
第三部分 海洋典型污染物分析监测
第5章 重金属分析监测 111
5.1 光学法 113
5.1.1 原子吸收分光光度法 113
5.1.2 原子荧光分光光度法 116
5.1.3 原子发射光谱法 117
5.1.4 分光光度法 118
5.1.5 改进的分光光度法 124
5.1.6 化学发光分析法 127
5.2 电化学监测方法 130
5.2.1 溶出伏安法 131
5.2.2 化学修饰电极 136
5.2.3 电位分析法 138
5.3 电感耦合等离子体质谱法 141
5.4 生物监测方法 143
5.4.1 重金属监测指示生物 144
5.4.2 现代生物方法在重金属监测中的应用 149
5.5 重金属快速在线分析监测 154
参考文献 154
第6章 有机污染分析监测 164
6.1 有机污染物 164
6.1.1 种类与特点 164
6.1.2 污染形式 165
6.1.3 危害 167
6.2 色谱法 167
6.2.1 原理与特点 168
6.2.2 分类 168
6.3 有机质谱法 172
6.3.1 与GC联用 173
6.3.2 与LC联用 174
6.4 光谱法 175
6.4.1 荧光分析法 175
6.4.2 分光光度法 177
6.4.3 表面增强拉曼光谱法 178
6.4.4 其他分析法 180
6.5 生物毒性检测 180
6.5.1 作用机理影响因素 181
6.5.2 检测类型 183
参考文献 184
第7章 油类污染分析监测 187
7.1 油类污染简介 187
7.1.1 类型及来源 187
7.1.2 油污特点 188
7.1.3 污染影响机制 189
7.1.4 危害 190
7.2 化学监测法 191
7.2.1 重量法 192
7.2.2 光学法 192
7.2.3 其他分析法 197
7.2.4 测定方法比较 199
7.3 遥感法 199
7.3.1 基本计算方法 200
7.3.2 遥感分析类型 201
7.4 溢油量评估法 204
7.5 应急监测与处理 206
7.6 生物修复法 207
7.7 溢油鉴定与事故防止 209
参考文献 210
第8章 赤潮毒素分析监测技术 213
8.1 赤潮毒素简介 213
8.2 生物毒性法 221
8.2.1 传统生物检测法 221
8.2.2 免疫学检测法 223
8.2.3 细胞毒性检测法 227
8.2.4 神经受体结合检测法 229
8.3 化学分析法 229
8.3.1 高效液相色谱-紫外检测法 229
8.3.2 高效液相色谱-荧光检测法 230
8.3.3 高效液相色谱-质谱检测法 230
8.4 赤潮毒素传感器 231
8.4.1 细胞传感器 231
8.4.2 免疫传感器 232
8.4.3 表面等离子体共振传感器 232
8.5 海洋赤潮毒素监测系统 233
参考文献 233
第四部分 环境总毒性与新型污染物分析监测
第9章 环境总毒素的生物监测方法 239
9.1 在线生物监测 239
9.2 个体行为分析监测技术 239
9.2.1 二维行为跟踪技术 240
9.2.2 三维多目标行为跟踪 246
9.2.3 应用实例 248
9.3 浮游藻类的自动鉴别技术 249
9.3.1 浮游藻类的检测方法 249
9.3.2 浮游藻类检测装置 251
9.3.3 浮游植物图像的自动识别技术 254
9.4 基于行为的环境总毒素的分析方法 255
9.4.1 水生生物的行为数据分析 255
9.4.2 数学及计算分析方法的研究 256
参考文献 259
第10章 新兴污染监测 261
10.1 抗生素和抗性基因污染监测 261
10.1.1 抗生素概述 261
10.1.2 抗性基因概述 269
10.1.3 抗生素检测方法 274
10.1.4 抗性基因污染监测 276
10.2 纳米颗粒污染监测 281
10.2.1 概述 281
10.2.2 纳米污染检测方法 285
10.2.3 纳米检测方法展望 295
10.3 放射性污染分析监测 296
10.3.1 概述 296
10.3.2 放射性污染检测方法 298
10.3.3 海洋放射性检测展望 301
10.4 复合污染分析监测 301
10.4.1 概述 301
10.4.2 复合污染的检测技术及展望 303
参考文献 303
第五部分 海洋环境立体监测系统
第11章 海洋环境立体监测系统 315
11.1 海洋环境立体监测系统概念 316
11.2 海洋环境立体监测系统基本组成 316
11.3 海洋立体监测平台建设及集成技术 318
11.3.1 天基海洋环境监测平台 318
11.3.2 空基海洋环境监测平台 325
11.3.3 岸基海洋环境监测平台 327
11.3.4 海基海洋环境监测平台 331
11.3.5 海底海洋环境监测平台 338
11.4 数据与信息服务系统建设 358
11.4.1 数据通信与管理 360
11.4.2 数据处理与信息服务 363
参考文献 365
第12章 国内外海洋立体监测系统介绍 371
12.1 全球海洋观测系统(GOOS)计划 371
12.2 全球海洋实时观测网 (Argo) 374
12.3 美国近海海洋观测实验室 (COOL) 375
12.4 加拿大“海王星”海底观测网 377
参考文献 381
第六部分 海洋环境业务化分析监测
第13章 我国海洋生态环境的业务化监测 385
13.1 我国海洋环境业务化监测概述 385
13.1.1 海洋环境业务化监测历史沿革 385
13.1.2 海洋环境业务化监测的特点及分类 388
13.1.3 海洋环境业务化监测的目的 389
13.2 我国海洋环境业务化监测工作方案 392
13.2.1 业务化监测工作方案的编制 392
13.2.2 指导思想及总体目标 392
13.2.3 业务化监测工作内容 393
13.3 海洋环境业务化监测的流程 404
13.3.1 业务化监测调查工作 404
13.3.2 业务化监测实验分析工作 413
13.4 海洋环境业务化监测全过程质量控制 424
13.4.1 样品采集前的准备工作 424
13.4.2 样品采集过程的质量控制 426
13.4.3 样品的储存与运输的质量控制 429
13.4.4 实验室分析质量控制 430
13.5 我国海洋环境业务化监测网络体系建设 432
13.5.1 我国海洋环境业务化监测网络体系现状 432
13.5.2 业务化监测网络体系发展需求及总体思路 433
参考文献 435
结语 展望与挑战
第14章 海洋环境分析监测展望与挑战 439
索引 444
^ 收 起
陈令新，中国科学院烟台海岸带研究所研究员、博士生导师。2003年于中国科学院大连化学物理研究所获理学博士学位。2004～2009年分别在清华大学化学系、汉阳大学纳米生物工程系学习和工作。2010年入选中国科学院“百人计划（引进国外杰出人才）”。2014年入选“国家百千万人才工程”，并被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号。主要负责开展环境分析监测理论研究与在线监测技术研发工作。
《海洋环境分析监测技术》系统介绍了海洋环境分析监测领域的相关仪器、方法、技术及发展动态。《海洋环境分析监测技术》主要包括七个部分：对海洋环境监测的定义、对象、类型和发展趋势进行概述；介绍海洋常规环境，包括针对水文气象、营养盐和叶绿素等的监测技术；介绍海洋典型污染物，包括针对典型重金属、有机物、赤潮毒素和油类的分析监测技术；介绍环境总毒性的生物可视化分析与新型污染物分析监测技术；介绍现代海洋环境立体监测体系的构成与平台，包括立体监测集成系统的基本组成，多元化的监测平台及数据与信息服务网络建设等，以及国内外生态环境立体监测系统；介绍海洋环境业务化的分析监测方案；针对我国未来海洋环境分析监测所面临的挑战，给出了相应的解决思路和建议。
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