燕山大学大学生创新性实验计划

燕山大学大学生创新性实验计划 渤海湾海水浊度在线监测方法的研究答辩人：张学娇

报告主要内容 • 一、立项依据 • 二、研究内容 • 三、研究方案 • 四、工作基础

一、立项依据

1.1水的重要性 古人云：水为万化之源，人之命脉。水既是人类生存的基本条件，又是社会生产必不可少的物质资源。没有水，就没有人类社会的今天。所以说，水是人类的宝贵资源，是生命之泉。

1.1水的重要性 地球上水与陆面积之比为7：3，在水资源中，淡水资源只不足3%，其余均为海水。目前，陆地资源有限，发展海洋经济(海上油田、海水养殖和海上运输)成为沿海国家国民经济的重要支柱，也是可持续发展战略的前沿阵地。海上油田海上养殖区

1.2水的污染和引起的后果 事故引起的水污染俄罗斯油轮触礁千吨原油泄入黑海韩国西部沿海万吨油轮原油泄漏墨西哥海上油井井喷

1.2水的污染和引起的后果 渤海湾污染情况秦皇岛某工厂污水排放唐山某工厂污水排放渤海局部海域污染渤海入海口工业污水排放

1.2水的污染和引起的后果 人为引起的水污染美国格兰德河南非水库荷兰利兹比克河太湖黄河松花江

1.2水的污染和引起的后果 ! 水污染的后果 ? 赤潮赤潮黄河中的死鱼某海湾中的大面积死鱼

1.3国内外研究现状 国外研究现状 • 60年代末，海洋污染监测技术的研究； • 70年代末，多项海洋污染调查和监测计划； • 80年代，将资料浮标作为海洋环境监测的一种常规手段； • 90年代，将航空和航天遥感技术应用于海洋环境监测；目前，相关传感器及监测技术也有了较大进展, 污染监测自动化技术已发展到较高水平。

立项依据 国外研究现状 YS I 公司的YSI 6600 型多参数水质监测仪加拿大PT4水质在线监控系统技术参数与主要特点：功能强大，可选8个探头进行17种参数检测（溶氧，温度，电导，盐度，pH，深度，流速，浊度，叶绿素，铵氮，硝氮、氯化物等）。内置电池盒可连续运转90天（数据采集间隔为1小时），检测深度可达200米。美国HACH哈希 MiniSonde 4a多参数及叶绿素水质分析仪

1.3国内外研究现状 国内研究现状我国的海洋环境监测起步于20 世纪70 年代，到80 年代中期,海洋环境监测网的建设列入国家重大科技攻关计划。 1 国家863资助 “十五”期间7个研究专题； “十一五”期间4个研究专题水环境监测与治理 2 国家自然科学基金资助关于海洋生态的研究： 2005年245项，约0.8亿 2006年316项，约1.0亿 2007年434项，约1.4亿 3 研究院校中科院南海海洋研究所、四川大学、中国海洋大学、清华大学、武汉大学

1.3国内外研究现状 04～07国内外相关论文一览表

1.4监测方法和技术发展趋势 技术发展趋势立体监测实验室检测移动监测自动监测以GPS全球卫星定位系统和PRS/GSM 无线数据通信装置为信息载体以移动监测船为基本监测单元，以便携式现场水质多参数分析仪为分析工具天基、海基、岸基、海床基海洋环境监测平台现场采样，实验室分析，离线形式

结论 “基于光电传感网络的水环境在线监测及预警技术的研究” 具有重大意义!

二、研究内容

二、研究内容 目前海洋监测的主要参数有: 1、海洋水文气象参数: 流速、流向、风速、风向、水温、水压、波浪等。 2、水质生物状态参数: 化学需氧量、浊度、叶绿素 a、油污、PH值、盐度等。 3、物理化学参数: 各种营养盐、痕量重金属等。

二、研究内容 一、研究功耗低、体积小的用于监测浊度光学传感器，且传感器可将自身监测的信号发送，通过无线通信网将信号送至远程数据中心；二、利用光谱分析仪取被测水样找出海水中固体小颗粒吸收的三个波长；三、信号模块的设计；四、浊度传感头的设计。拟解决的关键科学问题： (1)克服海水中杂散光的干扰； (2)根据水样中悬浮颗粒的大小确定最优波长的单色光源,以减少因某些有机物对光的吸收而产生的干扰； (3)确定浊度与透射光强的关系； (4)海水浊度传感器的信号发送。

项目的特色与创新之处 (1) 传感器采用光电技术和光谱技术研发； (2) 传感器可长期置放水中，实现对水资源中浊度参数的实时在线监测； (3) 基于光散射原理测量水样浊度，根据水样中悬浮颗粒的大小选择最优波长的单色光源,以减少因某些有机物对光的吸收而产生的干扰。

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