江一帆
身份证号：45050219920306****国家海洋局北海海洋环境监测中心站 536000
摘要：在全球陆地资源日趋紧张和环境不断恶化的今天，世界各国纷纷将目光转向海洋 , 开发海洋资源、发展海洋经济成为沿海国家国民经济的重要支柱。现代海洋开发带来巨大经济效益的同时 , 也带来一系列资源和生态环境问题，例如海洋环境污染日趋严重 , 生态环境也日趋恶劣等。因此，海洋环境监测技术的研究和开发显得尤为重要。近年来海洋环境监测的化学传感器总体上距实用阶段还有较大距离。光纤、离子敏、生物敏等化学传感器和生物传感器的发展和实用化将使海洋环境监测技术实现革命性的变革。
关键字：海洋环境监测；现代传感器技术；海洋经济
引言
随着近几年监测技术发展，海洋环境监测在传感产业领域也逐渐变得越来越重要。根据海洋环境管理需求，本文主要概述和分析了现代传感器技术的特点和关键技术，研究了海洋环境监测技术的重点研究内容 , 旨在完成海洋生态环境监测、数据实时处理、各类海洋气象与灾害的数值预报预测、各类海水指标检测控制。最后对发展海洋环境监测现代传感器技术提出了建议。
一、现代传感器在检测技术中的作用及关键技术
现代传感器是一种常见的却又很重要的器件，它是感受规定的被测量的各种量并按一定规律将其转换为有用信号的器件或装置。对于传感器来说，按照输入的状态，输入可以分成静态量和动态量。传感器的静态特性的主要指标有线性度、迟滞、重复性、灵敏度和准确度等。传感器的动态特性则指的是对于输入量随着时间变化的响应特性，传感器涉及到的关键技术如下：(1) 敏感元件材料；(2) 微机械加工技术：利用光刻、 腐蚀、 淀积、 外延、 离子注入、 键合、 封装等工艺，可以制造出可活动膜片、多功能敏感元件。(3) 膜技术，特别是单层或多层有序分子膜技术，例如 BOD 监测中的微生物膜技术；(4) 微机械电子系统技术；(5) 环境适应性技术。
二、海洋环境监测技术的重点研究内容
海洋环境监测技术研究的核心是现场环境污染监测传感器 , 因此污染传感技术是污染监测技术的关键技术。研究海洋环境污染监测技术不仅避免了现场采样和实验室分析的繁杂过程，同时也能满足环境污染要素监测的特别需要。为了真正有效、合理达到海洋环境污染监测技术研究的目的 , 采用在发展道路上已被公认的科技成果、新的实验设备和新的试验方法 , 相应开发、研制与其配套的传感器监测仪器等是可行的。根据国际海洋环境监测技术的发展动态结合我国的现状 , 目前我们的总体目标是 : 改善我国海洋环境生态监测仪器、设备和技术 , 并进一步研究生物传感器、光纤传感器和微电极痕量金属传感器等。其具体表现是 : 一是在物理、化学传感器研究方面向模块化、智能化、网络化发展 , 向小型化和多功能化发展 ; 提高分析和测量的精度。二是发展现场、连续、自动监测系统 ; 信息采集、传输、存储和处理的模块化和集成技术[1]。
对海洋环境进行监测主要是为了掌握海洋中的污染物的入海量，确定海洋环境的质量，同时验证所采取的海洋污染防治措施是否已经发挥作用以及发挥作用的程度，并且对未来可能成为海洋污染物的物质以及其可能对海洋环境造成的影响进行预测。海洋环境监测工作监测的主要对象是那些毒性大，对海洋的危害性高，对海洋影响范围大的污染物。在这个过程中需要对海水的PH、浑浊度、含氧量、营养盐等进行检测，还需要对海洋中的生物的体长、重量、年龄、成长程度等进行检测。
三、现代传感器能够在检测中发挥的作用
现代传感器在各个行业中的应用是非常广泛的。它的工作原理是通过探测部件去检测要测量的物理量并将其转化为特定的信号传输至相连接的处理系统中。传感器在某种程度上类似于计算机的输入端，可以输入的量既可以是静态的不变的量，也可以是动态的在变化的量。
因此，传感器在进行信息传输的过程中既会有静态的特性指标，也会有动态的特性指标，其中前者主要包含重复性、灵敏度等，而后者则是对感应量的一种动态的回应与反馈[1]。传感器的制作以及使用过程中所涉及的主要技术包含有：（1）微机械加工技术。这项技术主要是因为传感器中所使用的各项元件的体积都是比较小的，在对这些元件进行加工的过程中就要使用到微机械加工技术对这些元件进行光刻、封装等。（2）膜技术。主要是对不同的料液进行分离、纯化、浓缩等操作。（3）微机械电子系统技术。用来实现传感器的各项功能。（4）环境适应性技术。对制作完成的传感器在使用过程中起到保护的作用。
四、海洋环境监测技术的内容与研究
海洋环境监测技术就是进行海洋环境监测的过程中所用到的各项技术，海洋环境监测工作中用到的最为主要的监测工具为现场环境污染监测传感器，故而要进行海洋环境监测工作，就一定要对污染传感技术进行研究。通过对这项技术研究，可以帮助海洋环境监测人员在进行监测工作的过程中减少去现场进行采样的步骤，而去实验室进行样品分析这一步骤也可以得到简化，从而大大提高监测人员的工作效率。此外，使用污染传感技术进行海洋污染物的监测，可以帮助海洋监测的范围更加广泛，能够监测的项目也会更多。
五、加强对海洋环境监测现代传感器技术的发展
5.1 加强化学和生物传感器技术的发展
加强对海洋环境监测现代传感器技术的发展首先要对化学和生物传感器技术的发展进行加强。从前文中就可以得知在对海洋的环境进行监测的时候会涉及海水的PH，浑浊度等参数的监测。而在当前，这些参数的监测所用到的都是化学和生物传感器，虽然已经大大方便了海洋环境的监测工作，但仍然存在有一些技术上的疑难问题，比如说，无法进行海水的定点连续测定。故而仍然要继续对化学和生物传感器技术进行研究，争取早日解决这些问题。
5.2 加强传感器抗干扰能力的研究
海洋环境相对其他领域来说会比较负责，尤其是海洋中的一些因素的存在给海洋环境的监测带来了很大的困扰。恶劣的海洋环境对于传感器的稳定工作极为不利。因而即使其他行业对于传感器的研究已经有一些先进的成果，但这些成果也无法直接应用于海洋环境的监测工作中来。因此，在未来，对于海洋监测传感器的研究，除了要增强传感器的监测技术的研究，还要加强传感器对于外界干扰的抵抗能力，帮助传感器能够在更为艰苦的条件下顺利执行监测工作[2]。
5.3 加强微机械电子系统分析技术的发展
海洋环境监测现代传感器技术的发展还离不开微机械电子系统分析技术的支持。在对海洋污染物以及海洋的生态环境进行监测的过程中会牵涉到对一些物质的分析，而这些物质在海水中的存量可能是微量或者是痕量的。故而这就要求传感器的精度以及其制作过程中的集成技术有所提高。而微机械电子系统分析技术是将多种分析方式及其分析过程整合在一起并进行优化之后融入在传感器中，能够对极少的目标进行最精确的分析，从而得到更加准确的信息，帮助提升海洋环境监测的质量。
5.4 加强与其他学科领域的交流与合作
要加强海洋环境监测传感器技术的发展，还应该注意与其他学科领域的交流与合作。海洋环境监测主要是对污染物的监测，而这些污染物可能不止存在于海洋中。因此在对海洋进行相关监测技术的研究的同时还可以与其他的污染物研究部门一起合作。
结语
随着生存在地球上的人口的增加以及对地球资源的消耗，地球仍存在的资源已经越来越少。海洋资源对人类的未来发展有着非常重要的保障作用。加强海洋环境监测现代传感器技术的发展就是在为保护这些重要的海洋资源提供技术上的坚定支持，是重要且极具意义的事情。
参考文献
[1] 庄峙厦， 李伟， 陈曦， 等. 光纤化学/ 生物传感技术在海洋环境监测中的应用[ J ]. 海洋技术学报，2002，21（1）:27-33.
[2] 李菁华. 现代生物技术在环境监测中的应用研究[J]. 资源节约与环保，2015（6）:99.