海水水质监测计划的发展
 

监测计划的范围

环保署负责长期监测香港境内海域的水质,在固定的海上位置(监测站)收集海水和沉积物样本,这些监测站的位置以经纬坐标确定。2005年内,环保署在全港76个水质监测站上每个月收集海水样本一次,也在45个海底沉积物站上每年采集两次样本。另外环保署亦于全港17个避风塘、游艇碇泊区及政府船坞内的18个海水监测站和15个沉积物监测站采集样本以作测试。此外,并在分布于九个水质管制区的25个水质监测站位每月监测浮游植物一次。

全港76个海水水质监测站

1986年环保署的水质监测计划开展时,全港共设有77个海水水质监测站,至今监测站的数目大致保持稳定,但海底沉积物监测站位的数目则有所增加,1986年全港仅有19个沉积物监测站,以后20年内先后增加了26个。另外,1986年位于避风塘和船只碇泊区的监测站位仅有15个,及后虽因填海而取消了九龙北南塘避风塘,但却增加了两个避风塘(土瓜湾及白沙湾),再加上2000年喜灵洲避风塘和新政府船坞相继落成,目前监测站位总共18个。环保署于全港避风塘监测站每两个月采集海水样本一次,每年采集沉积物样本两次。

 

资源与设备

早年用于监测水质的船只 「集一号」

为了解香港整体的水质状况,监测站位大多设于远离岸边的位置,因此环保署必须利用监测船只往返各站位实地测量和取样。1986年至1992年之间,我们主要使用一艘小型船只「集一号」进行监测工作,有时需要租用其它船只辅助,而后海湾区则使用水警船只。「集一号」是一艘普通类型的船只,甲板面积有限,而且无冷藏室存放监测样本,船上亦没有样本分析设备。1993年,我们建造了一艘专门用于监测香港海域水质的新船「林蕴盈博士号」,纪念早年积极筹划环保署海水水质监测计划和对浮游植物与红潮研究作出重大贡献的林蕴盈博士。环保署得以购置新船,林博士确实功不可没,然而林博士于1990年辞世,未能目睹新船下水,环保署特以她的名字命名,以表纪念。

 

环保署的海水水质监测船
「林蕴盈博士号」

「林蕴盈博士号」由海事处派员操作及维修,船长及所有船员均隶属该处。监测船身长26米,甲板宽阔,内置冷藏室和化验室,还有橡皮小艇可执行特别任务。船上最初装设了全球定位系统,其后改进为差分全球定位系统,定位读数高度准确,有助确定海上监测站位置,此外甲板上更装设了闭路摄影机,为船上工作人员带来更大的安全保障。船身侧面设有电子控制的吊机/绞车,用于垂放沉重的海水/沉积物取样器和监测仪器。

 

80年代监测水质的工作情况

1986年至1993年间,环保署人员一直用人手采集海水样本。工作人员于每个监测站用手放置Van Dorn取样器入海,取得样本后在甲板上用不同的测计仪测量水温、盐度及溶解氧等参数,数据均经人手记录在纸上。

 

1994年开始,监测船装设了新的温盐深多参数水质剖面仪,取代原有的测量仪器。新仪器只需垂放入水中,便可测量不同水深的水温、盐度、溶解氧及混浊度,从而取得水体的垂直剖面数据,数据可直接加载计算机储存。有了这组先进仪器,实地测量工作变得更快捷、有效率和准确。1999年,环保署购置了计算机控制的多瓶式采样器,取代原有的手拉式Van Dorn海水取样器。新设备每次可抽取12个水样本。目前的采样过程更加完善,多瓶式采样器和温盐深剖面仪由电子绞车同时垂放入海中平行操作。

 

安装于多瓶式采样器内的温盐深
水质剖面仪

自1995年开始,所有海水监测数据均输入环保署的综合水质及污染量数据系统。这个小巧但高效率的计算机数据库系统能有序地储存、编排和分析多种模式的数据,方便快速检取数据和检验水质趋势。

新设备试验

多年来环保署应用新科技来进一步改善水质监测计划,然而有些新进技术经实地验证发现并不适合用于香港环境,因此并未被采纳。

 

其中一项试验过的新科技是利用遥控感测方法进行水质监测。监测仪器设于固定海面的浮标上,可持续测量海水水质,将数据以电子方式传送回基地。而环保署现有的水质监测必须由工作人员每月前往各监测站实地测量及采集水样本化验。

 

遥测海水水质监测系统

1996年,环保署展开了一项为期七个月的遥测海水水质监测系统试验,研究遥测技术在香港海域应用的可行性。试验结果显示这套设备可产生准确的数据,但在实际操作上却有许多问题。首先系统安装和维修费用极高,系统只能在海域内设一至两个取样点,不能符合全面的监测计划下覆盖全港范围的需要,此外系统容易发生故障,除了例行维修以外仪器还需经常修理,其中特别易受附生物的影响(例如附着设备上滋生的海洋生物),导致传感器失灵。由于遥测装置长期留在海上,容易遭人破坏、盗取或被暴风或巨浪冲击。另一重要因素是系统只能计量少量的参数,无法满足常规水质监测的要求。由于遥测技术的实用性和成本效益未如理想,环保署决定不予以采用进行日常的海水水质监测工作。

 

采样程序

环保署人员乘监测船出海收集海水样本时,首先要确定每个取样站的位置。回想八十年代,取样人员主要靠辨认明显标帜来定位,例如地面上的建筑物地标或附近水面的浮标。九十年代新监测船「林蕴盈博士号」启航后,船上的全球定位系统可确定监测站位置,其后改为差分全球定位系统,定位程度更为精确,在系统指引下监测船每次均可驶到监测站一米范围内取样。

 

环保署人员正收集海水样本

为了监测海水整体水质状况,在每个监测站均采集三个不同水深的样本:水面以下一米(水面)、水面与海床之间中位(中位)及海床之上一米(海底)。早年因所有海水样本均由人手取样,所以在每个站位不同水深位置上需要在上、中、下层采集海水样本各一次。1999年改用电子控制的多瓶式采样器后,我们只需进行一次取样便可准确地在三个不同水层采集样本。

 

监测计划中沉积物样本的采集是利用爪斗式取样器在海床表面十厘米处进行。取样器的类型主要根据监测站位的海床深度、水流和需收集的沉积物重量而定。环保署一般采用三类取样器:适用于浅水的Birge-Ekman爪斗式取样器(0.023平方米)、Van Veen爪斗式取样器(0.1平方米)及适用于较深水的Smith-Mcintyre爪斗式取样器(0.1平方米)。

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