海水盐度检测综述

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1、盐度是影响鱼类胚胎及仔鱼发育的重要生态因子之一"水中溶解盐类的总量称盐度或者矿化度［.］，盐度与养殖水产动物的生长!发育!渗透压调节关系密切"盐度变化会迫使鱼类通过一系列生理变化来调整体内外渗透压的动态平衡，致使其摄食!呼吸代谢!酶和激素水平等相关生理指标产生相应变化"鱼类胚胎发育阶段对盐度要求较高，若水体中的盐度超出胚胎发育的适宜盐度范围，将导致鱼类繁殖时受精率!孵化率与成活率下降，鱼类胚胎发育异常，鱼苗畸形率升高，生存活力下降［.(%#］，而胚胎或初孵仔鱼无法对盐度胁迫进行缓解最终造成器官或组织的崩溃［%.］"在自然环

2、境或人工育苗过程中，经常因雨水或干旱等客观原因或人为因素使海水盐度发生变化，因此研究盐度胁迫下鱼类胚胎及仔鱼发育对苗种生产具有实际意义"有关盐度对鱼类胚胎及仔鱼发育的影响已有许多报道，证实不同鱼类胚胎和仔鱼对盐度的适应范围各不相同"本研究阐述了盐度对鱼类受精卵的沉浮分布!孵化率!畸形率!能量收支!渗透调节以及仔鱼的生长发育的影响等几方面的研究进展海洋中声速的实时监测是海洋监测的一个重要内容。近二十年来,光学实时监测方法越来越受到人们的重视[1～6]。其中,布里渊散射方法由于具有高分辨率和高信噪比[7],更成为人们研究的重点

3、。当一束光射入水中时,会发生弹性散射和非弹性散射,布里渊散射即是非弹性散射的一种近来,我们又用布里渊散射方法测量了不同盐度及温度海水中的声速。实验装置如图2所示。由于布里渊散射的频移非常小,因此,要求所用激光器具有很好的频率稳定性线宽。为保证测量精度,用注入式锁模脉冲YAG激光器作光源,输出波长为532nm,线宽为200MHz,脉冲宽度为10ns,输出能量为每个脉冲300mJ,脉冲重复频率为20Hz。对于信号检测,使用高精度扫描法布里-珀罗干涉仪,它由两个平面镜组成,每个平面镜的反射率均为99%,因此,干涉仪可获得相当高的

4、精细度。干涉仪的自由光谱范围为18.54GHz。为了尽可能降低噪声的影响,在大量实验的基础上,我们选用了直径为15Lm的针孔滤波器。实验中所用的海水是用美国Sigma公司生产的海盐配制的。除浮游生物外,其化学成分与真实海水完全一样。海水经过一个温控循环装置实现温度的控制与稳定。温度的控制精度为0.02℃。在实验中,选择扫描法布里-珀罗干涉仪的扫描周期为100s。这是由于在每秒20个脉冲的情况下,短扫描周期会造成信号的采样数过低,从而影响测量精度。以上结果表明,布里渊散射方法是一种很好的实时监测方法。与常规声速测量方法相比,

5、布里渊散射方法具有以下优点:由于利用了光散射,实时性好;由于采用调频探测,抗干扰性好,信噪比高,测量精度高;由于是非接触探测,适用于恶劣环境及人员、设备不便直接到达的环境的监测。海水的盐度是海水含盐量的定量量度,是海水最重要的理化特征之一川。盐度的分布变化也是影响和制约其它水文要素分布和变化的重要因素,所以海水盐度的测量是海洋水文观测的重要内容。将一块曲率半径R较大的平凸透镜的凸面置于一光学平板玻璃上,在透镜凸面和平板玻璃间形成一层空隙(空气薄膜),其厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。当平行光人射时,入射光将在薄膜上、下两表

6、面反射,产生具有一定光程差的两束相干光,形成明暗交替的同心圆环—牛顿环保持室内温度不变的条件下,利用读数显微镜测量空气牛顿环数据。下,测量盐度从O到20%,间隔为2%的盐溶液折射率。根据折射率计算公式得到盐度为12%液体折射率为:1.3707。运用同样的方法,得到盐度间隔2%的不同溶液的折射率见表3。并利用MAITLAB软件绘出折射率一盐度关系直线弧5](如图1),拟合直线方程:。(%)=4.5348。一6.0936,即折射率一盐度经验公式。利用等厚干涉测量水质折射率,从而确定盐度的方法,并给出折射率一盐度关系的经验公式。

7、该方法与传统的化学方法进行比较,相对误差低于3%,基本达到测量要求。海水中元素的化学行为在水质监测和地球化学循环研究等方面有非常重要的意义,其测试技术与方法是海洋学家研究的内容之一。目前应用比较广的测试方法有分光光度法、原子吸收光谱法(AAS)、离子色谱法、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)等在海洋学研究中，海水密度是描述其特征的一个重要参数；海洋中的各种现象，如大洋环流6深海密度流以及水声传播，都与海洋中海水密度的分布与变化规律密切相关[1]5若要直接对密度进行高精度测量，在技术上难度较大5通过建立海水状态方程

8、，由其他参数，如温度6盐度和压力等，可以推算出海水的密度5盐度是输入海水状态方程的一个重要自变量5绝对盐度（AbsoluteSalinity），记作!)，代表海水的浓度，其定义为海水中溶解物质的质量分数[2]，如式(1)所示：!)"#$%&’#$(（1）式中：#$%&代表海水中溶解物质的质量；#$(代表