⒉ 激光荧光雷达探测技术

激光荧光雷达是一种主动传感器，其基础是物质荧光谱理论，油类物质具有良好的荧光特性，当油类中的化合物受到适当波长和能量的激光照射时，便会激发出更长波长的荧光。其中荧光光谱是由组成油类的有机物成分决定，直接与有机成分的分子结构相关，通过对荧光光谱的解读，就可以实现对油类的检测与识别，这也是利用激光诱导荧光的方法对海面溢油进行监测的基础。

激光荧光雷达系统以*系统、GPS接收器、测距仪为主，还包括惯导系统、数据存储、可视化系统及通信装置。主要组成部分的功能如下：*系统包括实时处理系统和后处理系统两部分，主要功能是对激光荧光谱进行分析；GPS接收器用来记录激光荧光谱的位置；测距仪用于确定激光焦点的位置。激光雷达将溢油探测的结果传回海洋溢油事故处理指挥中心，可提供有效的数据支持，并辅助进行溢油决策实施。

水下溢油对海洋生物群落与生态环境有着重要的影响，这部分溢油的检测和处理，对海洋环境的安全和保护发挥着关键作用。目前，在水下溢油的划分方面存在分歧，这里需要先引入“沉潜油”的概念，*种观点认为，沉潜油等同于水下溢油，包括半潜油和沉底油；第二种观点认为，沉潜油为半潜油，水下溢油包括沉潜油与沉底油。本文以*种观点为准。

相对于海面溢油检测与识别，水下溢油探测的技术方法更为复杂，主要涉及海底影像探测、声学探测、紫外荧光探测、化学分析等技术方法。其中，对半潜油的探测以海底影像探测、紫外荧光探测、化学探测方法为主，所需要的海底影像探测设备、紫外荧光传感设备和化学采样设备均搭载在潜水器上，比如ROV（遥控无人潜水器）、AUV（无缆水下机器人）等。

⒈ 海底影像技术

海底影像技术主要借助航行器搭载水下影像设备进行探测。在航行器搭载海底影像设备进行水下溢油探测的过程中，航行器以船载ROV或AUV为主，水下影像设备主要是适用于水下拍摄的照相机、摄像机等，通过对摄像、影像记录进行分析，得出对溢油情况的确定性判断。

海底影像设备的优点是比较直观，不仅探测准确，还便于操作，拥有较高的工作效率。不足之处在于对水深和透明度的要求较高，在水下环境较暗、水中含沙量较多、水草或海藻等植被存在的情况下，不利于溢油的准确探测与识别，此时，还需借助潜水员下潜摸排等方法对目标的准确性进行判断。

⒉ 紫外荧光探测技术

在对紫外荧光技术进行探讨之前，首先了解荧光现象。当某些物质被光照射后，会吸收某些频率的光，从而发射出波长更长的光；当照射的光停止时，发射的光也随之消失，这就是荧光现象，发出的光称之为荧光。

水中油膜具有荧光特性。所谓荧光特性，指的是分子（如芳烃化合物）在被电子激发后至其基态产生的特性。处于基态的分子，当吸收了一定频率的光之后，便被激发至电子激发态的某个振动能级，然后通过互相碰撞消耗掉这部分振动能级之间的能量，当振动能级下两道基态不同振动能级之时，就会以荧光的形式发射能量。

如海水中含有原油和溶解油，其中某些特定化合物，如多环芳烃、烷烃分子等，在吸收紫外线之后会发射荧光，由此可以实现对海水中含油化合物的快速检测。水中油产生荧光除了要产生电子吸收光谱的特征结构之外，还需要较高的荧光效率，荧光效率指的是发出荧光的光子数与所吸收激光的光子数的比值，因此，在很稀的溶液和固定液层厚度的情况下，荧光强度和溶液浓度成正比，这也是实现荧光定量分析的基本依据。

由此，根据烃类的荧光性及荧光特性的产生条件，利用以紫外荧光技术为基础的紫外荧光传感器，可实现对水中油的探测与识别。

⒊ 采样分析技术

通过对水样进行化学分析，由此达到对水体中含油与否进行判断的目的。化学分析方法主要通过识别水体组分来确定油的存在，主要包括质谱分析方法和紫外荧光计分析方法。紫外荧光计的方法原理与紫外荧光传感器相同，不同之处在于，紫外荧光计是直接对采样样本进行采样分析。这里主要介绍质谱分析法实现对水中油的检测。

质谱分析主要用来探测低分子质量的烃类，该方法通过在高真空系统中测定样品的分子离子及碎片离子的质量，来确定样品的相对分子质量和分子结构，当溢油事故发生之后，烃类溶解于水中，质谱分析方法通过对海洋环境中溶解的碳氢化合物进行分析，达到对含油与否进行判断的目的。