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一、海洋环境监测
  2000年始，市海洋局每年制定《天津市海洋环境监测实施方案》，针对天津市海洋环境热点问题开展监测和评价。在近岸海域开展以海水、海洋沉积物和海洋生物质量为主要内容的海洋环境趋势监测、海洋功能区监测、渤海湾海洋生态监控区监测、赤潮防灾减灾监测、陆源入海排污口监测、盐渍化监测和海洋工程监督检测等七大类。发布《天津市海洋环境质量公报》，为领导决策提供依据。通过落实海洋环境保护规划，开展海洋环境监测，海洋工程对海洋污染损害控制得到加强。2002年10月，经市编委批准，天津市海洋预报台更名为天津市海洋环境监测预报中心，与国家海洋局天津海洋环境监测中心站为一个机构两块牌子。2007年，市海洋局联合相关单位，建立近岸海域环境监测管理信息系统，与国家海洋信息中心建立远程网络连接，实时动态监督管理天津市海洋环境，定期评价海洋环境质量，提高海洋环境保护管理水平。2008年，启动《天津市及邻近海域海洋环境容量和环境管理项目》研究，强化排海污染物总量控制，拓宽海洋环境管理领域。2010年，天津市被确定为国家北方地区开展水污染防治工作试点城市。
  二、海洋生态修复
  2009年，天津市共放流各类水生生物苗种7.1亿尾，创历史新水平。2010年，市海洋局开展近岸海域生态环境重建，与市水产部门合作，在汉沽大神堂外海进行试验性人工鱼礁投放活动，共投放两种类型的人工鱼礁3000余组。通过近岸海域生态环境重建以及投放人工鱼礁等措施，海洋环境恶化趋势得到有效控制。
  三、海洋环境管理行政审批
  2000年，对天津港10万吨级深水航道海洋工程项目进行环境影响评价报告书核准，并及时将核准结果批复天津港务局，成为全国贯彻《海洋环境保护法》首个案例。
  四、海洋预报与防灾减灾
  体系建设 2001年7月，市海洋局召开发布会，依据新修订的《海洋环保法》，首次发布《20世纪末天津市海洋环境灾害公报》，公布天津市近10年发生的风暴潮、赤潮灾害情况。是年，建立天津市海洋灾害应急监测网，启动海洋灾害应急监测响应系统，为政府部门和涉海单位了解灾情及损失提供重要信息和决策依据。2006年2月，市海洋局组织编制《天津市赤潮灾害预报预警应急预案》《天津市风暴潮海冰灾害预报预警应急预案》，获天津市政府批准实施。2008年，市海洋局牵头建立天津市海洋灾害预报警报手机信息发布平台，及时向客户终端发布海洋和风暴潮预报警报，为海洋防灾减灾决策提供及时信息服务。是年，市海洋局组织对两个应急预案进行修编，至2010年，《天津市赤潮灾害应急预案》经天津市政府批准实施，《天津市风暴潮、海浪、海啸和海冰灾害应急预案》完成修编，并通过专家评审。
  灾情应对 2002年，马耳他籍油轮“塔斯曼海”轮与中国大连“顺凯一号”轮在天津大沽锚地东部海域23海里外发生碰撞，致使装载轻质原油溢出，给海洋生态环境造成严重损害，市海洋局委托嘉德律师事务所向天津海事法院提起诉讼。该项污染是中国加入1992年国际海洋油污损害民事责任公约后，首例根据其公约向外籍船公司保险人进行索赔的案件，开创了维护中国海洋生态环境权益的先河，在全国引起较大反响。2004年，“塔斯曼海”轮溢油污染损害案件在天津海事法院经过4次公开审理，12月30日一审判决，市海洋局胜诉，维护了国家利益。2005年1月，英费尼特航运有限公司向天津高级法院提出上诉，双方于2010年5月6日达成庭外和解。
  2006年4月4日，汉沽区大神堂岸滩发现大量黑色原油。市海洋局、海监总队和汉沽海洋管理部门前往调查取证，即送国家海洋局北海监测中心进行油指纹鉴定，并组织对天津沿海岸滩油污情况进行监视和清除，有效减少经济损失。
  2004年6月1日—18日，天津近岸海域发生有毒赤潮，面积约700平方千米，主要优势藻种为米氏凯伦藻，此为天津市首次发生有毒赤潮，创下天津市赤潮持续时间的最长记录；2009年，天津市遭遇0414和0509两次较大风暴潮侵袭，造成较大经济和人员伤亡损失；2010年初，渤海海域遇到30年一遇的罕见冰情。灾害发生后，市海洋局立即紧急启动灾害应急预案，加班加点监控灾情动态，及时发布灾情速报，为领导决策提供依据，并组织开展灾害损失调查和评估，编制灾情评估报告报天津市政府和国家海洋局；与有关部门、单位配合，迅速采取有效措施，降低灾害造成的损失。