1. 选题的背景及意义

近年来，我国近岸海水养殖业发展迅猛，其水产品产量已占我国总量的16%以上。为国民经济的发展和丰富人民菜篮子做出了重要贡献。随着航运的不断发展以及人们生活水平的不断提高，随之带来的水污染问题严重影响着海水养殖业的发展。由此，海水污染监测已经成为我们考虑的重要问题。海洋面积辽阔，储水量很巨大，因而长期以来是地球上最稳定的生态系统。由陆地流入海洋的各种物质被海洋接纳，而海洋本身却没有发生显著的变化。然而近几十年，随着世界工业的发展，海洋的污染也日趋加重，使局部海域环境发生了很大改变，并有继续扩展的趋势。根据污染物的性质和毒性，以及对海洋环境造成的危害方式，主要污染物有以下几类:石油及其产品:包括原油和从原油中分馏出来的溶剂油、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等等，以及经过裂化、催化而成的各种产品。每年排入海洋的石油污染物约1千万吨，主要是由工业生产，包括海上油井管道泄漏、油轮事故、船舶排污等造成的，特别是一些突发性的事故，一次泄漏的石油量可达10万吨以上，这种情况的出现，大片海水被油膜覆盖，将促使海洋生物大量死亡，严重影响海产品的价值，以及其他海上活动。

重金属和酸碱:包括汞、铜、锌、钴、镐、铬等重金属，砷、硫、磷等非金属及各种酸和碱。由人类活动而进入海洋的汞，每年可达万吨，已大大超过全世界每年生产约9千吨汞的记录，这是因为煤、石油等在燃烧过程中，会使其中含有的微量汞释放出来，逸散到大气中，最终归入海洋，估计全球在这方面污染海洋的汞每年约4千吨。镉的年产量约1.5万吨，据调查镉对海洋的污染量远大于汞。随着工农业的发展通过各种途径进入海洋的某些重金属和非金属，以及酸碱等的量，呈增长趋势，加速了对海洋的污染。

农药:包括有农业上大量使用含有汞、铜以及有机氯等成分的除草剂、灭虫剂，以及工业上应用的多氯酸苯等。这一类农药具有很强的毒性，进入海洋经海洋生物体的富集作用，通过食物链进入人体，产生的危害性就更大，每年因此中毒的人数多达10万人以上，人类所患的一些新型的癌症与此也有密切关系。

有机物质和营养盐类:这类物质比较繁杂，包括工业排出的纤维素、糖醛、油脂;生活污水的粪便、洗涤剂和食物残渣，以及化肥的残液等。这些物质进入海洋，造成海水的富营养化，能促使某些生物急剧繁殖，大量消耗海水中的氧气，易形成赤潮，继而引起大批鱼虾贝类的死亡。

放射性核素:是由核武器试验、核工业和核动力设施释放出来的人工放射性物质，主要是锶-90、铯-137等半衰期为30年左右的同位素。据估计进入海洋中的放射性物质总量为2-6亿居里，这个量的绝对值是相当大的，由于海洋水体庞大，在海水中的分布极不均匀，在较强放射性水域中，海洋生物通过体表吸附或通过食物进入消化系统，并逐渐积累在器官中，通过食物链作用传递给人类。

固体废物:主要是工业和城市垃圾、船舶废弃物、工程渣土和疏浚物等。据估计，全世界每年产生各类固体废弃物约百亿吨，若1%进入海洋，其量也达亿吨。这些固体废弃物严重损害近岸海域的水生资源和破坏沿岸景观。

废热:工业排出的热废水造成海洋的热污染，在局部海域，如有比原正常水温高出4摄氏度以上的热废水常年流入时，，就会产生热污染，将破坏生态平衡和减少水中溶解氧。

上述各类污染物质大多是从陆上排入海洋，也有一部分是由海上直接进入或是通过大气输送到海洋。这些污染物质在各个水域分布是极不均匀的，因而造成的不良影响也不完全一样。

海水的质量，严重影响着海生物的繁殖和生活，严重影响着海水养殖业的发展，水产品及安全问题与水质状况密切相关，因而要对水质进行周期性定时监测，掌握水质现状及其变化趋势。海洋污染监测方法可分为常规监测和遥感遥测。常规监测是指现场人工采样、观测、室内化学分析测试及某些相关项目的现场自动探测。遥感遥测则指利用遥感技术监测石油、温排水和放射性物质的污染。常规监测耗费大量人力物力，还有可能会造成二次污染，而使用遥感遥测，可以快速准确的了解海面水质情况，并且在经济消耗方面，也相对比较小，也不会对水质造成污染。那么如何实现遥感遥测呢？本文研发的海水无人监测器监测海水质量就是重要手段之一。

2. 国内外研究现状

长期以来，人们并没有意识到海水质量的重要性，直到20世纪60，70年代，才开始对海水质量进行监测研究。但仅停留在单一目标有机污染物的监测，且均为实验室测量。自1962年以来、各海洋国家相继开展了海洋污染监测。目前，国际性的海洋污染监测计划主要有:"全球环境监测系统"的"海洋污染状况的监测"、"全球联合海洋台站网海洋污染(石油)监测试行计划"及"开阔大洋水域选定污染物本底水平监测计划"等。区域性海洋污染调查和监测活动较多，其中最活跃的区域是北大西洋、波罗的海、地中海、加勒比海及毗邻水域和西太平洋等。中国在1981年参加了"西太平洋贝类污染监测计划"。有些沿岸国家还建立了国家级海洋污染监测网络。中国于1978年 6月建立了"渤、黄海环境监测网";1984年5月，又建立了"全国海洋环境污染监测网",对沿岸海域实行全面的监测。由于地理环境不同和污染物种类较多，故各海域的监测项目不尽相同。1975年6月开始执行的"全球联合海洋台站网海洋污染监测"的项目主要有:海洋温热结构、盐度、海流、风、波浪、降水、气温、pH、溶解氧、氨盐、亚硝酸盐、硝酸盐、硅酸盐、总有机碳、油类(可溶油、乳化油)、铅、汞、铜、锌、滴滴涕、多氯联苯和悬浮固体等。