海洋化学发展简史
海洋化学
海洋化学的定义。 海洋化学的定义。
2012-4-10 14
§1-2 海洋化学的内容和特点
一、“化学海洋学”与“海洋化学” 化学海洋学” 海洋化学”
中国大百科全书（1987） 中国大百科全书（1987） Ø化学海洋学 海洋化学 Ø海洋资源化学 Ø 海洋化学是研究海洋各部分的化学组成、物质分布、化学性质和 海洋化学是研究海洋各部分的化学组成、物质分布、 是研究海洋各部分的化学组成 化学过程，以及海洋化学资源在开发利用中的化学问题的科学， 化学过程，以及海洋化学资源在开发利用中的化学问题的科学， 是海洋科学的一个分支，它与海洋生物学、海洋地质学和物理海 是海洋科学的一个分支，它与海洋生物学、 洋学等有密切关系。 洋学等有密切关系。
2010－2011学年第 2010－2011学年第一学期 学年第一
海洋化学
Marine Chemistry
印春生
海洋科学学院
chunshengyin@
2012-4-10 1
上海海洋大学海洋科学学院
考核组成： 考核组成：
上课： 上课： 作业： 作业： 期终考试 成绩比例： 成绩比例：30%：70% ：
2012-4-10
4
第一章 绪论
§1-1 海洋化学的研究内容 §1-2 海洋化学与化学海洋学 §1-3 海洋化学发展简史 §1-4 在社会经济中的作用 §1-5 课程主要学习内容
2012-4-10
5
上海海洋大学海洋科学学院
§1-1 海洋化学的研究内容
海洋与海洋科学
海洋科学：研究海洋的自然现象、变化规律及其与 海洋科学：研究海洋的自然现象、 大气圈、岩石圈、生物圈的相互作用以及开发、 大气圈、岩石圈、生物圈的相互作用以及开发、利 保护海洋有关的知识体系。 用、保护海洋有关的知识体系。 研究体系 基础研究：自然过程、 基础研究：自然过程、内在属性
海洋化学起源说的四个阶段
海洋化学起源说的四个阶段一、从无机小分子生成有机小分子。
很久很久以前呀，地球就像一个大工地，到处都是火山在喷发呢。
火山喷发的时候，会喷出好多东西，像氢气、氨气、甲烷、水蒸气这些。
它们在原始的大气里飘呀飘。
那时候的地球，天空可能是灰蒙蒙的，到处都是这种混合的气体。
然后呢，这些气体在雷电的作用下，就像被施了魔法一样。
雷电就像是一个超级大厨，把这些简单的无机小分子搅拌在一起，就合成出了一些有机小分子，比如说氨基酸。
这就像是把一堆简单的材料，变成了做蛋糕的基本原料。
就像我们用面粉、鸡蛋、糖这些简单的东西，可以做出美味的蛋糕一样，地球也开始慢慢有了更复杂的“材料”。
二、从有机小分子物质生成生物大分子物质。
有了氨基酸这些有机小分子后呀，它们就开始在海洋里聚会啦。
海洋就像一个超级大的聚会场所。
这些氨基酸就像一个个小珠子，它们慢慢连接起来，形成了蛋白质这种生物大分子。
就好比我们用小珠子串成漂亮的项链一样。
还有呢，核苷酸也像这样组合起来，变成了核酸。
这时候的海洋里，就像是有了好多神奇的小零件，它们组合起来，让生命的基础开始慢慢构建起来。
就像搭积木一样，一块一块的小积木组合起来，就能搭出一个大城堡。
三、从生物大分子物质组成多分子体系。
这些生物大分子在海洋里可没闲着呢。
它们开始聚集在一起，形成了一些小团体，就叫多分子体系。
比如说，一些蛋白质和核酸可能就抱在一起啦。
这就像小朋友们在做游戏的时候，大家手拉手围起来一个圈。
这些多分子体系有个特别神奇的地方，它们开始有了和周围环境不一样的特性。
就像一个小家庭，有了自己独特的生活方式。
它们可以从周围的海洋里吸收一些东西，还能把一些东西排出去，就像我们吃饭和上厕所一样，开始有了自己的小循环。
四、从多分子体系演变为原始生命。
最后呀，这些多分子体系变得越来越复杂，越来越神奇。
它们就像一个个小胚胎，慢慢变成了原始生命。
原始生命可能就像一个小小的细胞，它可以自己生长、繁殖。
想象一下，在那个古老的海洋里，一开始只有一些简单的气体和小分子，慢慢地就有了像细胞这样会动、会繁殖的小生命。
海洋天然产物化学历史
海洋天然产物化学历史海洋是人类的发源地，也是大自然最宝贵的资源之一。
海洋中含有丰富的化学元素、化合物和生物多样性，它们为人类提供了许多宝贵的资源。
本文将简要介绍海洋天然产物化学历史的起源、发展以及现状。
海洋天然产物化学历史的起源可以追溯到人类进化的早期阶段。
早在史前时期，人们就开始利用海洋中的植物、动物和微生物来获取食物和其他生活必需品。
在这个过程中，他们逐渐发现海洋中存在许多有用的化学物质，如盐、海藻、海胆等。
这些天然产物为人类提供了重要的营养和药用价值。
随着科学技术的不断发展，人们对海洋天然产物的认识和利用也在不断深化。
现代的海洋化学研究主要集中在海洋天然产物的化学成分、结构、生物活性以及环境风险等方面。
在这个过程中，人们发现了许多新的化学物质和生物活性化合物，这些化合物对人类的健康和环境产生了重要的影响。
海洋天然产物化学品的应用范围非常广泛。
其中，药物和化妆品是利用海洋天然产物的主要领域。
例如，海洋中的海藻可以提取出多种具有生物活性的化合物，如碘、褐藻酸、海蒿素等，这些化合物被广泛用于治疗各种疾病。
此外，海洋中的盐和水产中的贝类等生物也成为了重要的食品和饲料来源。
然而，海洋天然产物的利用也带来了一些环境和安全问题。
海洋中的化学品和废弃物会对海洋生态系统造成严重的影响，导致海洋生物的死亡和栖息地的破坏。
此外，海洋天然产物中有许多成分具有毒性和过敏性，对人体健康造成了潜在的风险。
因此，在对海洋天然产物进行利用时，必须充分考虑环境和安全性，确保海洋生态系统的可持续发展。
总之，海洋天然产物化学历史是一个源远流长、丰富多彩的过程。
海洋中的化学元素和化合物为人类提供了许多宝贵的资源，但同时也给环境和安全带来了许多挑战。
因此，在开发和利用海洋天然产物时，我们必须坚持可持续发展原则，充分考虑环境、安全等因素，以确保人类能够长期地利用海洋这一宝贵的自然资源。
海洋生物地球化学研究历史与现状
讲座一大海生物地球化学研究的历史与现状第一阶段：化学计量学与原始模型1950-1960s对于大海化学构成的解说主假如静态的.1、海水中主要离子的浓度是依据瑞典科学家Lars Sillen 提出的热力学模型进行解说。
2、与生物过程有关的元素在大海中的散布依照Redfield 、等提出的计量关系来解说（Redfield 比值）。
只有 Riley（1953）在解说大西洋深海营养盐、 DO 的散布时，提出代谢速率是调控这些物质空间散布的重要过程。
3、已认识到生源因素（NO 3-、 PO43-、Cd 、Zn 等）由表及底的增添及中深层水体中DO 极小值的存在。
大海中元素生物地球化学循环所经历的时、空尺度变化很大：空间尺度上：小如1cm3堆积物中所发生的溶解、积淀、氧化、复原反响等大如陆地—大海—大气圈之间物质的输送等时间尺度上：从几日成千上万年几十万至几百万年沉降颗粒物从大洋环流锰结核的生长上层水体的沉降按其发展历史，可分为4个阶段。
4、认识到颗粒物的沉降不单是生源因素随深度增添的原由，并且是太平洋深层水营养盐浓度高于大西洋的重要因素。
5、大洋环流模式被引入来解说元素的水平散布。
6、距 Riley (1953) 提出代谢速率的重要性15年后，形成了一维平流—扩散箱式模型。
7、认识到很多同位素可作为水团构成以及垂直、水平混淆过程的示踪剂，但未发展起来。
*明显， 1970年从前，化学大海学的初期阶段几乎完整仅关注深海大洋化学物质的散布，并用它们来解说全世界大洋环流及代谢速率。
18、1970年从前，对于生物过程怎样影响DOC 和POC 时空散布的问题几乎全无所闻。
其主要原由在于缺少定量确立有机物输入、汲取和转变等过程速率的手段。
当时测得的 DOC 、POC 的深度散布显示，表层水中浓度略有高升，深层水中均匀散布，进而产生这样的看法：DOC 、POC 是很不活跃的，它在碳循环中几乎不起任何作用。
9、只管当时对大海中CO 2和O2的循环有了必定的认识，但有关它们在气—海界面的互换主要由气体互换模型和碱度来确立，并未与生物生产力联系在一同。
海洋化学发展简史(1)
第一章导论1.1 海洋化学生长简史史前时代制海盐1670年R. Boyle 颁发“关于海水的含盐度的观察和实验”。
1776年Antoine lavoiser 第一个颁发了海水阐发结果。
1778年Marcquer阐发死海之水。
19世纪初，人们对海水密度进行了研究。
1819年Marcet阐发了大西洋、北冰洋、黑海、波罗的海等14个水样，首先提出海洋主要溶解组成有近似恒比干系。
1.1.1海洋化学遵循“实践—理论—再实践—再理论……”的划定，螺旋式上升生长海洋化学沿着“深”、“广”两度辩证统一地生长海洋化学是“全球海洋化学”和“区域海洋化学”相结合地互补生长1.2 海洋化学理论体系海洋化学理论体系的研究目标是：（1）研究海洋中产生地一切化学历程地现象和纪律（2）应用于海洋资源开发和海洋资源情况掩护，包管百姓经济连续生长如图1.1所示，海洋化学的理论体系是以海洋中的无机物和有机物为根本研究工具，以三大理论为纵线，五大作用为横线的两方面理论内容交织编织而成。
在海内外一般海洋化学著作根本内容的底子上，本书又有自己奇特的编排：（1）将海洋中常量身分的一般海洋化学介绍与我国的盐化工和海水综合利用相结合在一起撰写，强调在百姓经济中的重要性；（2）将海洋中的气体与温室效应、酸雨等重要气候现象相结合；（3）将“海水中营养盐—富营养化—赤潮”，“海水中微量元素—海水重金属污染和防护—情况生态系”，“海洋有机物—海水有机物污染和治理”作为一种系统工程来处置惩罚。
海洋情况化学具体渗透在第1章到第8章之中。
1.3 海洋化学在百姓经济生长中的职位和应用目前，人类正面临着资源和情况的严重挑战，海洋化学在百姓经济生长中的职位即由此而论。
主要涉及以下几个方面：海洋资源开发利用（1）海洋石油及其化工（2）海盐产业和海水综合利用（3）海洋矿物海洋情况问题（1）海洋情况的化学污染（2）海洋生态情况问题——防备物种灭绝（3）海洋在恒久气候变革中的作用1.4 海洋化学与化学海洋学界说：（1）海洋化学是研究海洋及其相邻情况中产生的一切化学历程和变革；（2）化学海洋学是用化学的看法、理论和要领来研究海洋。
古海水化学
其中属“西太平洋暖池”(巽 他、萨呼尔陆架) 300万km2
冰山
碳 酸 盐 旋 回 的 长 周 期
d13 C
南沙
印度洋 太平洋 大西洋
大巴哈马滩的文石旋回
Droxler et al., 1988
热带印度洋 的碳酸盐 粗颗粒百分比
Bassinot et al., 1994
方解石（腕足类，箭石） 磷灰石（牙形刺） 构造驱动的生物地球化学循环变化： 地球表层系统的演化
碳同位素
锶同位素
显生宙 海水Sr 同位素 演化
锶同位素
显生宙 海水Sr 同位素 演化
由于Mg/Ca比值变化，形成文石洋与方解石洋的交替
文石洋
Mg/Ca高
Mg/Ca低
方解石洋
方解石大洋 与 文石大洋
文石洋:
Pt, C-J1, N-Q
方解石洋:
C-D, J2-E
Stanley & Hardie,1998
N2
方解石洋
N1 E3 E2
文石洋
E1
新生代盘星类钙质超微化石骨骼变细
Houghton， 1991
洋底热液输出是地球表层 系统与深部的窗口 地质历史上热液作用的变 化导致海水成分的演变
海水成分的变化决定了海 洋生物群的演变
富CaCO3层: 冰期；第四纪9次冰期/间冰期 旋回；假设粘土堆积速率不变，推得第四纪 共一百万年。
早期发现的 热带太平洋 碳酸盐旋回
Berger, 1992
影响碳酸盐旋回的三大因素
生产力 溶解作用 稀释作用
稀释作用
陆源碎屑物 蛋白石
末次冰期边缘海出露陆架成陆
东海陆架(含黄、渤海) 85万km2 巽他陆架(亚洲大浅滩)180万km2 萨呼尔陆架(澳洲大浅滩)120万km2
海洋有机化学历史成就
海洋有机化学历史成就海洋有机化学历史成就海洋有机化学是研究海洋生物和海洋环境中的有机化学现象及其与生命活动之间的关系的学科。
在过去的几十年里，海洋有机化学发展迅猛，取得了许多重要的历史成就。
下面我们来分步骤阐述这些成就。
一、海洋有机物的发现和研究早在19世纪，科学家们就在海洋中发现了生物硝态和无机磷态等元素。
20世纪初，科学家们又发现了海洋有机物。
但当时对海洋有机物的研究程度远不及今天。
1950年代，美国化学家史威夫特(Edward A. Swift)首次证明了海洋中存在着大量的天然有机物。
这一发现引起了人们的广泛关注。
二、海洋有机物的分离和分析20世纪50年代后期，随着分析仪器的改进，科学家们开始对海洋有机物进行更加精细和全面的分析。
早期的分析方法主要是对总有机碳(TOC)和总氮(TN)进行测定。
随着高效液相色谱和气相色谱的发展，科学家们开始对海洋有机物的组分、结构和化学特性进行分析。
这些研究使人们对海洋有机物的认识更加深入。
三、海洋有机物的生物学功能研究随着对海洋有机物的研究逐渐加深，科学家们开始关注海洋有机物在海洋生物学中的重要作用。
海洋有机物是海洋食物链的基础，对于维持海洋生态系统的平衡有着重要的影响。
此外，海洋有机物还对气候和环境变化等方面具有重要的作用。
四、海洋有机物的应用海洋有机物不仅具有重要的科学价值，而且还具有广泛的应用价值。
例如，在医学、食品、能源等方面都有海洋有机物的应用。
特别是在近年来的生物技术领域，海洋有机物展现出了巨大的应用潜力，为人类健康和生态环境保护做出了很大的贡献。
综上所述，海洋有机化学在海洋科学和生态学领域中发挥着重要作用。
在未来的研究中，科学家们将继续深入探索海洋有机物的生物学功能和应用潜力，为促进海洋科学与人类社会的交流和发展做出更大的贡献。
化学海洋学
Hale Waihona Puke 研究史研究史化学海洋学的研究史，也是海洋化学的研究史。早在1670年前后，就已开始了这方面的研究。到了1942年， H.U.斯韦尔德鲁普等使用了“化学海洋学”这个名称；1957年，F.A.理查兹曾总结了化学海洋学的研究和发展的 情况；J.P.赖利分别与G.斯基罗夫和R.切斯特主编的《化学海洋学》，从1965年以来，已陆续出版，全面总结了 化学海洋学的研究成果。70年代以后，由于相邻学科之间相互渗透，化学测试技术不断发展，用化学方法研究海 洋的问题，更受重视。
研究方向
研究方向
为了有效地进行综合研究，从事化学海洋学的人员，它不仅必须是一个化学家，而且还必须具备海洋领域里 的相关学科的知识。例如，物理海洋学、地质海洋学、生物海洋学和海洋气象学和工程等更为广泛、更为丰富的 实际知识。
海洋化学家需要阐明和解释的是，发生在一个无比巨大反应器--海洋中的大量的、复杂的化学作用和变化过 程。实际上，它包括了从海洋微生物，到鲸类在内的无数海洋生物有关的所有生物化学变化。从宏观的水体循环 过程和混合作用，到局部海区的物质化学变化过程。从海洋中存在着所有已知的含量非常之小，仅有水分子的百 万分之一天然元素，到种类繁多的有机大分子的形成和衰亡过程等，都是化学海洋学涉足的领域，因此，可以这 样说，整个海洋科学研究都与化学知识和相关的化学技术，有着十分密切的关系。这就是一般意义上的化学海洋 学。
其他信息
其他信息
海洋地球化学
与邻近学科关系
在海洋地球化学的研究中，所用的理论方法基本上来自海洋物理化学；所用的分析方法，来自海水分析化学。 在研究海水中的悬浮物时，往往要涉及河口化学的内容；在研究有机物时，又与海洋有机化学交织在一起。这些 学科同属于化学海洋学，它们之间有着密切的。
发展趋势
在海洋地球化学的研究中，越来越注重核素、微量元素和有机物的研究，并已形成海洋核素化学、海洋微量 元素化学和海洋有机化学这三个新的分支。另外在海洋生物化学与海洋地球化学之间，已萌发出一门崭新的学科 ──海洋生物地球化学，它既是海洋生物化学的一个分支，又是海洋地球化学的一个分支。它研究海洋生物的活 动与海洋中化学物质的地球化学过程的关系。
海洋中的微量元素，如氮、磷、硅和铁、铝、锰等。前三者属营养元素(见海水营养盐)，其余的微量元素在 海水中的溶解态浓度虽低，有些却是无机悬浮颗粒中除硅以外的主要成分。还有一些有经济价值或与生态平衡和 环境保护有关的微量元素，如铜、铅、锌、镉、铬、铀等（见海水微量元素）。
相关书籍海水中有机化合物的浓度虽然不大，但是种类很多（见海水有机物），它们对重金属在海水中的存 在形式，对海水微表层性质和悬浮颗粒表面性质，对海洋中的生物活动，对海水和海底沉积物的氧化还原状态等， 都有直接影响。此外，对海洋中的元素或成分的分布、迁移和通量等海洋地球化学过程也有重要的作用。
海洋地球化学
地球化学分支
01 研究简史
03 研究内容 05 发展趋势
目录
02 研究对象 04 与邻近学科ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系
海洋地球化学是研究海洋中化学物质的含量、分布、形态、转移和通量的学科。它是地球化学中以海洋为主 体的一个分支，也是化学海洋学的主体。
研究简史
海洋地球化学地球化学主要研究地球的岩石圈、大气圈、水圈和生物圈的各种化学元素含量的分布。初期的 代表人物有美国的克拉克和挪威的戈德施米特等。二十世纪50年代以来，布鲁耶维奇、维诺格拉多夫、戈德堡等 在海洋地球化学研究方面作了大量工作。
海洋化学小知识
由于每一个锰结核中所含的 金属物质不同（镍、铜、钴、 锰等），它们的表面因而显得 五颜六色;取出水面后，就逐渐 变得干脆了：它们的形状各式 各样，体态大小不一，一般直 径在0.5厘米-2厘米之间，目前 人们找到的最大一块重量达 2000千克。 锰结核的生长速度是极其缓 慢的，每年仅仅生长0.000001 毫米，也就是说要生长1毫米， 大约需要100万年的时间，尽管 生长慢，但是几万亿吨的锰结 核使其变成了“疯长”的锰结 核
4.放射性物质，主要来自核爆炸、核工业 或核舰艇的排污。 5.有机废液和生活污水，由径流带入海 洋。极严重的可形成赤潮。赤潮是海水富 营养化得结果，会造成海水缺氧，导致海 洋生物死亡。 6.热污染和固体废物，主要包括工业冷 水和工程残土、垃圾及疏浚泥等，前者入 海后能提高局部海区的水温，是溶解氧的 含量降低，影响生物的新陈代谢甚至使生 物群落发生改变；后者可破坏海滨环境和 海洋生物的栖息环境。
多少年来，海洋科学工作者对此进行了大量的 调查研究工作，最终发现海水中溶解氧的分布情况 手温度、盐度以及海水运动情况等许多因素的影响， 温度越高，压力越大，盐度越小，则氧含量越高， 反之，越低。 在表层海水中，由于直接与大气进行交换，海 水中的溶解氧基本上处于饱和状态。从表层以下50 米左右的深度，既有大气中进来的氧，又有植物光 合作用产生的氧，因成了海洋中含氧量最为丰富的 地方，在某些光和作用强的地方，溶解氧的含量要 比表层高1.8倍。从80米往下到200米的深度的区域 中，进来的光线十分的微弱，光和作用已不能进行， 只有海洋生物的呼吸和死亡生物的分解，不断的消 耗着随海水运动下来的少量而有限的氧气
谢谢
可燃冰的学名叫做天然汽 水化合物，是由水和天然 气组成的海底新矿藏，它 的外形与冰相似，是一种 白色固态结晶物质，它具 有多种结构，是一种非化 学计量的笼状物，具有很 强的吸附气体的能力。他 的主要成分是甲烷，约占 90%，另外还有乙烷、乙 炔等可燃气体，可燃气体 的分子处于紧密的压缩状 态，变成了固态
海洋物理化学
海水中元素与固体粒子相互作用的理论主要有3种：①R.O.詹姆斯和T.W.希利等提出的化学吸附理论；②W. 施图姆、P.W.欣德勒、C.W.戴维斯、J.O.莱基等提出的表面络合理论；③张正斌、刘莲生提出的表面分级离子 (配位子)交换理论。三者各有所长，都尚在发展中。
海洋物理化学
海洋固体粒子主要由粘土矿物、金属氧化物和有机物质三者组成。此三者分别与微量元素的作用均有大量的 实验结果报道，但三者中何种成分对金属的交换起决定性作用，则各家说法不一。一般认为粘土矿物含量百分比 最大，本身对微量元素虽有离子交换作用，但交换量不大，主要起“载体”的作用；水合氧化物含量百分比虽小， 但离子交换量较大，一些学者认为它可能是与微量元素作用的主角；有机物一般与微量元素有强的络合（或螯合） 作用。在有机物同时易与固体粒子结合的情况下，则它可能是海水中微量元素与固体粒子作用中的关键物质。一 些学者提出海水中存在的固体粒子可分别由无机物和有机物所组成，相应地建立了无机物模型和有机物模型，再 同上述元素与固体粒子相互作用的理论及元素在海洋中的逗留时间相结合，经定量处理后，可得出海水中有机物 起主要作用的结论。然而，有机物所起作用的本质和定量规律，尚待进一步研究。
在这以后的一段时间内，海水化学模型（包括微量元素的溶存形式）的研究，成了海洋化学中众所瞩目的一 个研究内容。自60年代以来，人们又把电化学、化学动力学、胶体和表面化学、量子和统计化学的理论和实验方 法应用到海洋中，不仅研究了海洋水体，而且涉及海洋悬浮体、海水微表层、海洋沉积物等。
研究内容
海洋物理化学的基本内容包括：海水活度系数；海水化学模型；海水中的微量元素在固体粒子上液-固分配的 理论；压力和温度对海洋中化学平衡的影响；海水的酸碱度和氧化还原条件；海洋中化学过程的动力学研究；海 洋中元素的逗留时间和海洋化学微观研究等。本词条简要介绍海水活度系数、海水化学模型和海水固体粒子三个 方面。
古元古代晚期海洋化学变化
04
古元古代晚期海洋化学变 化的结论与展望
古元古代晚期海洋化学变化的结论
01
古元古代晚期海洋化学变化的研究表明，当时海洋的化学特征与现代海洋存在 显著差异。
02
通过分析古元古代晚期海洋沉积物中的化学元素和同位素组成，科学家们发现 ，与现代海洋相比，古元古代晚期海洋的pH值更高，氧气含量更低，且含有更 多的镁、钙和锶等元素。
和地球生态系统的演化历程。
古元古代晚期海洋化学变化的讨论
要点一
对生命演化的影响
要点二
对地球历史和环境演变的影响
古元古代晚期的海洋化学变化对生命演化和生态系统结 构的影响是一个重要的科学问题。这种变化可能对早期 生命的出现和演化产生了重要影响，并影响了地球生态 系统的演化历程。
古元古代晚期的海洋化学变化是地球历史和环境演变的 一个重要事件。这种变化可能与其他地质事件相关联， 如板块构造、气候变化和地壳形成等，对地球环境和生 态系统的发展产生了深远的影响。
寻找变化规律
通过对大量数据的分析，可以寻找古元古代晚期海洋化学变化的变化规律，如周期性变化、趋势性变 化等。
古元古代晚期海洋化学变化的模拟研究
建立古元古代晚期海洋化 学变化的模型
根据已知的古元古代晚期海洋化学变化数据 ，建立相应的模型，模拟当时海洋化学变化 的过程。
通过模拟研究预测未来变 化
通过模拟研究，可以预测未来一段时间内海 洋化学变化的可能趋势，为环境保护和资源
通过在古元古代晚期海洋沉积物中采集样本，可以获取当时海洋化学变化的相关数据。
分析古元古代晚期海洋沉积物的化学成分
利用现代分析技术，如光谱分析、质谱分析等，可以测定沉积物中的化学成分，从而了解当时海洋的化学环境 。
海洋药物的发展历程
海洋药物的发展历程海洋是一个巨大的天然产物宝库,占地球表面积71%。
动物界28个主要动物门有26门生活在海洋水域,低等海洋生物物种更多达15～20万种,据估计约有50余万种动物和13000余种植物栖息于海洋环境之中,海洋生物物种的丰度远高于陆地生物。
生长在海洋这特殊环境(高盐、高压、缺氧、缺少光照等)中的海洋生物,在其生长和代谢过程中,产生并积累了大量具有特殊化学结构并具特殊生理活性和功能的物质。
21世纪人类社会面临着“人口剧增、资源匮乏、环境恶化”三大问题的严峻挑战。
随着陆地资源的日益减少,开发海洋,向海洋索取资源变得日益迫切,而开发海洋药物已迫在眉睫。
一、海洋药物的发展概况当前世界上海洋天然产物的开发研究正方兴未艾,走在这一领域前列的是美国,日本及欧共体的成员国。
在美国,国家研究委员会(National Research Council)和国立癌症研究所(National Cancer Institute)每年用于海洋药物开发研究的经费各为5000多万美元;近年来,美国国立卫生研究所的海洋药物研究资金已增加到全部研究资金的11%以上,与合成药、植物药基本持平。
日本海洋生物技术研究院(Japanese Marine Biotechnology Institute)及日本海洋科学和技术中心(Japan Marine Scienceand Technology Center)每年用于海洋药物开发研究的经费约为1亿多美元。
欧共体,海洋科学和技术(Marine Sciencesand Technology,简称MAST)计划每年用于海洋药物开发研究的经费约为1亿多美元。
海洋天然药物的筛选,在20世纪60年代中期开始筛选抗肿瘤物质,70年代以后扩大到抗病毒、免疫抑制、强心、抗炎等物质的筛选,80年代以抗菌、抗霉菌为多。
随着新的生物技术如:基因工程、细胞工程和酶工程的研究与应用,进一步促进了海洋药物的研究与开发。
海洋化学的开发利用
海洋化学的开发利用研究从海洋水体、海洋生物体和海洋沉积层中开发利用化学资源中的化学问题的学科，是海洋化学的一个分支。
当前的研究主要集中在两个方面：①从海水中直接提取稀缺的元素、化合物和核能物质，②从海洋生物体中提取具有生理活性的天然有机物。
发展简史人类从海水中获取食盐的工艺，可追溯到新石器时代。
中国海水制盐历史悠久，从福建省出土的古物熬盐工具证明,早在仰韶时期（约公元前第3纪），当地已用海水煮盐；春秋时期,管仲为齐国的丞相时,专设盐官管理盐务；据天津府志记载，到了汉代，塘沽一带的制盐实况是：“近海之区，预掘土沟，以待海潮浸入，注满晒之。
”在《宁河乡土志》中，也有“用八尊风车，将潮水车入沟内，使之入池，曝晒即成盐”的记载。
利用太阳能对海水进行浅池蒸发制盐，是人类实现的第一个物理化学过程。
海盐的生产，导致了近代氯碱化学工业的建立，诸如氯气、盐酸、烧碱、纯碱等基本化工原料，都是首先从海盐出发制备而且达到了工业生产规模的。
从19世纪中期到20世纪20年代，出现了盐田卤水综合利用的化学流程和工艺，制得泻盐、芒硝、氯化钾、氯化镁、溴等多种产品。
虽然盐田卤水的数量有限，分散而难于集中，不利于发展生产，但在这些经典工作中，比较系统地研究了盐类的溶解和结晶过程的平衡条件，指导了各种产品的分离。
1930年前后，重点研究直接从海水中提取化学物质的问题，研究并发展了海水提溴的空气吹出法和海水提镁的化学沉淀法，分别建立了海水制溴和海水制镁的工业。
1935年，进行过用二苦酰胺法从海水中提钾的实验。
1952年后，海水淡化技术已得到广泛的应用。
从60年代以来，在资源化学的研究中引入了一些精密度较高的分析方法、富集和分离的新技术，这时,液-固分配理论和方法，也被引用到海水微量元素的开发研究中来。
为了从海洋中寻求新的药物资源，海洋天然有机物资的开发研究，也较迅速地发展起来。
海洋无机资源的利用海洋水体是地球上最大的连续矿体,覆盖着地球表面的71％,总量约为1.413×109亿吨。
海洋资源化学
海洋资源化学姓名：郭荣学号：S150********摘要本文主要介绍了海洋资源和海洋资源化学，及其分类和发展史。
着重介绍了海洋资源化学的海水中几种重要的化学元素的提取。
另外，对于海洋中各类生物的药用价值也做了深刻的研究。
关键词：海洋资源化学药用价值1.海洋资源及海洋资源化学1.1海洋资源海洋是一切生命的摇篮和资源的宝库，也被认为是人类社会最后的开辟疆域。
地球表面的总面积约5. 1亿平方千米, 其中海洋面积为3. 6亿平方千米，占地球表面总面积的71%。
世界海洋的水量比高于海平面的陆地的体积大14倍，约13. 7亿立方千米。
海洋矿产资源总量约有6 000亿吨, 其中石油贮藏量约1350亿吨，天然气约140万亿立方米。
海洋能约70亿千瓦，是目前全世界发电量的十几倍。
海洋动物的生产力有562亿吨，每年捕捞量可达6亿吨。
海洋资源是海洋中所蕴藏的各种物质资源的总称，通常指在海洋内外应力的作用下形成并分布在海洋地理区域内的、可供人类开发利用的自然资源。
海洋资源是海洋的主体——海水、海底与海面有密切关系的一种资源。
通常所说的海洋资源常常是从狭义上讲的。
它是指能在海水中生存的生物（包括人工养殖）；溶解于海水中的化学元素和淡水；海水运动，如波浪、潮汐、潮流等所产生的能量；海水中贮存的热量；深海底所蕴藏的资源，特别是海底各种固态矿物，如锰结核；在深层海水中所形成的压力差及海水与淡水之间所具有的浓度差等等。
总之，海洋资源指的是与海水水体及海底、海面本身有着直接关系的物质和能量。
1.2海洋资源化学由于海洋资源化学是一门新兴学科，故对其定义还没有一个完整的、统一的表述，但其基本含义相近。
周仲怀认为，海洋资源化学是运用化学、物理和生物的基本原理研究水圈、生物圈和沉积圈中作为资源元素开发利用中的有关问题，即化学资源的分布、分离、富集(或浓缩)、提取方法和技术以及与之有关在开发利用中的物理化学性质等问题。
海洋资源化学从广义上说，包括海洋中所有化学资源的提取和开发利用，这是一门应用性较强的基础性学科。
化学古海洋学进展
事件描述
在白垩纪最晚期至第三纪最早期（距今6500 万年），大量生物突然灭绝：
（1）陆地爬虫类的属数（包括恐龙属）由54个降为23 个；
（2）海洋浮游生物从298 属减到173 属；
（3）海洋底栖生物从332 属减少到99 属。
z在白垩纪最晚期，地球生物属的一半以上突然消失，真正灭绝的属数可能更多。
矿物学（冲击石英）证据
Ir元素异常
灭绝生物的手段是什么？
直径为数十公里的彗星或小行星碰撞
地球，产生数亿个百万吨级的大爆炸。
相当于全世界现有核武库（10000个百
万吨核弹头）的10000倍
大碰撞冬天：碰撞后产生的灰尘遮蔽整
个世界，缺少阳光，光合作用无法进
行，导致食物链崩溃，温度降到极低。
过冷与过热：温室气体（H2O、CO2）导
致在大碰撞冬天之后的过热阶段。
酸雨：硝酸酸雨，导致海洋无脊椎动物
和植物的大规模灭绝
火山：
A world in rapid transition
温度的年代际变化?
Ivany et al., Nature, 2000
温
度
的
季
节
变
化
!!
温
度
的
季
节
变
化
幅
度
海底热液物质：0.7035
Plankton cooled a greenhouse
Bains et al., Nature, 2000。
海洋化学起源说
海洋化学起源说
海洋化学起源理论是一种有关植被的生物地质学的观点，认为植被影响海洋中
各种气体的分布。
航海发现新大陆时，人们开始对这一理论研究，认为海洋是植被逐渐从陆地迁移而来的。
经过多年研究，这一理论被质疑，有人认为真正的海洋化学起源并不是植被的迁移，而是由动物引发的过程。
在这一理论的基础上，有一些新的观点声称，实际上这种海洋化学起源可以包
括动物和植物在内的综合成分。
特别是那些生活在海洋中的动物，如海豹、海胆等，可以通过氧化作用，分解水中各种溶剂成分，伴随着植物素供体的添加而形成海洋化学物质，从而形成海洋化学起源，使得海洋大气化工作。
另一方面，有一种概念认为，海洋化学起源的发生和人类的活动也有关系：由
于大量的活动导致了大量的废气排放，导致海洋中的水体有负面影响。
持续长久的海洋化学污染，会使原本具有生态功能的海洋受到影响，这与海洋化学起源之间有着联系，也需要人类努力着来保护好我们宝贵的海洋化学起源。
高校和高等教育研究领域，对这一理论进行系统研究，分析不同植物和动物在
海洋化学起源过程中的作用，并发展出针对植物和动物的新的保护措施，以减少海洋化学污染，保护我们的海洋环境。
有效的管理和治理，可以减少海洋化学起源的影响，充分利用海洋化学起源的正面效益，并在此基础上促进人类实现可持续发展。
海洋化学1
二、化学海洋学的主要内容
张正斌（1999 ）
内容包括： 海水中元素和物质的含量、组成、分布和通量。 海水中元素的存在形式及其在物理－化学性质。 海洋中元素和其它物质的运移变化规律，及其与物质全球变化 和海洋化学资源开发相关的“海洋－生物－地球化学”过程。
化学海洋学理论体系 (张正斌等, 1999)
一、“化学海洋学”与“海洋化学”
由以上两种定义对比可见： 关于海洋化学与化学海洋学谁的研究范围广？谁包括了谁？ 结论完全相反。 张正斌（1999）认为这是因关于它们定义及其含义没有严格规定 所致。这也是许多新兴的交叉学科存在的共同问题：因为发展起始 的母体学科（例或化学或海洋科学）不同，经历的过程或途径不 同，最后对形成的新的交叉学科的定义、含义和理解也有差异，但 学科内容应基本相同。
106CO2+122H2O+16HNO3+H3PO4＝(CH2O)106(NH3)16H3PO4＋138O2
§1-1 化学海洋学的内容和特点
三、化学海洋学的特点
化学海洋学的特点是由其研究对象——海洋的特点决定的。 ■海水有一定盐度，且组成复杂 海水中既有溶解/悬浮颗粒物质 无机/有机组分 元素含量相差悬殊 离子强度较高的电解质溶液
§1-1 化学海洋学的内容和特点
二、化学海洋学的主要内容
■几大界面的化学研究 海洋－大气界面 海水－沉积物（包括悬浮颗粒物）界面 河流－海洋界面 海水－生物体界面
海洋中界面上发生的化学过程往往是最活跃的。
§1-1 化学海洋学的内容和特点
二、化学海洋学的主要内容
■几大界面的化学研究 海洋－大气界面 能量交换：热能（太阳辐射） 动能（风、浪、潮汐等） 物质交换：水的质量迁移（蒸发－降水） 其它物质的迁移（气体、挥发性组分）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章导论
海洋化学发展简史
史前时代制海盐
1670年 R. Boyle 发表“关于海水的含盐度的观测和实验”。
1776年 Antoine lavoiser 第一个发表了海水分析结果。
1778年 Marcquer分析死海之水。
19世纪初，人们对海水密度进行了研究。
1819年 Marcet分析了大西洋、北冰洋、黑海、波罗的海等14个水样，首先提出海洋主要溶解组成有近似恒比关系。
1海洋化学遵循“实践—理论—再实践—再理论……”的规定，螺旋式上升发展
1.1.2 海洋化学沿着“深”、“广”两度辩证统一地发展
1.1.3 海洋化学是“全球海洋化学”和“区域海洋化学”相结合地互补发
展
海洋化学理论体系
海洋化学理论体系的研究目标是：
（1）研究海洋中发生地一切化学过程地现象和规律
（2）应用于海洋资源开发和海洋资源环境保护，保证国民经济持续发展如图所示，海洋化学的理论体系是以海洋中的无机物和有机物为基本研究对象，以三大理论为纵线，五大作用为横线的两方面理论内容交叉编织而成。
在国内外一般海洋化学着作基本内容的基础上，本书又有自己独特的编排：
（1）将海洋中常量成分的一般海洋化学介绍与我国的盐化工和海水综合利用相结合在一起撰写，强调在国民经济中的重要性；
（2）将海洋中的气体与温室效应、酸雨等重要气候现象相结合；
（3）将“海水中营养盐—富营养化—赤潮”，“海水中微量元素—海水重金属污染和防护—环境生态系”，“海洋有机物—海水有机物污染和治理”作为一种系统工程来处理。
海洋环境化学具体渗透在第1章到第8章之中。
海洋化学在国民经济发展中的地位和应用
目前，人类正面临着资源和环境的严重挑战，海洋化学在国民经济发展中的地位即由此而论。
主要涉及以下几个方面： 1.3.1 海洋资源开发利用
（1）海洋石油及其化工
（2）海盐工业和海水综合利用
（3）海洋矿物
1.3.2 海洋环境问题
（1）海洋环境的化学污染
（2）海洋生态环境问题——防止物种灭绝
（3）海洋在长期气候变化中的作用
海洋化学与化学海洋学
定义：（1）海洋化学是研究海洋及其相邻环境中发生的一切化学过程和变化；
（2）化学海洋学是用化学的观点、理论和方法来研究海洋。
图表示了海洋化学和化学海洋学的两种从不同母体学科出发的不同形成历程，因而于其他学科具有不同的联络关系。