化学海洋知识

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化学海洋知识汇总

关注海洋，起航梦想。青少年，尤其中学生是我国未来海洋事业发展的生力军。为使的青少年了解海洋，认识海洋，热爱海洋，以下是店铺精心整理的化学海洋知识，希望对大家有所帮助。

1、化学海洋学研究的内容

①海洋环境中各种物质的含量、存在形式、化学组成及其迁移变化规律；

②控制海洋物质循环的各种过程与通量，特别是海-气、海-底、海-陆、海-生等界面的地球化学过程与通量。

可概括为：含量、迁移、过程、通量

2、现代海水的化学组成

（1）元素存在形态

①海洋物质：

②颗粒物质：由海洋生物碎屑等形成的颗粒有机物和各种矿物所构成的颗粒无机物；

③胶体物质：多糖、蛋白质等构成的胶体有机物和Fe、Al等无机胶体；

④气体：保守性气体（N2、Ar、Xe）和非保守气体（O2、CO2）；

⑤真正溶解物质：溶解于海水中的无机离子和分子以及小分子量的有机分子。

实际工作中，一般以孔径为0.4或0.2μm的滤膜过滤海水，被滤膜截留的称为颗粒物，通过滤膜的称为溶解物质，其中包含了胶体物质（操作性定义）。

（3）恒比规律

海水的大部分常量元素，其含量比值基本上是不变的。

原因：水体在海洋中的移动速率快于加入或迁出元素的化学过程的速率。

（4）海水常量组分组成非恒定性的影响因素

①河口区：河水输入对区域恒比规律有一定影响

②缺氧海盆：细菌的还原作用，使SO42-被还原为H2S，进而可通过形成FeS2、ZnS、CuS等沉淀将迁出水体，由此导致海水中的SO42-/Cl-非常低，偏离恒比规律。

③海冰的形成：海冰形成时，仅少量离子结合进入海冰，导致盐卤水常量组分比值偏离恒比规律。海冰形成时，SO42-结合进入冰体，导致海冰具有高SO42-/Cl-比值，而残余水的SO42-/Cl-比值较低。海冰形成过程中，CaCO3沉淀在海冰中的形成也会导致Ca/Cl比值的变化。

④矿物的沉淀与溶解：海洋中文石或方解石的沉淀会导致海水中Ca2+浓度的减少，而文石或方解石在深层水中的溶解可导致Ca2+浓度增加约1%，这就导致海水中Ca/Cl比值的变化。

⑤海底热液的输入：热液的注入对绝大多数海水主要成分的影响很小，但会使局部海域一些常量组分也会发生变化，如Si和Ca浓度的增加，Mg、K、B和SO42-浓度的降低等。此外，在大西洋海脊处观察到高的F/Cl比值，也被归因于海底火山气体的注入。

⑥与盐卤水的混合：不同矿物，如NaCl（食盐）、CaCO3（文石）、CaSO4?2H2O（石膏）是在蒸发的不同阶段形成，即在不同时间以不同的速率迁出。

⑦海-气界面物质的交换：每年通过气泡释放至大气中的离子高达109吨，其中的绝大多数直接或间接地返回海洋。在此过程中，由于气泡会将部分溶解组分和颗粒物选择性地富集在其表面并离开海洋，导致元素组成发生分馏。

由风引起的海水飞沫的搬运：Cl、Br、F

海面的蒸发：I、Br、S、H2BO3

气体溶入海水中：CO2、SO2、CH4

⑧沉积物间隙水的影响：沉积物间隙水的一些常量组分与海水明显不同，受沉积物间隙水影响的水体，其常量组分会发生一定的变化。

3、盐度（Salinity）的原始定义（1902）

在1kg海水中，将所有的碳酸盐转变为氧化物，所有的溴和碘为等摩尔的氯所取代，且所有有机物被氧化以后，所含全部固体物质的总克数。

单位：g/kg，以符号S‰表示。

实用盐度

1978年，航运的通道。海洋是人类环境的重要组成部分，具有稳定全球环境的机能和容纳净化“百川归海”各种污物的机能，但近50年来，海洋这两种机能正遭受到损害，如果海洋因污染而丧失生命力，人类将从地球上消失。

1.海洋化学资源

地球平均半径6378.14km，由此可算出地球总表面积为51000×10km，海洋面积42占总面积的70.8%，为3605×104km2(陆地总表面积为1495×104km2)，海水总量为361×1011t。自从出现人类以来，海洋就成为人类获取资源的宝库。

化学元素有100多种而海洋中就有80余种，尤其是Na+、K+、Cl-、I-、Br-、等非常丰富，每立方公里海水中含NaCl l2000多万吨，据预测如果将渤海海水中的氯化钠全部提取出来足有583亿吨，够10亿人吃10万年。

在1000t海水中，可提取32t食盐、3t氢氧化镁、4t芒硝、0.5t 钾、65g溴、26g硼、3g铀、170g锂。所制得的食盐是化工上制取纯碱、烧碱、盐酸、氯及各种氯化物的原料。据外国的估计，中国近海石油与中国陆地石油储量相当约40~150亿t(300~1120桶)其中渤海、黄海各为7.47亿t(56亿桶)、东海为17亿t(128亿桶)、南海(包括台湾海峡)11亿t(80亿桶)，XX周围东海大陆架海域亦储藏丰富的石油，据外国人估计有几十亿t。

一中国沿海和近海的海洋能蕴藏量估计为10.4亿kw，其中潮汐能1.9亿kw、海浪能1.5亿km，温差能5.0亿千瓦、海流能1.0亿kw、盐差能1.0亿km。可开发利用的装机容量潮汐能为2000万kw，海浪能为3000~3500万kw。

2.海洋污染的突出表现原因

海洋的污染是由于人类的活动改变了海洋原来的状态，使人类和生物在海洋中各种活动受到不利的影响。由于海水水量之巨大和海浪的澎湃波涛，一般的污染在大洋中容易驱散通过大海得到自净。同时因为海洋容量非常大，以至包括海洋深层的海水循环一周需要数百年，因此海洋遭受的重型污染影响海洋机能所潜优的危机可能暂不易发现，一旦出问题，可能就非人类力量所能解决的了。

海洋污染的主要表现有赤潮、黑潮和原油泄漏造成海湾大面积污染，海生生物、海鸥生灵涂炭。

2.1赤潮形成及危害

水体富营养化作用(entrophication)使藻类在海湾大量繁殖是形成赤潮的主要原因。藻类(algae)属低等植物的一大群类，形成赤潮的藻类主要是甲藻。当水中含N>0.2~0.3mg/L、ρ>0.02~0.03mg/L时，藻类等浮游生物暴发性地增殖、夺取水中溶解氧，而藻类代谢死亡又导致水体腐败，散发鱼腥味、霉腐味和硫醇、吲哚的恶臭，使鱼虾大量死亡，漂浮于水面引起严重厌氧。有的藻类还能产生毒素，传播疾病直接危害人的健康。赤潮高潮时使大片海域生态环境严重破坏，形成公害。

藻类组成的原生质为C106H263O110N16ρ，它的形成机理是水中含氮、磷(硝酸盐、氨氮和磷酸盐)的有机废水在高温气候条件的光照作用下形成赤潮或红潮(redtide)，在淡水湖泊则形成水华(water bloom)：

可知水体中含少量的氮(7.2g)和磷(1g)就会产生大量的藻类(115g)。

由于热力学作用，水体在高温季节可呈现分层现象，即上层水暖比重小，下层水冷比重大，如果此时水面受富含氮、磷的有机物的污染，则极易形成赤潮。但当藻类代谢时，从藻类生成的逆反应可看出，要分解1个分子(1mol)的藻类需消耗138个分子(138mol)的氧，可知藻类代谢耗氧量是惊人的。此时最容易造成赤潮的危害。

赤潮的特点是来势凶猛持续时间长，其后果是海水水质恶化，对水产业和养殖业

造成区大损失，也危害沿海居民健康和渔民作业。值得注意的是