海洋化学

海洋化学

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。海洋化学是海洋科学的一个分支，和海洋生物学、海洋地质学、海洋物理学等有密切的关系。

海洋化学的研究，30年代青岛观象台有胶州湾进行盐度、pH、硅酸盐等测定，40年代，朱树屏结合海区生物生产力研究，在海洋化学方面作了许多研究工作。

建国后，海洋化学研究工作受到重视。50年代，开始了海洋化学的全面调查工作。1958～1960年，中国科学院海洋研究所等单位在渤海、黄海、东海和南海进行了海水氯度、盐度、溶解氧、pH、硅酸盐、磷酸盐等要素的含量和分布变化的普查工作，并对中国近海的水化学特征进行了比较系统的分析研究。80年代，青岛海洋化学研究，已经从描述性工作进入到元素形态、迁移机制、界面通量和物质平衡的研究，从定性研究发展到定量研究。

海洋水文化学研究:海洋水文化学，是随着海洋调查的开展而逐步发展起来的。50年代初，结合局部海区的渔场调查，中国科学院海洋研究所和黄海水产研究所等单位进行了海水营养盐分析。50年代末，利用全国海洋普查化学资料，国家科委海洋组办公室组织力量全面开展了近海水域中各种化学要素（氯度、盐度、溶解氧、pH、磷酸盐、硅酸盐、硝酸盐等）的含量、分布、变化以及其与海洋生物、水文、地质环境的关系，总结了各海区的水化学特点。重点研究了长

江口、黄河口、珠江口、胶州湾、渤海湾等重要河口和海湾的水文化学特征；研究了河口海水的化学组成、分布的数学模式；对基本化学要素的分布、变化机制作了较深入的分析研究。研究工作取得了不少成果，为物理海洋学研究和海洋资源开发提供了必要的资料。

海洋资源化学研究:60年代，中科院海洋研究所、国家海洋局一所、山东海洋学院，主要研究从海水或海水制盐苦卤分离、提取化学资源的技术及其有关理论问题。海水制盐苦卤资源综合利用方面，已经研究了30多种化学产品的提取技术和方法。其中，可工业化生产的有氯化钾、溴素、硼酸、氯化镁、硫酸镁等10几种。

海水提铀的研究:60年代中期开始研究，70年代以后进展较快。山东海洋学院、中国科学院海洋所等单位对100多种无机和有机吸附剂进行了筛选，选用了水合氧化钛、碱式碳化锌、硫化铝、氢氧化铝、硫酸钛等无机吸附剂和一些离子交换树脂等有机吸附剂进行提铀试验。此外，还开展了吸附法海水提碘、空气吹溴和吸附提溴的研究。海洋地球化学与物理化学研究60年代中期，中国科学院海洋研究所等单位开展了河口硅酸盐物理化学过程的研究。重点研究河口硅酸盐含量变化及其在水合氧化物的有为附过程、海水基本物质物理化学性质，用数学模式分析硅酸盐在河口的分布、转移规律的数学模式等。70年代以来，开展了海洋地球化学过程的平衡与动力学问题，不同海域沉积物中重金属污染情况和沉积物中地球化学要素分布、变化规律的研究以及部分海底沉积物中地球化学要素分布特征的研究。还进行了长江口水质和底质中营养盐、重金属和有机氯的分布特征等研

究。

海洋环境化学研究:中国科学院海洋研究所等单位较早开始对中国海洋放射性元素分布变化规律的研究。80年代，中国科学院海洋研究所和国家海洋局第一海洋研究所等单位深入开展了放射性核素在海洋中的存在形式和迁移变化规律、放射性同位素稀释因子、海水自净能力以及放射性微量元素测定分析方法等研究。还评价了渤海区放射性污染源和污染状况。

随着海洋污染调查研究的进展，海洋环境化学的研究逐步深入。中国科学院海洋研究所及有关单位研究了中国近海各种污染的含量、分布和迁移规律；通过实验室模拟，研究各种海洋污染物以不同形式从大气、陆地进入海水，埋入海底沉积层，进入海洋生物体再返回大气、陆地的过程和运动规律；污染物质随陆地径流入海后的港湾、河口发生的物理化学作用等。

海洋化学也称化学海洋学，它是海洋科学的四大基础学科之一。海洋化学研究海洋环境中化学物质的分布、转移、循环的规律及其在开发利用中的化学问题。海水的成分非常复杂，全球海洋的含盐量就达5亿亿吨，还含有大量非常稀有的元素，是地球上最大的矿产资源库。海洋资源的持续利用是人类生存发展的重要前提，目前，全世界每年从海洋中提取淡水20多亿吨、食盐5000万吨、镁及氧化镁260多万吨、溴20万吨，总产值达6亿多美元。水是生命之源，世界上缺水的地区越来越多，海水淡化已成为获得淡水资源重要的途径，所有这些都是海洋化学要研究的，海洋化学的研究和海洋开发正方兴未

艾，必将越来越多的造福人类。

水荒目前已成为世界性的问题，是制约社会进步和经济发展的瓶颈。据统计，全球用水总量每15年就翻一番，到2030年地球上将有1/3的人口面临淡水资源危机。地球的表面虽然有71%被水覆盖，但其中96.5%是海水，还有15%是咸水，在余下的2.5%的淡水中，又有69%是人类难以利用的两极冰盖。人类可利用的淡水只占全球水总量的0.77%。有人比喻在地球这个大水缸里可用的淡水只有一汤匙。合理节约用水是可持续发展的重要课题，然而，节水并不能增加淡水的总量。大量地利用海水自然而然地就成为21世纪解决淡水缺乏的主要途径。海水利用包括海水直接利用、海水淡化和海水综合利用，以及海水农业等。

海水直接利用是用海水代替淡水作为工业用水和生活用水。到21世纪上半叶，随着海洋生物污损防治技术的提高和耐腐蚀材料的进一步发展，沿海城市的绝大部分工业冷却水都将采用海水。海水冲厕会得到大面积推广。海水淡化是海水利用的重点，到了21世纪中叶，也许我们会看到这样一个景象，每个岛屿或缺水的沿海城市都建有海水淡化工厂。这些工厂里大多采用蒸馏法和反渗透技术来制取淡水。到时候全世界使用的水资源中有1/5以上来自海洋。反渗透法是利用孔径比纳米还细小的半透膜滤去盐分来制取淡水的。另外，还有人设想由于反渗透法制取淡水是在一定的压力下实现的，假如把海水淡化装置放在海底，就可以利用海水自身的压力来获取淡水，对海上城市或石油钻井平台非常实用。出海远洋只要带一台海水淡化设备就

可以满足船上的淡水供应。采用蒸馏法制取淡水，主要是利用热能来实现的，在有核电站和热电厂的条件下采用这种技术可以充分利用电厂余热大大减少能耗。

在广泛的实践中，化学海洋学研究的内容主要有以下四个方面：一是海水化学；

二是海洋沉积物化学；

三是活体海洋生物化学；

四是海洋界面物理化学及与界面物相互作用的化学。

因此，化学海洋学相对于海洋学的其他分支学科来说，所描述的内容和范围要更多、更广泛一些。具体来讲，化学海洋学主要是研究和测定海水的同位素、元素及分子能级，或者说，它是研究海洋中有机物和无机物的组成，包括这些物质的基本特性、来源、构造模式，还有在海洋地质、生物、物理、气象等领域中的特殊作用。

1670年前后，英国玻意耳研究了海水的含盐量和海水密度变化的关系，这是海洋化学研究的开始。1819年，马塞特发现世界大洋海水中主要成分的含量之间，有几乎恒定的比例关系。1884年，迪特马尔发表了他对英国“挑战者”号调查船在1873～1876年间所采集的77个海水样品进行分析的结果，进一步证实了世界大洋海水中，各主要溶解成分的含量之间的恒比关系。

1900年前后，丹麦克努曾等学者建立了氯度、盐度和密度的测定方法。20世纪30年代，芬兰布赫建立了海水中碳酸盐各存在形态的浓度计算方法。英国哈维系统地研究了海水中氨、磷、硅等元素的