化学与海洋生态环境的保护

化学与海洋生态环境的保护

摘要：海洋是人类获取资源的宝库。其中有80多种化学元素。海底大陆架汽油田、海底资源、海洋动力、海生生物都是极待开发的宝藏。现在我们还正在对它处于探索的时期、发现的时期、正处于开发的时期；而污染海洋环境、破坏海洋生态平衡却成了我们不争的事实。所以海洋的保护关系到人类的生存和未来。

关键词：海洋资源污染化学保护

Abstract: Ocean access to human resources. There are 80 kinds of chemical elements. Under sea continental shelf gas fields, marine resources, marine dynamics, marine organisms are to be developed. Now we are on it is in a period of exploration, found period, is in development period; the pollution of the marine environment, destruction of marine ecological balance has become the fact that does not dispute. So the ocean protection related to the survival of mankind and the future.

引言：海洋是生命的摇蓝，风雨的故乡，食物的宝库，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51000×104km2，海洋面积占总面积的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[2]。

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)，钓鱼岛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。值得注意的是关于使用化肥、农药的农业污水，也是造成赤潮的原因之一，目前还未受到重视，有的甚至还完全不了解大量施用农药、化肥对海洋生态的危害。对于建立城市污水处理厂和工业建设与环保“三同时”政策在各级领导中的环境意识也是非常薄弱的。总之，赤潮灾害完全是人类生产、生活不注重保护生态环境的行为造成的。如果人们仍不采取有效措施保护海洋生态环境，重视环境保护人才的培养和使用、普及生态环境保护知识的话，当年的赤潮过去，第二年的赤潮还会卷水重来！甚至发生的频率及其危害程度会逐年加大，亟待引起各方关注。

2.2 赤潮的监测和预报

水体富营养化是形成赤潮的主要原因，水体是否达到富营养化，可直接采海水水样进行监测[6]，从而作出对赤潮的预报：

11500

)/()/()/(≥⨯⨯=L g L g L mg HL μμ无机磷无机氮耗氧量 若测定结果大于等于，则说明水中N 、P 的含量达到富营养化的程度，此时如果水体光照充足，气温高则很容易形成赤潮，其最终后果因藻类代谢需要大量溶解氧，导致藻类死亡引起厌氧水体腐败释放出大量有毒气体 H 2S 、NH 3、PH 3、CH 4等。

赤潮增殖的量可通过测定浮游生物初级生产量来估算，它对水体环境质量评价和水产资源合理开发利用具有重要意义。浮游生物又以藻类为主，所以通过测定藻类生长繁殖来评定生物生产能力。比较简易的方法是用黑白瓶测氧法，测定的原理是根据藻类的特性，它们在阳光照射下进行光合作用合成有机物而释放出氧气。具体步骤是依据将其中的一个被黑布遮光的黑瓶完全不受光的照射，而其中另一个白瓶是在完全光照下。黑瓶中的藻类进行呼吸作用消耗水中一定数量的溶解氧，而白瓶中藻类进行光合作用则会使水中的溶解氧增加。通过黑白两瓶之间溶解氧之差，即可计算出该水体中藻类总生产量、净生产量和呼吸量。即：

①浮游生物藻类初级生产总量P G P G =白瓶溶解氧量-黑瓶溶解氧量

②呼吸氧量P H P H =初始溶解氧量-黑瓶溶解氧量

③浮游生物藻类净增量P N P N =P G -P H 产量单位mg(O 2)/L·d

2.3 黑潮

海面有时会出现黑白或黑绿白色的混浊现象，这一海水变色现象称为黑潮。这是由于存在于底层的缺氧水团向沿岸涌升所致。黑潮发生时，在缺氧水的影响下，鱼类因不能有效呼吸而死亡，这不仅影响海洋生物生存，也给渔业生产、海洋经济造成重