学科介绍
海洋化学是海洋科学的一门基础学科,主要从
化学物质的分布变化和运移的角度,来研究海水及海洋环境中的化学问题
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,故有突出的地区性特点。它既研究海洋中各种宏观化学过程,如不同
水团在混合时的化学过程、海洋和大气的
物质交换过程、海水和海底之间的化学通量和化学过程等。也研究
海洋环境中某一微小区域的化学过程,如
表面吸附过程、络合过程、
离子对的缔合过程等。
此外,开发海洋的工程设施,存在一些亟待解决的化学问题,诸如
金属在海水中的腐蚀,防止生物对设备或船体的污着等,也是海洋化学所研究的内容。
资源概况
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1.5%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。海水化学资源通常是指可从海水中开发的经济物质,例如食盐。
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