海洋化學

建，洋化研究視。，始洋化調查。～，中國科學院海洋研究所等單位在渤海、黃海、東海和南海進行了海水氯度、鹽度、溶解氧、pH、硅酸鹽、磷酸鹽等要素的含量和分佈變化的普查工作，並對中國近海的水化學特徵進行了比較系統的分析研究。80年代，青島海洋化學研究，已經從描述性工作進入到元素形態、遷移機制、界面通量和物質平衡的研究，從定性研究發展到定量研究。

洋化研究洋化，隨洋調查展逐步展。

初，合局區漁調查，科院洋研究黃海水產研究所等單位進行了海水營養鹽分析。50年代末，利用全國海洋普查化學資料，國家科委海洋組辦公室組織力量全面開展了近海水域中各種化學要素（氯度、鹽度、溶解氧、pH、磷酸鹽、硅酸鹽、硝酸鹽等）的含量、分佈、變化以及其與海洋生物、水文、地質環境的關係，總結了各海區的水化學特點。重點研究了長江口、黃河口、珠江口、膠州灣、渤海灣等重要河口和海灣的水文化學特徵；研究了河口海水的化學組成、分佈的數學模式；對基本化學要素的分佈、變化機製作了較深入的分析研究。研究工作取得了不少成果，為物理海洋學研究和海洋資源開發提供了必要的資料。

海洋資源化學研究60年代，中科院海洋研究所、國家海洋局一所、山東海洋學院，主要研究從海水或海水製鹽苦鹵分離、提取化學資源的技術及其有關理論問題。海水製鹽苦鹵資源綜合利用方面，已經研究了30多種化學產品的提取技術和方法。其中，可工業化生產的有氯化鉀、溴素、硼酸、氯化鎂、硫酸鎂等10幾種。

海水提鈾的研究60年代中期開始研究，70年代以後進展較快。

山東海洋學院、中國科學院海洋所等單位對100多種無機和有機吸附劑進行了篩選，選用了水合氧化鈦、鹼式碳化鋅、硫化鋁、氫氧化鋁、硫酸鈦等無機吸附劑和一些離子交換樹脂等有機吸附劑進行提鈾試驗。此外，還開展了吸附法海水提碘、空氣吹溴和吸附提溴的研究。

海洋地球化學與物理化學研究60年代中期，中國科學院海洋研究所等單位開展了河口硅酸鹽物理化學過程的研究。重點研究河口硅酸鹽含量變化及其在水合氧化物的有為附過程、海水基本物質物理化學性質，用數學模式分析硅酸鹽在河口的分佈、轉移規律的數學模式等。70年代以來，開展了海洋地球化學過程的平衡與動力學問題，不同海域沉積物中重金屬污染情況和沉積物中地球化學要素分佈、變化規律的研究以及部分海底沉積物中地球化學要素分佈特徵的研究。還進行了長江口水質和底質中營養鹽、重金屬和有機氯的分佈特徵等研究。

海洋環境化學研究中國科學院海洋研究所等單位較早開始對中國海洋放射性元素分佈變化規律的研究。80年代，中國科學院海洋研究所和國家海洋局第一海洋研究所等單位深入開展了放射性核素在海洋中的存在形式和遷移變化規律、放射性同位素稀釋因子、海水自凈能力以及放射性微量元素測定分析方法等研究。還評價了渤海區放射性污染源和污染狀況。

隨著海洋污染調查研究的進展，海洋環境化學的研究逐步深入。中國科學院海洋研究所及有關單位研究了中國近海各種污染的含量、分佈和遷移規律；通過實驗室模擬，研究各種海洋污染物以不同形式從大氣、陸地進入海水，埋入海底沉積層，進入海洋生物體再返回大氣、陸地的過程和運動規律；污染物質隨陸地徑流入海后的港灣、河口發生的物理化學作用等。

海洋化學也稱化學海洋學，它是海洋科學的四大基礎學科之一。海洋化學研究海洋環境中化學物質的分佈、轉移、循環的規律及其在開發利用中的化學問題。海水的成分非常複雜，全球海洋的含鹽量就達5億億噸，還含有大量非常稀有的元素，是地球上最大的礦產資源庫。海洋資源的持續利用是人類生存發展的重要前提，目前，全世界每年從海洋中提取淡水20多億噸、食鹽5000萬噸、鎂及氧化鎂260多萬噸、溴20萬噸，總產值達6億多美元。水是生命之源，世界上缺水的地區越來越多，海水淡化已成為獲得淡水資源重要的途徑，所有這些都是海洋化學要研究的，海洋化學的研究和海洋開發正方興未艾，必將越來越多的造福人類。

水荒目前已成為世界性的問題，是制約社會進步和經濟發展的瓶頸。據統計，全球用水總量每15年就翻一番，到2030年地球上將有1/3的人口面臨淡水資源危機。地球的表面雖然有71%被水復蓋，但其中96.5%是海水，還有15%是鹹水，在餘下的2.5%的淡水中，又有69%是人類難以利用的兩極冰蓋。人類可利用的淡水只佔全球水總量的0.77%。有人比喻在地球這個大水缸里可用的淡水只有一湯匙。合理節約用水是可持續發展的重要課題，然而，節水並不能增加淡水的總量。大量地利用海水自然而然地就成為21世紀解決淡水缺乏的主要途徑。海水利用包括海水直接利用、海水淡化和海水綜合利用，以及海水農業等。

海水直接利用是用海水代替淡水作為工業用水和生活用水。到21世紀上半葉，隨著海洋生物污損防治技術的提高和耐腐蝕材料的進一步發展，沿海城市的絕大部分工業冷卻水都將採用海水。海水沖廁會得到大面積推廣。海水淡化是海水利用的重點，到了21世紀中葉，也許我們會看到這樣一個景象，每個島嶼或缺水的沿海城市都建有海水淡化工廠。這些工廠里大多採用蒸餾法和反滲透技術來製取淡水。到時候全世界使用的水資源中有1/5以上來自海洋。反滲透法是利用孔徑比納米還細小的半透膜濾去鹽分來製取淡水的。另外，還有人設想由於反滲透法製取淡水是在一定的壓力下實現的，假如把海水淡化裝置放在海底，就可以利用海水自身的壓力來獲取淡水，對海上城市或石油鑽井平台非常實用。出海遠洋只要帶一台海水淡化設備就可以滿足船上的淡水供應。採用蒸餾法製取淡水，主要是利用熱能來實現的，在有核電站和熱電廠的條件下採用這種技術可以充分利用電廠餘熱大大減少能耗。

1670年前後，英國玻意耳研究了海水的含鹽量和海水密度變化的關係，這是海洋化學研究的開始。1819年，馬塞特發現世界大洋海水中主要成分的含量之間，有幾乎恆定的比例關係。1884年，迪特馬爾發表了他對英國“挑戰者”號調查船在1873～1876年間所採集的77個海水樣品進行分析的結果，進一步證實了世界大洋海水中，各主要溶解成分的含量之間的恆比關係。

1900年前後，丹麥克努曾等學者建立了氯度、鹽度和密度的測定方法。20世紀30年代，芬蘭布赫建立了海水中碳酸鹽各存在形態的濃度計算方法。英國哈維繫統地研究了海水中氨、磷、硅等元素的無機鹽對浮游生物的營養作用，於1955年出版了他的《海水的化學與肥度》一書，它成為當時關於海洋生物生產力的化學的經典著作。

1959～1962年，瑞典物理化學家西倫和美國地球化學家加勒爾斯等人先後運用物理化學原理，對海水中各類化學平衡進行了一些定量的研究，使化學海洋學從定性描述階段逐步過渡到定量理論研究階段，初步建立了海洋物理化學的理論體系。同時，隨著對一些元素的地球化學問題的深入研究，逐漸形成了海洋地球化學，它研究海洋中各種元素的化學過程，是化學海洋學的一個重要分支。

根據1971～1980年“國際海洋調查十年規劃”，進行了“海洋斷面地球化學研究”等一系列課題的研究，弄清了大洋中許多物質的時空變化，提出了揭示大洋化學特徵的全球模式，使化學海洋學得到新的發展。當前進行的“海洋瞬時示蹤劑”研究計劃，將更深入地探索海洋中的一些規律。

海洋化學是從化學物質的分佈變化和運移的角度，來研究海洋中的化學問題的，故有突出的地區性特點。它既研究海洋中各種宏觀化學過程，如不同水團在混合時的化學過程、海洋和大氣的物質交換過程、海水和海底之間的化學通量和化學過程等。也研究海洋環境中某一微小區域的化學過程，如表面吸附過程、絡合過程、離子對的締合過程等。

由於海洋是一個綜合的自然體系，在海洋的任一個空間單元中，常可能同時發生物理變化、化學變化、生物變化和地質變化，這些變化往往交織在一起。因此化學海洋學要同物理海洋學、生物海洋學和地質海洋學相互滲透和相互配合，才能全面地研究海洋學問題。

海洋資源化學主要研究從海洋水體、海洋生物體和海底沉積層中開發利用化學資源的化學問題。對海洋資源的開發，早期是從海水提取無機物，包括製鹽、滷水或海水的綜合利用，比如提取芒硝、鉀鹽、溴、鎂鹽或其他含量較低的無機物；近代還研究海水淡化、海水中鈾的提取、海洋生物天然產物的分離等。

此外，開發海洋的工程設施，存在一些亟待解決的化學問題，諸如金屬在海水中的腐蝕，防止生物對設備或船體的污著等，也是海洋化學所研究的內容。