| 1.2 海洋化学资源 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 [3] 。 镁在海水中的含量也很高，浓度可达1.29g/m3海水，仅次于氯和钠，居第3位。海盐产量高的国家多利用制盐的苦卤（MgCl2）生产各种镁化物（生产1t食盐可得0.5t苦卤），或直接从海水中提取镁盐[4]。镁和镁盐是工业和国防上重要原料，主要用于铝镁合金、照像材料、镁光弹、焰火，制药和钙镁磷肥料等。 |
| 1.3 海洋矿产资源 1.3.1 大陆架油气 海底石油以中国大陆架藏量尤为丰富。因受太平洋板块和欧亚板块挤压的应力作用，中国的大陆架都属陆缘的现代拗陷区，在中、新生代发育了一系列的断裂带，形成许多沉积盆地。中国大陆长江、黄河、珠江等大河所挟带大量有机质泥沙入海，使这些盆地形成几千米厚的沉积层，伴随地壳构造运动产生大量热能加速有机物转化为石油成为今天的大陆架油气田。自北向南由渤海起经黄海、东海至冲绳、台西南、珠江口、琼东南、北部湾、曾母暗沙等16个以新生代沉积物为主的中、新生代沉积盆地[5]。这些中国大陆架盆地面积之广，沉积物之厚，油气资源之丰富在各大洋中是少见的，因此引起有关国家的觊觎。 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。 |
| 1.3.2 滨海砂矿 在滨海的砂层中，因长期经受地壳运动和海水筛分作用，为形成各种金属和非金属矿床创造了有利条件，常蕴藏着大量的金刚石、砂金、砂铂、石英以及金红石、锆石、独居石、钛铁矿等稀有金属，因为它们在滨海地带富集成矿，所以称“滨海砂矿”。 中国的滨海砂矿主要分布在辽东半岛、山东半岛、福建、广东、海南、广西和台湾的滨海砂宕中，主要有锆石、钛铁矿、独居石、金红石、磷钇矿、锡石砂矿、铁砂矿、石金矿和砂砾等，为中国提供宝贵的稀有金属矿资源。 近几十年内发现并开采的深海锰矿，是一种含Mu、Fe、Cu、Ni、Co等20几种金属元素经济价值很高的矿瘤。地质学家称之为锰结核矿，是一种含锰品位很高的富矿。它在大洋海底，据测算仅太平洋底就有数千亿吨，它所含的锰矿，按目前消耗水平，每年140×104t计算是可以供应14万年。 |
| 1.3.3 海洋动力资源 汹涌澎湃的海洋永远不会停息，真正是拥有用之不竭的动力资源。目前正在研究利用的海洋动力资源有：潮汐发电、海浪发电、温差发电、海流发电、海水浓差发电和海水压力差的能量利用等，通称为海洋能源。其中潮汐发电应用较为普遍，并具有较大规模的实用意义。 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。 海洋能与其它能源比较，具有资源丰富、不会污染、占地少，可综合利用等优点。它的不足之处是密度小、稳定性差，设备材料及技术要求高，开发利用工艺复杂、成本高等。然而由于石化燃料和煤不可再生能源对环境污染造成严重的挑战，所以海洋可再生能源的开发利用却是人类新能源开发的署光。 |
| 2 海洋的污染 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）：106CO2+16 +122H2O+18 + C106H263O110N16P+138O2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： 若测定结果 ，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 H2S、NH3、PH3、CH4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 PG PG=白瓶溶解氧量-黑瓶溶解氧量 ②呼吸氧量PH PH=初始溶解氧量-黑瓶溶解氧量 ③浮游生物藻类净增量PN PN=PG-PH 产量单位mg(O2)/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、海洋经济造成重大损失。 缺氧水团的形成过程及其中物质循环紊乱是造成黑潮形成的原因。在海洋海湾高温季节，水呈现分层现象，上层水热比重小，下层水冷比重大，而且随阳光照射而加大，上层水与底层水无法产生对流相混合。表层增殖的浮游生物藻类因温度过高而死亡，沉降于底部，这些浮游生物尸体分解时消耗溶解氧最后达到厌氧、无氧状态、水体腐败。实际上赤潮与黑潮是相关联的，因此黑潮是赤潮的晚期阶段。 在有氧状态下，有机物的分解是在好氧菌的作用下，最终被分解为 CO2；在无氧或厌氧状态下，厌氧菌将有机物分解停留在有机酸阶段，时间较长造成有机酸在水中积蓄，水中还原菌增殖，水中形成H2S，当缺氧底层水涌升时，水中H2S被上层水中的氧所氧化，形成胶体硫，并导致形成黑潮。 |
| 2.4海洋的原油污染 海洋的原油污染主要来自三大污染源。第一大污染源当数海上油田开发，海底石油采钻；第二大污染源来自海上巨型油轮的撞沉，原油在海域大量泄漏造成重大污染事故。在这两大污染源之外，是人类战争的特殊原因。迄今为止，世界上最大的原油污染海洋的事件是海湾战争期间约50万吨以上原油流人大海。科威特油田破坏造成波斯湾海域的污染。大部分原油在西北风和环流的作用下，在2~3个月内，南下到200km之外的波斯湾，在沙特沿岸一带造成大面积严重污染，在数月之内，还使伊朗沿岸布尔什地区及遥远的霍尔姆兹海峡受污染。此外海上油田的井喷事故，如墨西哥坎佩切海湾的油田井喷事故，以及多起的巨型油轮在海途失事也给海洋生物造成极大灾难和海洋生态的严重破坏。 |
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