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海洋资源开发与环境保护 主讲人：陈成标 什么是海洋呢？ 海，在洋的边缘，是大洋的附属部分。海的面积约占海洋的11%，海的水深比较浅，平均深度从几米到二三千米。海临近大陆，受大陆、河流、气候和季节的影响，海水的温度、盐度、颜色和透明度，都受陆地影响，有明显的变化。夏季，海水变暖，冬季水温降低；有的海域，海水还要结冰。在大河入海的地方，或多雨的季节，海水会变淡。由于受陆地影响，河流夹带着泥沙入海，近岸海水混浊不清，海水的透明度差。 洋，是海洋的中心部分，是海洋的主体。世界大洋的总面积，约占海洋面积的89%。大洋的水深，一般在3000米以上，最深处可达1万多米。大洋离陆地遥远，不受陆地的影响。它的水温和盐度的变化不大。每个大洋都有自己独特的洋流和潮汐系统。 深层海水 深层海水有各种各样的定义，但是在作为资源加以利用的前提下，是指超过海面200米以下的深海部分的海水。由于阳光几乎照射不到海面200米以下，因此这里几乎没有植物的光合作用，以进行光合作用的有机物为营养来源的细菌和病原菌也很难繁殖。换言之，深层海水由于天然的净化作用，总是保持着清洁状态。由于阳光无法到达，水温自然也比表层部分低。 与石油和矿物等传统能源不同，虽然深层海水的利用效率非常低，但是对环境却没有破坏作用，同时还是一种可以永久再生的资源。如果能够将其利用到人类社会中，在充分理解其物质特性的同时，必须寻找到能够在不损害自然界中循环特性的情况下利用它的方法。也许这是所有研究、开发深层海水的人所面临的一个课题。 海底可燃冰 可燃冰，即天然气水合物，是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。其实是一个固态块状物。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。 海水中的铀和氘 原子弹的能量是原子核分裂变化时释放出来的。氢弹的能量是原子核聚合变化时释放出来的。能够发生裂变反应的最佳物质是铀，能够发生聚变反应的最佳物质是氘。这两种物质的绝大部分赋存在海水里。 不论是在核裂变反应的重元素铀，还是核聚变反应的轻元素氘、氚，在世界大洋中的储藏量都是巨大的。当然，要从海水中提取铀，从技术上讲是件十分困难的事情，需要处理大量海水，技术工艺十分复杂。但是，人们已经试验了很多种海水提铀的办法，如吸附法、共沉法、气泡分离法以及藻类生物浓缩法等。 潮汐能 潮汐能是由日、月引潮力的作用，使地球的岩石圈、水圈和大气圈中分别产生的周期性的运动和变化的总称。固体地球在日、月引潮力作用下引起的弹性—塑性形变，称固体潮汐能。潮汐能是一种不消耗燃料、没有污染、不受洪水或枯水影响、用之不竭的再生能源。在海洋各种能源中，潮汐能的开发利用最为现实、最为简便。中国早在20世纪50年代就已开始利用潮汐能，在这一方面是世界上起步较早的国家。 首先，生命源于海洋，地球上的物种约有80%生活在海洋中，已知海洋生物有20万种，其中动物约18万种，植物约2．5万种，总蕴藏量达1350亿t。海洋渔业资源的总可捕量为2—3亿吨年，目前，实际捕捞量不足1亿吨年，据报道，大洋深水区蕴藏着大量的中层鱼类资源，开发潜力巨大。另外，药用和其他生物资源也具有诱人的前景。目前，已有超过6 500种新产品从海洋生物中产生。估计有近1000万个深海生物物种，由于特殊的生存环境，将为人类提供丰富的基因资源。中国近海海洋生物物种繁多，植物达2万余种，其中藻类 1 820种，海洋动物 12 500余种，药用生物700余种，平均生物产量每平方公里3 020t，处于世界中下水平。 其次，海底蕴藏丰富的油、气资源。随着工程技术的不断创新，海底石油和天然气勘探向深水区发展，储量还会增加。中国近海石油约有240亿t资源量，14万亿 M3天然气资源量。发现了71个含油、气构造，获地质储量石油 12亿t，天然气2 350亿M3。已有25个海上油、气田投入开发，形成了一个海上油气产业。近年来，在南沙海域发现7个油气盆地。总资源量达320亿t—430亿t，是世界四大油气区之一。 天然气水合物，也称“可燃冰”，在海底分布广、含量丰富，目前全球“可燃冰”总能量是所有煤、天然气和石油总和的2—3倍。中国对南海的初步调查，天然气水合物总资源量近800亿t油当量，相当于全国石油总量的50％左右。 此外，海洋中蕴藏着巨大的再生性能源。海浪、海流、潮汐能等总储量160亿kw。中国海洋蕴藏的发电量6．3亿kw，结构分布较合理，不会造成任何污染，若能较好开发利用发电量相当可观。 第三，人类已发现的100多种元素，其中80多种在海水中存在。在13．7亿km3的海水中，盐含量达4．8