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海洋化学讲义 第一章 导论 1.1 海洋化学发展简史 史前时代 制海盐 1670年 R. Boyle 发表“关于海水的含盐度的观测和实验”。 1776年 Antoine lavoiser 第一个发表了海水分析结果。 1778年 Marcquer分析死海之水。 19世纪初，人们对海水密度进行了研究。 Marcet分析了大西洋、北冰洋、黑海、波罗的海等14个水样，首先提出海洋主要溶解组成有近似恒比关系。 1海洋化学遵循“实践—理论—再实践—再理论……”的规定，螺旋式上升发展 1.1.2 海洋化学沿着“深”、“广”两度辩证统一地发展 1.1.3 海洋化学是“全球海洋化学”和“区域海洋化学”相结合地互补发展 1.2 海洋化学理论体系 海洋化学理论体系的研究目标是： （1）研究海洋中发生地一切化学过程地现象和规律 （2）应用于海洋资源开发和海洋资源环境保护，保证国民经济持续发展 如图1.1所示，海洋化学的理论体系是以海洋中的无机物和有机物为基本研究对象，以三大理论为纵线，五大作用为横线的两方面理论内容交叉编织而成。在国内外一般海洋化学著作基本内容的基础上，本书又有自己独特的编排： 将海洋中常量成分的一般海洋化学介绍与我国的盐化工和海水综合利用相结合在一起撰写，强调在国民经济中的重要性； 将海洋中的气体与温室效应、酸雨等重要气候现象相结合； 将“海水中营养盐—富营养化—赤潮”，“海水中微量元素—海水重金属污染和防护—环境生态系”，“海洋有机物—海水有机物污染和治理”作为一种系统工程来处理。海洋环境化学具体渗透在第1章到第8章之中。 1.3 海洋化学在国民经济发展中的地位和应用 目前，人类正面临着资源和环境的严重挑战，海洋化学在国民经济发展中的地位即由此而论。主要涉及以下几个方面： 1.3.1 海洋资源开发利用 海洋石油及其化工 海盐工业和海水综合利用 海洋矿物 1.3.2 海洋环境问题 海洋环境的化学污染 海洋生态环境问题——防止物种灭绝 海洋在长期气候变化中的作用 1.4 海洋化学与化学海洋学 定义：（1）海洋化学是研究海洋及其相邻环境中发生的一切化学过程和变化； （2）化学海洋学是用化学的观点、理论和方法来研究海洋。 图1.2表示了海洋化学和化学海洋学的两种从不同母体学科出发的不同形成历程，因而于其他学科具有不同的联络关系。 第二章 海洋的形成和海水的组成——兼论地球上水的起源、变迁和循环 在元素全球生物地球化学循环中，水既是重要的参加者，又是一种重要的介质。因此，水循环的研究是国际全球变化研究的一个重要组成部分。 2．1 太阳系物质的含水量 1）?碳质球粒陨石含水量很高，主要以含水矿物的形式存在。有些碳质球粒陨石类型 I 之中水的重氢的浓度比地球上任何地方的都高得多。 2）?陨石经大气层时，磨擦发热，可能失水。然而经大气层降落时因发热而生成熔融表层，能有效地保存陨石内部的气体的状况，因此也可能起保存水的作用。陨石落到地球上之后，也可能会混合入地球上的水。 3）??表2.1中的水仅是地壳部分，除以整个地球质量而得的商，应当说是地球含水量之下限。假设地球与普通球粒陨石的单位含水量相同，则由表2.1可见在地壳以下还存在着8倍的地壳水量。 ?4）?地球与金星的比较。金星的资料主要来自美苏宇宙飞船。地球与金星除含水之外，其他组分的气体含量大体上相近；CO2和N2含量相近。地球不则是在含水矿物不分解的条件下，与次生物质合为一体。所以还有相当数量的含水矿物没有分解，故含水量高。 5）???地球内部除水之外，还有稀有气体。例如氙(Xe)、氦(He)、氩(Ar)等。 ? 2．2地球和海洋水的形成 地球上有大量海水存在，地球的水是与地球的形成紧密联系在一起。? 2．2．1地球的物质集积过程 在地球的物质集积过程终结时，可辨识的原始大气忽略不计。“挥发性物质经脱气作用，由地球内部向地表供给为主，原始大气的存在可被忽略。即在地球聚集过程中化学反应所生产的气体，少到可以忽略。”这是关于地球的物质集积过程的一个较常见的观点。? 2．2．2地球的表层水和内部水 2．2．2．1脱气作用与向地表供水 地球上的水对其热历史有很大影响。在聚集过程终结时，由于聚集过程的重力能、放射性衰变能等的影响，地球被加热，其水合物可能会慢慢地分解，而水会向地球上方移动，向地表层开始供水，最后聚集在地球表面。（在地核形成过程及形成终结时）地球的脱气作用，在地球形成史上是最为活跃的。金属相在地球生成过程中，因沉降而生成地核。地核与地表的元素组成有很大的不同，如图2.1 所示。当地球表面逐渐固化构成地壳，脱气作用就不大活跃了。固化的地壳温度是不均匀的，于是水就在低温部分冷凝，最后形成海洋。 ?????????????????