[科普中国]-海洋环境化学

海洋环境化学，研究海洋及相关环境中和环境质量密切关系的物质，特别是化学污染物的来源、迁移、分布、反应、转化、效应、归宿以及人类活动对这些过程可能发生的作用和影响。是海洋化学的一个分支学科，又是环境科学的一个重要组成部分。1

简介海洋化学的一个分支学科。除对海洋物质的性质、分布、组成等进行研究外，另一方面，海洋环境化学又从保护海洋自然生态和人体健康的角度出发，将海洋化学与 海洋生物学、水文地质等进行综合，逐渐发展了新的研究方法、手段、观点和理论，因而它又是环境科学的一个重要组成部分。概括地说，海洋环境化学是研究化学污染物在海洋环境中的化学运动规律及其防治的科学。即它主要是运用海洋化学的理论和方法，监测化学污染物在海水、海洋生物及海洋沉积物中的含量；研究它们在海洋环境中存在形式及其迁移转化和归宿的规律，以及对环境的影响；研究预防和消除化学污染物的化学技术及原理。1

主要内容海洋环境化学的内容归纳为三个方面：

■海洋环境污染物的分析监测；

■海洋环境污染的化学机理；

■应用化学方法、物理化学方法和生物化学方法等防治海洋污染的有关技术中所涉及的化学原理。其研究领域中有时还旁及化学污染物对海洋生态产生毒性的化学机理。1

研究意义1、海洋资源的开发利用

① 海洋石油及其化工：海洋石油和天然气储量占世界油气总量的25%和20%，无论从储量估计和开发趋势看，海洋油气资源的开发具有重要战略意义。

② 海盐工业和海水综合利用：食盐、碳酸钠、氯化钾、氯化镁、金属镁、溴及其精细化工。

③ 海洋矿物：世界洋底广泛分布着多金属矿物，富含Co、Ni、Cu、Zn、Pb等贵重金属，美国、德国、英国、日本、澳大利亚、印度、中国等为这些矿物的调查与开发进行了大量工作。

2、海洋环境问题

① 海洋环境的化学污染：石油污染、重金属污染、有机污染等。

② 海洋生态环境问题：海洋酸化、赤潮频发、生物种类的灭绝等。

③ 海洋在气候变化中的作用：海洋对温室气体的吸收及其机理等。1

历史和发展早期发展■1670年R. Boyle（玻义耳）出版Observations andExperiment on the Saltnessof the Sea。

■1772年A. Lavoisier（拉瓦锡）测定并首次发表海盐组成结果。

■1784年T.O. Bergman用沉淀称重法测定海盐成分。

■1819－1822年A. Marcet测定海水成分（14个水样，5种成分）提出“世界海水含有相同成分，相互之间有接近相同的比例”（Marcet原理）。

■1843－1865年J.G. Forchhammer分析了上百个海水样品，测定了多种组分（主要成分、氨、H2S等）。使用了“盐度（salinity）”概念。

■1873－1876年Challenger（英）环球航行。

20世纪前期的发展■1899年M. Knudsen建立了氯度测定法。1902年由Forch、Knudsen和Sørensen定义了盐度和氯度，给出了盐度－氯度关系式。

■海洋调查观测：

1925－1927Meteor（德）南大西洋调查；

1947－1958信天翁（瑞士）赤道太平洋（放射性同位素测定沉积速率和年代）；

1940－1958勇士（苏）太平洋调查；

1957－1958国际地球物理年，67个国家参加70余船进行世界范围的联合调查；

1958－1960中国海洋综合普查。

■海水化学研究：

二氧化碳系统（例如Bergman, 1788; Harmberg, 1885; Fox,1909; Buchet al., 1917, 1932, 1951）；

营养盐（例如1955年H.W. Harvey出版The chemistry andfertility of Sea Water。）；

■海洋化学理论研究：

L.G. Sillen(1959)，海水物理化学；

R.M. Garrels(1961)，海水化学模型；

E.D. Goldberg (1958)， “稳态原理”研究海水中元素逗留时间；

W.S. Broecker(1970s)，箱式模型；

20世纪50年代以来的发展■海洋科学国际研究计划：

国际海洋十年调查规划(IDOE, 1971－1980)；

地球化学海洋剖面研究(GEOSECS，1971－1980)：大西洋121站，太平洋147站。研究目标：海洋环流、污染物质稀释扩散能力、营养盐及成分循环速率。

深海钻探(DSDP，1968－1983)；

大洋钻探(ODP，1985－1995)；

国际全球大气化学计划（IGAC）；

全球海洋真光层计划(GOEZS)；

热带海洋与全球大气研究(TOGA)；

全球海洋生态动力学研究(GLOBEC)；

全球海洋观测系统(GOOS)；

综合海洋生物地球化学与生态系统(IMBER)。

■1990s-今，重点关注海洋碳循环及其调控机制，探索海洋对全球气候变化的响应与反馈已实施的国际合作计划包括：

“全球海洋通量联合研究”（JGOFS）；

“海岸带海陆相互作用”（LOICZ）；

“全球变化研究计划”（IGBP）；

■正在实施的：

“上层海洋-低层大气相互作用研究”（SOLAS）；

“海洋痕量元素与同位素的生物地球化学循环研究”（GEOTRACES）等。1

本词条内容贡献者为:

郭亮 - 副教授 - 中国海洋大学