鹵水離子交換微量元素提取
Ⅰ 薩摩亞如何防治石油污染
文筆流暢，修辭得體，深得魏晉諸朝遺風，更將唐風宋骨發揚得入木三分，能在有生之年看見樓主的這個帖子。實在是我三生之幸啊。
Ⅱ 為什麼開發和利用海洋
海洋資源開發
海洋石油和天然氣開發
石油和天然氣資源 據1995年的估計世界近海已探明的石油資源儲量為379億噸，天然氣的儲量為39萬億立方米。據不完全統計，海底蘊藏的油氣資源儲量約佔全球油氣儲量的1/3。預計在本世紀，海底油氣開發將從淺海大陸架延伸到千米水深的海區。
世界海洋石油的絕大部分存在與大陸架上。據測算，全世界大陸架面積約為3000萬平方公里，佔世界海洋面積的8%。關於海洋石油的儲藏量，由於勘探資料和計算方法的限制，得出的結論也各不相同。法國石油研究機構的一項估計是：全球石油資源的極限儲量為10000億噸，可采儲量為3000億噸。其中海洋石油儲量約佔45%，即可采儲量為1350億噸。
半坐底式平台（用於深水開采）
波斯灣大陸架石油產量較早進入大規模開采，連同附近陸地上的海洋石油產量，供應了戰後世界石油需求的一半以上。歐洲西北部的北海是僅次於波斯灣的第二大海洋石油產區。美國、墨西哥之間的墨西哥灣，中國近海，包括南沙群島海底，都是世界公認的海洋石油最豐富的區域。
在海洋進行石油和天然氣的勘探開采工作要比陸地上困難多。必須具備一些與陸地不同的特殊技術，如平台技術、鑽井技術和油氣輸送技術等。
工作平台有固定式平台和移動式鑽井平台，移動式鑽井平台克服了固定式平台建、柴禾不能重復使用的缺點，並大大增加了工作深度。移動式海洋石油鑽井設備擁有自己的浮力結構，可以有拖船拖著移動。有的還擁有自己的動力設備，可以自航。移動式海洋鑽井設備包括：座底式平台、自升式平台、半潛式平台和鑽井船。其中半潛式平台是目前適合於較深水域作業的先進平台，它既能克服鑽井船的不穩定性又能在較深水域中作業。
為向深水石油開發進軍，研究穩定有廉價的深水平台和深水重力平台。張力推平台用綳緊的鋼索系留，工作水深刻達600--900米。後兩種平台都是從海底直立到海面的固定平台，其特點主要是採用縮小橫斷面等技術，降低造價，其工作深度可達500--600米。
海洋生物資源開發
中國海域的生物種類豐富多樣，已有描述記錄的物種達2萬多種。海產魚類1500種以上，產量較大的有200多種。漁場面積280萬平方公里，水產品年產量達2800多萬噸，居世界首位。
我國海洋生物的物種較淡水多得多，有記錄的3802種魚類，海洋就佔3014種。此外，我國還擁有紅樹林、珊瑚礁、上升流、河口海灣、海島等各種海洋高生產力的生態系統，對各類海洋生物的繁殖和生長極為有利。
經濟學家預言：21世紀將是海洋的世紀。「海洋水產生產農牧化」、「藍色革命計劃」和「海水農業」構成未來海洋農業發展的主要方向。
海洋水產生產農牧化
就是通過人為干涉，改造海洋環境，以創造經濟生物生長發育所需的良好環境條件，同時也對生物本身進行必要的改造，以提高它們的質量和產量。具體就是建立育苗廠、養殖場、增殖站，進行人工育苗、養殖、增殖和放流，使海洋成為魚、蝦、貝、藻的農牧場。中國目前已是世界第一海水養殖大國。隨著海洋生物技術在育種、育苗、病害防治和產品開發方面的進一步發展，海水養殖業在21世紀將向高技術產業轉化。
藍色革命計劃
是著眼於大洋深處海水的利用。在大洋深處，深層水溫只有8℃～9℃，氮和磷是表層海水的200倍和15倍，極富營養。將深層水抽上來，遇到充足的陽光，就會形成一個產量倍增的新的人工生態系統。溫差可以用來發電或直接用於農業生產。美國和日本已經在進行這種人工上升流試驗，認為將引發一場海水養殖的革命，所以稱為「藍色革命」。
海水農業
是指直接用海水灌溉農作物，開發沿岸帶的鹽鹼地、沙漠和荒地。「藍色革命計劃」是把海水養殖業由近海向大洋擴展。「海水農業」則是要迫使陸地植物「下海」，這是與以淡水和土壤為基礎的陸地農業的根本區別。人類為了獲得耐海水的植物正在進行艱苦的探索，除了採用篩選、雜交育種外,還採用了細胞工程和基因工程育種。這些研究仍在繼續,目前採用品種篩選和雜交等傳統方法已經獲得了可以用海水灌溉的小麥、大麥和西紅柿等。
海水資源開發
沿海工業用海水在發達國家已達90％以上，如果我國也能大力推廣海水利用，是可以大大緩解濱海城市缺水問題的。
海水直接利用
海水直接利用的方面多，用水量大，在緩解沿海城市缺水中佔有重要地位。在發達國家，海水冷卻廣泛用在沿海電力、冶金、化工、石油、煤炭、建材、紡織、船舶、食品、醫葯等工業領域。日本和歐洲每年都約3000億立方米，目前，我國僅100多億立方米。如果積極把海水在工業中作冷卻水、沖洗水、稀釋水等以及居民的沖廁用水（約占居民生活用水的35％）發展起來，對緩解沿海城市缺水問題，將起重大作用。
海水直接利用的技術包括：海水直流冷卻技術，已有80年應用史，是目前工業應用的主流；海水循環冷卻技術，我國尚處研究階段；海水沖洗等技術等。與海水直接利用的有關重要技術，還包括耐腐蝕材料，防腐塗層，陰極保護，防生物附著，防漏滲，殺菌，冷卻塔技術等。
海水淡化
海水淡化技術，經半個多世紀的發展，其技術已經成熟。主要的淡化方法有：
多級閃蒸（MSF）。單機容量可達4.5－5.7萬m3／d。運行溫度、造水比和級數分別在120℃、10和40級。多級閃蒸除了消耗一定的加熱蒸汽外，要消耗電能4～5kWh／m3淡水，用於海水的循環和流體的輸送。
低溫多效（LT－MDE）技術是在多效基礎上，於1975年發展起來的，近10年有較大發展。單台裝置每天可產淡水20000立方米。蒸發溫度低於800度，效數一般在12效左右。造水比大於10。低溫多效除了要消耗的加熱蒸汽外，要耗電能1.8kWh／m3用於流體輸送。
反滲透（SWRO）RO角膜和組件技術已相當成熟，組件脫鹽率可達99.5％，能耗在3～4kWh／m3淡水。SWRO技術設備投資少、能耗低、效益高、工藝成熟，已有30年的經驗積累，競爭力最強。
最近，日本辛德萊拉依特公司開發出一種低成本、高效率的海水淡化新裝置。其外表是一個不銹鋼制多孔圓筒，裡面裝有一個由1000枚外徑156毫米、內徑136毫米不銹鋼片摞成的管。這支管經緩慢擰曲，內外會因不銹鋼片位移而形成凸凹不平的層次，層次間出現納米級空隙。使用時，首先將海水放入結晶裝置中，再施加高頻電壓進行「加工」。幾十秒鍾後，海水中鈉離子和氯離子會發生化合而形成細微食鹽晶體，並逐漸增長為1微米左右的粒子。這些粒子凝聚後，可形成直徑為幾微米、容易被過濾掉的鹽粒。然後，把這種海水放進上述不銹鋼圓筒的容器中，施加一定壓強，鹽粒就會被擋在管外，其餘受壓而浸入擰曲管內的水便是要得到的淡水，其鹽分濃度為0．067％左右，氯化鎂等礦物質含量是正常海水的一半，成為理想的飲用水。
新型裝置效率是浸透膜方法的3倍，海水利用程度高達95％，所需電費和維修費都很低。該公司已經製造出每分鍾可生產200升淡水的大型裝置。
世界海水淡化的日產量已經達到2700萬噸，並且還在以10％～30％的速度攀升。目前海水淡化的國際市場容量已經達到20多億美元，主要由美、日等強國瓜分，未來20年有近700億美元，市場潛力巨大。在多次國際海水淡化會議上，第三世界國家的代表迫切希望中國的海水淡化技術能夠進入國際市場，打破目前的壟斷格局。
與核能等新能源結合是海水淡化降低成本走向大型化的趨勢。中國核工業總公司已經掌握了低品位核燃料的高效利用新技術。據測算如果把世界上廢棄的低品位核燃料全部利用，可建立300餘座20萬千瓦的低溫核供熱堆（中國現有廢料可建10座）。這些熱量全部用於海水淡化，每天可生產2400萬立方米的優質淡化水，供養的人口超過2億。核能技術與海水淡化的結合除了要求核技術本身是成熟的之外，還需要成熟的先進蒸餾法海水淡化技術與之配套，更能顯示其技術經濟優勢。海水淡化技術與中國的核工業捆綁進入國際市場，形成核能海水淡化產業，可實現和平利用核能為人類造福。如果中國能佔領1／5的核能淡化市場，可實現核供熱設備銷售產值150億元，海水淡化設備銷售產值480億元，形成我國有自主知識產權、國際競爭能力的優勢產業。
海水淡化在推進海水利用中地位重要。沿海工業利用淡化海水雖然量少，但是性質重要，目前全國的海水淡化，每年就能節省約400萬立方米陸地水，對保證沿海工業生產的需要和居民生活用水發揮了重大作用。目前海水淡化成本一般4至5元，如果熱電水聯產海水淡化成本可降到4元以下，如果再發展海水綜合利用，把濃縮海水用來提取化學元素，其淡化成本還要降低。目前海水淡化的成本已為島嶼用淡水和沿海發電廠用淡水和純水所接受。
海水化學物質提取利用
海水中化學物質提取是有無限前景的新興產業。溶解於海水的3.5％的礦物質是自然界給人類的巨大財富。不少發達國家已在這方面獲取了很大利益。我國對海水化學元素的提取，目前形成規模的有鉀、鎂、溴、氯、鈉、硫酸鹽等。但除氯化鈉是從海水中直接提取的以外，其他元素僅限於從地下鹵水和鹽田苦鹵的提取，而且，資源綜合利用工藝流程落後，產品質量與國際有一定差距，急需技術更新和設備改造。我國是世界海鹽第一生產大國，年產量近2000萬噸；目前，我國還處在鹽鹼工業向海洋化工工業的過渡階段，經過「八五」、「九五」技術攻關，直接從海水中提取化學物質的產業正在我國逐步形成。全球數量巨大的海水，其體積為13.7億立方公里，約137億億噸。海水本身就是一座資源寶庫，海水中溶解有80多種金屬和非金屬元素。通常把海水中的元素分為兩類：每升海水中含有1毫克以上的元素叫常量元素；含量在1毫克以下的元素稱為微量元素。海水中微量元素有60多種，如鋰(Li)有2500億噸，它是熱核反應中的重要材料之一，也是製造特種合金的原料；銣(Rb)有1800億噸，它可以製造光電池和真空管；碘(I)有800億噸，它可以用於醫葯，常用的碘酒就是用碘製成的。
綜合開發海水技術
與發達國家比，我國綜合提取利用技術差距較大，但是自90年代以來有很大發展，從傳統的苦鹵化工「老四樣」（氯化鉀、氯化鎂、硫酸鈉和溴），已經發展到現在的近百個品種。
還可以加大力度發展的項目有：發展提溴新技術，以提高現有地上鹵水資源的溴利用率，提高溴質量，減少能耗，降低成本，積極發展高效溴化劑和新型阻燃劑等；積極發展「無機離子交換法海水、鹵水提鉀技術」，這項技術的成功，可以改造老鹽化工企業，並能彌補我國陸地鉀資源的不足；積極發展高技術含量、高附加值的鎂新產品；加強海水提鈾技術的研究開發；加強直接從海水提取其他化學物質的研究和開發，以及水、電、熱聯產與海水綜合利用的結合。
海洋能源
海洋能包括溫度差能、波浪能、潮汐與潮流能、海流能、鹽度差能、岸外風能、海洋生物能和海洋地熱能等8種。這些能量是蘊藏於海上、海中、海底的可再生能源，屬新能源范疇。所謂「可再生」是指它們可以不斷得到補充，永不會枯竭，不像煤、石油等非再生能源，儲量有限，開采一點就少一點。人們可以把這些海洋能以各種手段轉換成電能、機械能或其他形式的能，供人類使用。海洋能絕大部分來源於太陽輻射能，較小部分來源於天體(主要是月球、太陽)與地球相對運動中的萬有引力。蘊藏於海水中的海洋能是十分巨大的，其理論儲量是目前全世界各國每年耗能量的幾百倍甚至幾千倍。
法國郎斯潮汐電站示意圖
花環式海流發電站示意圖
海洋能具有一些特點。第一，它在海洋總水體中的蘊藏量巨大，而單位體積、單位面積、單位長度所擁有的能量較小。這就是說，要想得到大能量，就得從大量的海水中獲得。第二，它具有可再生性。海洋能來源於太陽輻射能與天體間的萬有引力，只要太陽、月球等天體與地球共存，這種能源就會再生，就會取之不盡，用之不竭。第三，海洋能有較穩定與不穩定能源之分。較穩定的為溫度差能、鹽度差能和海流能。不穩定能源分為變化有規律與變化無規律兩種。屬於不穩定但變化有規律的有潮汐能與潮流能。人們根據潮汐潮流變化規律，編制出各地逐日逐時的潮汐與潮流預報，預測未來各個時間的潮汐大小與潮流強弱。潮汐電站與潮流電站可根據預報表安排發電運行。既不穩定又無規律的是波浪能。第四，海洋能屬於清潔能源，也就是海洋能一旦開發後，其本身對環境污染影響很小。
各種海洋能的蘊藏量是巨大的，據估計有750多億千瓦，其中波浪能700億千瓦，溫度差能20億千瓦，海流能10億千瓦，鹽度差能10億千瓦。從各國的情況看，潮汐發電技術比較成熟。利用波能、鹽度差能、溫度差能等海洋能進行發電還不成熟，目前正處於研究試驗階段。這些海洋能至今沒被利用的原因主要有兩方面：第一，經濟效益差，成本高。第二，一些技術問題還沒有過關。
核能 能夠發生裂變反應的最佳物質是鈾，能夠發生聚變反應的最佳物質是氘。這兩種物質的絕大部分賦存在海水裡。
鈾是高能量的核燃料，1千克鈾可供利用的能量相當於2250噸優質煤。然而陸地上鈾礦的分布極不均勻，並非所有國家都擁有鈾礦，全世界的鈾礦總儲量也不過2×10 6噸左右。但是，在巨大的海水水體中，含有豐富的鈾礦資源，總量超過4×109噸，約相當於陸地總儲量的2000倍。
吸附法海水提鈾示意圖
海水提鈾的方法很多，目前最為有效的是吸附法。氫氧化鈦有吸附鈾的性能。利用這一類吸附劑做成吸附器就能夠進行海水提鈾。現在海水提鈾已從基礎研究轉向開發應用研究。日本已建成年產10千克鈾的中試工廠，一些沿海國家亦計劃建造百噸級或千噸級鈾工業規模的海水提鈾廠。如果將來海水中的鈾能全部提取出來，所含的裂變能相當於l×1016噸優質煤，比地球上目前已探明的全部煤炭儲量還多1000倍。
重水也是原子能反應堆的減速劑和傳熱介質，也是製造氫彈的原料，海水中含有2×1014噸重水，氘是氫的同位素。氘的原子核除包含一個質子外，比氫多了一個中子。氘的化學性質與氫一樣，但是一個氘原子比一個氫原子重一倍，所以叫做「重氫」。氫二氧一化合成水，重氫和氧化合成的水叫做「重水」。如果人類一直致力的受控熱核聚變的研究得以解決，從海水中大規模提取重水一旦實現，海洋就能為人類提供取之不盡、用之不竭的能源。蘊藏在海水中的氘有50億噸，足夠人類用上千萬億年。實際上就是說，人類持續發展的能源問題一勞永逸地解決了。
Ⅲ 我想學核能造水。在全球建淡水場。或者開發海洋資源。還有一個想法。造一種過濾裝置
海洋石油和天然氣開發
石油和天然氣資源 據1995年的估計世界近海已探明的石油資源儲量為379億噸，天然氣的儲量為39萬億立方米。據不完全統計，海底蘊藏的油氣資源儲量約佔全球油氣儲量的1/3。預計在本世紀，海底油氣開發將從淺海大陸架延伸到千米水深的海區。
世界海洋石油的絕大部分存在與大陸架上。據測算，全世界大陸架面積約為3000萬平方公里，佔世界海洋面積的8%。關於海洋石油的儲藏量，由於勘探資料和計算方法的限制，得出的結論也各不相同。法國石油研究機構的一項估計是：全球石油資源的極限儲量為10000億噸，可采儲量為3000億噸。其中海洋石油儲量約佔45%，即可采儲量為1350億噸。
半坐底式平台（用於深水開采）
波斯灣大陸架石油產量較早進入大規模開采，連同附近陸地上的海洋石油產量，供應了戰後世界石油需求的一半以上。歐洲西北部的北海是僅次於波斯灣的第二大海洋石油產區。美國、墨西哥之間的墨西哥灣，中國近海，包括南沙群島海底，都是世界公認的海洋石油最豐富的區域。
在海洋進行石油和天然氣的勘探開采工作要比陸地上困難多。必須具備一些與陸地不同的特殊技術，如平台技術、鑽井技術和油氣輸送技術等。
工作平台有固定式平台和移動式鑽井平台，移動式鑽井平台克服了固定式平台建、柴禾不能重復使用的缺點，並大大增加了工作深度。移動式海洋石油鑽井設備擁有自己的浮力結構，可以有拖船拖著移動。有的還擁有自己的動力設備，可以自航。移動式海洋鑽井設備包括：座底式平台、自升式平台、半潛式平台和鑽井船。其中半潛式平台是目前適合於較深水域作業的先進平台，它既能克服鑽井船的不穩定性又能在較深水域中作業。
為向深水石油開發進軍，研究穩定有廉價的深水平台和深水重力平台。張力推平台用綳緊的鋼索系留，工作水深刻達600--900米。後兩種平台都是從海底直立到海面的固定平台，其特點主要是採用縮小橫斷面等技術，降低造價，其工作深度可達500--600米。
海洋生物資源開發
中國海域的生物種類豐富多樣，已有描述記錄的物種達2萬多種。海產魚類1500種以上，產量較大的有200多種。漁場面積280萬平方公里，水產品年產量達2800多萬噸，居世界首位。
我國海洋生物的物種較淡水多得多，有記錄的3802種魚類，海洋就佔3014種。此外，我國還擁有紅樹林、珊瑚礁、上升流、河口海灣、海島等各種海洋高生產力的生態系統，對各類海洋生物的繁殖和生長極為有利。
經濟學家預言：21世紀將是海洋的世紀。「海洋水產生產農牧化」、「藍色革命計劃」和「海水農業」構成未來海洋農業發展的主要方向。
海洋水產生產農牧化
就是通過人為干涉，改造海洋環境，以創造經濟生物生長發育所需的良好環境條件，同時也對生物本身進行必要的改造，以提高它們的質量和產量。具體就是建立育苗廠、養殖場、增殖站，進行人工育苗、養殖、增殖和放流，使海洋成為魚、蝦、貝、藻的農牧場。中國目前已是世界第一海水養殖大國。隨著海洋生物技術在育種、育苗、病害防治和產品開發方面的進一步發展，海水養殖業在21世紀將向高技術產業轉化。
藍色革命計劃
是著眼於大洋深處海水的利用。在大洋深處，深層水溫只有8℃～9℃，氮和磷是表層海水的200倍和15倍，極富營養。將深層水抽上來，遇到充足的陽光，就會形成一個產量倍增的新的人工生態系統。溫差可以用來發電或直接用於農業生產。美國和日本已經在進行這種人工上升流試驗，認為將引發一場海水養殖的革命，所以稱為「藍色革命」。
海水農業
是指直接用海水灌溉農作物，開發沿岸帶的鹽鹼地、沙漠和荒地。「藍色革命計劃」是把海水養殖業由近海向大洋擴展。「海水農業」則是要迫使陸地植物「下海」，這是與以淡水和土壤為基礎的陸地農業的根本區別。人類為了獲得耐海水的植物正在進行艱苦的探索，除了採用篩選、雜交育種外,還採用了細胞工程和基因工程育種。這些研究仍在繼續,目前採用品種篩選和雜交等傳統方法已經獲得了可以用海水灌溉的小麥、大麥和西紅柿等。
海水資源開發
沿海工業用海水在發達國家已達90％以上，如果我國也能大力推廣海水利用，是可以大大緩解濱海城市缺水問題的。
海水直接利用
海水直接利用的方面多，用水量大，在緩解沿海城市缺水中佔有重要地位。在發達國家，海水冷卻廣泛用在沿海電力、冶金、化工、石油、煤炭、建材、紡織、船舶、食品、醫葯等工業領域。日本和歐洲每年都約3000億立方米，目前，我國僅100多億立方米。如果積極把海水在工業中作冷卻水、沖洗水、稀釋水等以及居民的沖廁用水（約占居民生活用水的35％）發展起來，對緩解沿海城市缺水問題，將起重大作用。
海水直接利用的技術包括：海水直流冷卻技術，已有80年應用史，是目前工業應用的主流；海水循環冷卻技術，我國尚處研究階段；海水沖洗等技術等。與海水直接利用的有關重要技術，還包括耐腐蝕材料，防腐塗層，陰極保護，防生物附著，防漏滲，殺菌，冷卻塔技術等。
海水淡化
海水淡化技術，經半個多世紀的發展，其技術已經成熟。主要的淡化方法有：
多級閃蒸（MSF）。單機容量可達4.5－5.7萬m3／d。運行溫度、造水比和級數分別在120℃、10和40級。多級閃蒸除了消耗一定的加熱蒸汽外，要消耗電能4～5kWh／m3淡水，用於海水的循環和流體的輸送。
低溫多效（LT－MDE）技術是在多效基礎上，於1975年發展起來的，近10年有較大發展。單台裝置每天可產淡水20000立方米。蒸發溫度低於800度，效數一般在12效左右。造水比大於10。低溫多效除了要消耗的加熱蒸汽外，要耗電能1.8kWh／m3用於流體輸送。
反滲透（SWRO）RO角膜和組件技術已相當成熟，組件脫鹽率可達99.5％，能耗在3～4kWh／m3淡水。SWRO技術設備投資少、能耗低、效益高、工藝成熟，已有30年的經驗積累，競爭力最強。
最近，日本辛德萊拉依特公司開發出一種低成本、高效率的海水淡化新裝置。其外表是一個不銹鋼制多孔圓筒，裡面裝有一個由1000枚外徑156毫米、內徑136毫米不銹鋼片摞成的管。這支管經緩慢擰曲，內外會因不銹鋼片位移而形成凸凹不平的層次，層次間出現納米級空隙。使用時，首先將海水放入結晶裝置中，再施加高頻電壓進行「加工」。幾十秒鍾後，海水中鈉離子和氯離子會發生化合而形成細微食鹽晶體，並逐漸增長為1微米左右的粒子。這些粒子凝聚後，可形成直徑為幾微米、容易被過濾掉的鹽粒。然後，把這種海水放進上述不銹鋼圓筒的容器中，施加一定壓強，鹽粒就會被擋在管外，其餘受壓而浸入擰曲管內的水便是要得到的淡水，其鹽分濃度為0．067％左右，氯化鎂等礦物質含量是正常海水的一半，成為理想的飲用水。
新型裝置效率是浸透膜方法的3倍，海水利用程度高達95％，所需電費和維修費都很低。該公司已經製造出每分鍾可生產200升淡水的大型裝置。
世界海水淡化的日產量已經達到2700萬噸，並且還在以10％～30％的速度攀升。目前海水淡化的國際市場容量已經達到20多億美元，主要由美、日等強國瓜分，未來20年有近700億美元，市場潛力巨大。在多次國際海水淡化會議上，第三世界國家的代表迫切希望中國的海水淡化技術能夠進入國際市場，打破目前的壟斷格局。
與核能等新能源結合是海水淡化降低成本走向大型化的趨勢。中國核工業總公司已經掌握了低品位核燃料的高效利用新技術。據測算如果把世界上廢棄的低品位核燃料全部利用，可建立300餘座20萬千瓦的低溫核供熱堆（中國現有廢料可建10座）。這些熱量全部用於海水淡化，每天可生產2400萬立方米的優質淡化水，供養的人口超過2億。核能技術與海水淡化的結合除了要求核技術本身是成熟的之外，還需要成熟的先進蒸餾法海水淡化技術與之配套，更能顯示其技術經濟優勢。海水淡化技術與中國的核工業捆綁進入國際市場，形成核能海水淡化產業，可實現和平利用核能為人類造福。如果中國能佔領1／5的核能淡化市場，可實現核供熱設備銷售產值150億元，海水淡化設備銷售產值480億元，形成我國有自主知識產權、國際競爭能力的優勢產業。
海水淡化在推進海水利用中地位重要。沿海工業利用淡化海水雖然量少，但是性質重要，目前全國的海水淡化，每年就能節省約400萬立方米陸地水，對保證沿海工業生產的需要和居民生活用水發揮了重大作用。目前海水淡化成本一般4至5元，如果熱電水聯產海水淡化成本可降到4元以下，如果再發展海水綜合利用，把濃縮海水用來提取化學元素，其淡化成本還要降低。目前海水淡化的成本已為島嶼用淡水和沿海發電廠用淡水和純水所接受。
海水化學物質提取利用
海水中化學物質提取是有無限前景的新興產業。溶解於海水的3.5％的礦物質是自然界給人類的巨大財富。不少發達國家已在這方面獲取了很大利益。我國對海水化學元素的提取，目前形成規模的有鉀、鎂、溴、氯、鈉、硫酸鹽等。但除氯化鈉是從海水中直接提取的以外，其他元素僅限於從地下鹵水和鹽田苦鹵的提取，而且，資源綜合利用工藝流程落後，產品質量與國際有一定差距，急需技術更新和設備改造。我國是世界海鹽第一生產大國，年產量近2000萬噸；目前，我國還處在鹽鹼工業向海洋化工工業的過渡階段，經過「八五」、「九五」技術攻關，直接從海水中提取化學物質的產業正在我國逐步形成。全球數量巨大的海水，其體積為13.7億立方公里，約137億億噸。海水本身就是一座資源寶庫，海水中溶解有80多種金屬和非金屬元素。通常把海水中的元素分為兩類：每升海水中含有1毫克以上的元素叫常量元素；含量在1毫克以下的元素稱為微量元素。海水中微量元素有60多種，如鋰(Li)有2500億噸，它是熱核反應中的重要材料之一，也是製造特種合金的原料；銣(Rb)有1800億噸，它可以製造光電池和真空管；碘(I)有800億噸，它可以用於醫葯，常用的碘酒就是用碘製成的。
綜合開發海水技術
與發達國家比，我國綜合提取利用技術差距較大，但是自90年代以來有很大發展，從傳統的苦鹵化工「老四樣」（氯化鉀、氯化鎂、硫酸鈉和溴），已經發展到現在的近百個品種。
還可以加大力度發展的項目有：發展提溴新技術，以提高現有地上鹵水資源的溴利用率，提高溴質量，減少能耗，降低成本，積極發展高效溴化劑和新型阻燃劑等；積極發展「無機離子交換法海水、鹵水提鉀技術」，這項技術的成功，可以改造老鹽化工企業，並能彌補我國陸地鉀資源的不足；積極發展高技術含量、高附加值的鎂新產品；加強海水提鈾技術的研究開發；加強直接從海水提取其他化學物質的研究和開發，以及水、電、熱聯產與海水綜合利用的結合。
海洋能源
海洋能包括溫度差能、波浪能、潮汐與潮流能、海流能、鹽度差能、岸外風能、海洋生物能和海洋地熱能等8種。這些能量是蘊藏於海上、海中、海底的可再生能源，屬新能源范疇。所謂「可再生」是指它們可以不斷得到補充，永不會枯竭，不像煤、石油等非再生能源，儲量有限，開采一點就少一點。人們可以把這些海洋能以各種手段轉換成電能、機械能或其他形式的能，供人類使用。海洋能絕大部分來源於太陽輻射能，較小部分來源於天體(主要是月球、太陽)與地球相對運動中的萬有引力。蘊藏於海水中的海洋能是十分巨大的，其理論儲量是目前全世界各國每年耗能量的幾百倍甚至幾千倍。
法國郎斯潮汐電站示意圖
花環式海流發電站示意圖
海洋能具有一些特點。第一，它在海洋總水體中的蘊藏量巨大，而單位體積、單位面積、單位長度所擁有的能量較小。這就是說，要想得到大能量，就得從大量的海水中獲得。第二，它具有可再生性。海洋能來源於太陽輻射能與天體間的萬有引力，只要太陽、月球等天體與地球共存，這種能源就會再生，就會取之不盡，用之不竭。第三，海洋能有較穩定與不穩定能源之分。較穩定的為溫度差能、鹽度差能和海流能。不穩定能源分為變化有規律與變化無規律兩種。屬於不穩定但變化有規律的有潮汐能與潮流能。人們根據潮汐潮流變化規律，編制出各地逐日逐時的潮汐與潮流預報，預測未來各個時間的潮汐大小與潮流強弱。潮汐電站與潮流電站可根據預報表安排發電運行。既不穩定又無規律的是波浪能。第四，海洋能屬於清潔能源，也就是海洋能一旦開發後，其本身對環境污染影響很小。
各種海洋能的蘊藏量是巨大的，據估計有750多億千瓦，其中波浪能700億千瓦，溫度差能20億千瓦，海流能10億千瓦，鹽度差能10億千瓦。從各國的情況看，潮汐發電技術比較成熟。利用波能、鹽度差能、溫度差能等海洋能進行發電還不成熟，目前正處於研究試驗階段。這些海洋能至今沒被利用的原因主要有兩方面：第一，經濟效益差，成本高。第二，一些技術問題還沒有過關。
核能 能夠發生裂變反應的最佳物質是鈾，能夠發生聚變反應的最佳物質是氘。這兩種物質的絕大部分賦存在海水裡。
鈾是高能量的核燃料，1千克鈾可供利用的能量相當於2250噸優質煤。然而陸地上鈾礦的分布極不均勻，並非所有國家都擁有鈾礦，全世界的鈾礦總儲量也不過2×10 6噸左右。但是，在巨大的海水水體中，含有豐富的鈾礦資源，總量超過4×109噸，約相當於陸地總儲量的2000倍。
吸附法海水提鈾示意圖
海水提鈾的方法很多，目前最為有效的是吸附法。氫氧化鈦有吸附鈾的性能。利用這一類吸附劑做成吸附器就能夠進行海水提鈾。現在海水提鈾已從基礎研究轉向開發應用研究。日本已建成年產10千克鈾的中試工廠，一些沿海國家亦計劃建造百噸級或千噸級鈾工業規模的海水提鈾廠。如果將來海水中的鈾能全部提取出來，所含的裂變能相當於l×1016噸優質煤，比地球上目前已探明的全部煤炭儲量還多1000倍。
重水也是原子能反應堆的減速劑和傳熱介質，也是製造氫彈的原料，海水中含有2×1014噸重水，氘是氫的同位素。氘的原子核除包含一個質子外，比氫多了一個中子。氘的化學性質與氫一樣，但是一個氘原子比一個氫原子重一倍，所以叫做「重氫」。氫二氧一化合成水，重氫和氧化合成的水叫做「重水」。如果人類一直致力的受控熱核聚變的研究得以解決，從海水中大規模提取重水一旦實現，海洋就能為人類提供取之不盡、用之不竭的能源。蘊藏在海水中的氘有50億噸，足夠人類用上千萬億年。實際上就是說，人類持續發展的能源問題一勞永逸地解決了。
Ⅳ 海洋里有哪些寶藏已經發現但無法開發利用的資源
最典型的，鈾
此外還有可燃冰，深海石油，大陸架煤炭，等等都是目前無法開發利用的
Ⅳ 地下鹽鹵水及深層承壓水
一、地下鹽鹵水資源分布特徵
(一)地下鹽鹵水的基本涵義
據陳夢熊等(2002)研究，中國鹽鹵水資源分布甚廣，資源豐富，有著悠久的開發歷史。根據鹽鹵水礦床的產狀，可劃分為兩大類。第一類是鹽湖型鹽鹵水，主要分布在西北乾旱區，如柴達木盆地的東台乃吉爾鹽湖(含鋰鹵水)、察爾汗鹽湖(含鉀、鎂鹵水)等，目前均作為工業礦水進行開采。第二類是埋藏型封閉性地下鹽鹵水，產於不同時代的各類地層內，從震旦繫到第四系均有含鹽鹵水岩層，但以三疊系、白堊系和古近－新近系居主導地位。三疊系以上主要為陸相沉積盆地堆積，鹵水主要由陸地蒸發濃縮形成，三疊系及其以下地層均屬海相沉積，鹵水形成與海水有關。這里重點討論地下埋藏型鹽鹵水。
地下鹵水主要是指礦化度超過50g/L的高礦化地下水。鹽鹵水根據不同用途又可劃分為生活用鹽鹵水資源和工業用鹽鹵水資源兩大類。前者主要成分是NaCl，是生產食鹽的主要原料;後者同時含B、Br、I、K等有用元素，其含量達到工業開采和提煉標準的地下鹽鹵水，稱工業礦水。如四川自貢、雲安等鹽場鹵水以生產食鹽著稱。華鎣山以西川中地區深部2000～3000m，富產含B、Br、I、K、Li濃鹵水，已作為工業礦水進行開采。
由於鹽鹵水一般埋藏較深，處於與外界隔離的封閉狀態，受地熱或地溫增溫率的影響而形成地下熱水，或稱地熱鹵水。已知地熱鹵水最高溫度超過300℃，因此它不僅是礦物資源，而且也是一種地熱能資源。地下鹽鹵水的溫度，隨其埋藏深度的增加而增長，所含礦物成分的含量，也與溫度成正相關。因此在正常情況下，鹽鹵水的礦化度及其所含的有益微量元素，均呈現地球化學的垂向分帶規律。鹽鹵水往往與鹽類和烴類礦床具有空間分布的一致性，其中濃鹵和超濃鹵多與鹽類礦床相依存，淡鹵和鹽水往往與烴類礦床相伴存。
(二)地下鹽鹵水的分布
中國地下鹽鹵水分布甚廣，幾乎每省均有分布，但真正具有開發價值的並不多。鹵水礦床的形成，主要受構造條件控制，特別是盆地構造，凡沉降作用強烈的大型盆地，如四川中生界盆地、湖北中新生界江漢盆地，沉積厚度都在數千米以上，有利於大型鹵水礦床的形成。相反，一般中小盆地，鹵水礦床的規模也相對較小。
王東升(1987)對全國地下鹽鹵水的分布劃分為4個鹽鹵水區。在此基礎上陳夢熊等(2002)加以修正，總結如下。
1.東南、西南鹽鹵水區
包括華中、華南共十多個省。在層位上以古近－新近系和三疊系為主，在區域上以四川盆地、江漢盆地和東部紅層盆地為主的地下鹽鹵水區。包括蘇、浙、贛、鄂、川、黔、湘、粵等省區，11個層位(Z、、O、D、C、P、T、J、K、E和Q)發現鹽鹵水。該區是中國地下鹽鹵水的主要分布區，也是中國主要的成鹽區。岩鹽賦存於海相震旦系(長寧凹陷)、三疊系(川中、川東和鄂西的利川凹陷)和陸相的白堊系、古近－新近系(江漢、衡陽、龍歸、三水、東莞、清江、會昌、泰和、寧波、直溪橋、蘇北、魚台、合肥、定遠和吳城－東濮等鹽盆)。
2.青藏高原(包括川西、滇西)鹽鹵水區
該區地下鹽鹵水主要分布於青藏和川西、滇西等4省區，以白堊系為主的5個層位(S、T、J、K、N)。海相含鹽盆地僅發現川西鹽源凹陷(T)，而陸相含鹽盆地則較多，有滇中坳陷(N)、滇西南的蘭坪坳陷(N)、藏北倫坡拉盆地和昌都地區的江達等。
3.西北鹽鹵水區
該區是以新疆為主的新甘寧(包括部分青海)地下鹽鹵水區。鹽鹵水儲集層以古近－新近系為主，次為三疊系、石炭系和二疊系。鹽類礦床主要分布於新疆地區，其中海相鹽盆有塔里木盆地南緣的和田坳陷、於田坳陷，盆地西北緣的柯坪斷塊(石炭系)、庫車坳陷(N)和莎車坳陷(K—N);陸相白堊系、古近－新近系成鹽盆地有吐魯番坳陷、庫木里坳陷，同心－涇源坳陷、天水－西里凹陷和漳武凹陷等。
4.華北、東北鹽鹵水區
本區地下鹽鹵水欠發育，主要是白堊系油氣田鹽鹵水。與此相對應，本區鹽礦也欠發育，僅在臨汾凹陷中奧陶統馬家溝組(山西臨汾縣)和峰峰組(陝西延長縣)發現厚數厘米岩鹽。
(三)地下鹽鹵水的水文地球化學特徵
地下鹽鹵水的化學成分是其形成環境、形成作用和保存條件的反映(王東升，1987)。參與現代大氣水循環的淋濾型鹽鹵水(現代滲透成因鹽鹵水)因其所處的淋濾階段的不同以及與大氣水、淺層地下水混合比例的不同，而具有不同的化學成分，其共同點是具有與空氣近似的氣體成分，與大氣水相似的同位素組成，所含微量組分濃度往往很低。封存的主要由溶濾鹽而形成的溶濾型鹽鹵水，源於古滲透成因水和成岩過程中含水礦物的脫出水等。它的化學成分主要取決於被溶鹽的成分、水的原始成分和改變水質的成岩－後生作用等因素。其共同點是含還原性氣體組分。Br、I等組分的濃度往往較低。封存的主要由成鹽母液形成的沉積型鹽鹵水屬於沉積成因水，它的化學成分主要取決於所處的成鹽階段，水中一般富含Br、Li、B、Rb和Cs等在蒸發濃縮過程中傾向於在液相中聚集的元素。至於油氣田鹽鹵水則以不同程度地富含Br、I等元素為特徵。深成水參與地下鹽鹵水的形成，會導致同位素組分的特徵性變化和重金屬含量的升高。
參照舒卡列夫分類方案(王東升，1987)，可把中國地下鹽鹵水劃分為如下幾種類型。
1.HCO3·CO3－Na型或CO3·HCO3－Na型鹵水
河南泌陽凹陷古近系核桃園組賦存此種鹼性鹵水。鹵層埋深逾2000m，鹵水儲集於鹼層頂板的針孔狀白雲岩中。鹵水總礦化度高者達195～207g/L，pH>9。該型鹵水化學成分的最大特徵是陰離子中CO3－2和HCO－3占絕對優勢，兩者毫克當量百分濃度之和達97.5%。而陽離子中以Na+為主，其毫克當量百分濃度在99%以上。此型鹵水不僅本身是液態鹼礦，而且尚含有F－、Br－、I－、HPO2－4、BO－2、Li+、Sr2+、Rb+、K+、Ba、Fe、Al和Zr等微量組分，以及U、Ra和Th等放射性元素。
2.SO4－Na型鹽鹵水
此型鹵水產於川西白堊系灌口組上部，埋深20～50m。鹵水總礦化度為118～142g/L，為液態硝礦，俗稱「硝鹵」。另在川東見有此型三疊系鹽水，分布於SO4－Ca型淡水帶與Cl－Na型鹵水帶之間，為過渡型水。
3.Cl·SO4－Na型鹽水
此型水中陽離子以Na+占絕對優勢，其毫克當量百分數大於80%;陰離子以Cl－為主，SO2－4為次，兩者毫克當量百分數之和大於80%。其rNa/rCl一般為0.97～1.20。此型鹽鹵水總礦化度一般低於50g/L，而此型氣田水則往往富含溴和碘。其中，溴最大濃度為200～228g/L，碘最大濃度為8～12g/L。
4.Cl－Na型鹽鹵水
在此型水中，Cl－和Na+各占陰、陽離子毫克當量總數的80%以上。在層位上和區域上，此型水分布均廣。許多鹽礦床地下鹵水和油鹵水屬此型。後者一般為多組分或雙組分工業水，碘濃度達10～84g/L，溴達100～1000g/L。在紅層鹵水和煤相鹵水中，也以此型水為主。大型自流盆地，此型水多分布於含鹵層傾斜部位。
5.Cl－Na·Ca型鹵水
它與Cl－Na型鹵水的區別是Ca2+濃度大於或等於20%(毫克當量百分數)，且rNa>rCa。與鹽礦床伴存的油田鹵水、氣田淡鹵－濃鹵水或自然盆地沿含鹵層傾斜方向處於深埋部位的沉積鹵水多屬此型。此型水一般為多組分工業水。
6.Cl－Ca·Na型或Cl－Ca型鹵水
此型水的特點是在陽離子中Ca2+占優勢。油氣田淡鹵水，與鹽礦伴存的油田濃鹵水，變質程度較深的沉積鹵水以及與K、Mg鹽伴存的富K超濃鹵水往往屬於此型。此型水一般為多組分工業水。
上述各類鹽鹵水分布的一般規律是:在大型自流盆地，沿含水層傾沒方向，或自古剝蝕面向下，隨埋深的增大，往往表現為由Cl·SO4－Na型水、Cl－Na型水，過渡為Cl－Na·Ca型和Cl－Ca·Na型水。總礦化度和微量組分濃度往往沿上述方向趨向升高，而rNa/rCl、pH和Eh則趨向降低。這分別被稱為地下鹽鹵水的水平分帶和垂直分帶中的正常分帶。垂直剖面中鹽系地層的存在，可造成垂直分帶中的反常分帶:總礦化度、pH、Eh和水型往往隨埋深發生與上述相反趨向的變化。
(四)四川盆地鹽鹵水資源
四川盆地鹽鹵水資源開發具有兩千多年的歷史，至今仍有較好的開發利用前景。大寧場鹽泉發現於公元前316年，據統計從1873年至1963年產鹽量較穩定，平均年產鹽約64t，流量達8.1～15.04L/s。雲安場鹽業始於公元前199年，當時年產鹽401.5t，清初達4000t，1957年達22100t(開發鹵水量達75128t，制氯化鉀54t)。川中紅層鹵水的開發則有近千年的歷史。鹽井總數逾10萬眼，目前仍在開發中，日產鹵水數立方米至二十立方米。另外川西南三疊系黑鹵及岩鹽鹵的發現始於公元1821年。據統計，從1851年至1974年自貢鹽場計產鹵20709萬標方(1標方=100kg/m3鹵水)，其中黑鹵(T1—T2)達12775萬標方，僅黃角坡斷裂帶，百年間即產鹵2500×104m3。而在附近的新區(如鄧井關)仍鑽遇單井日流量達3000～6000m3的高產井(王東升等，1985)。
就現有資料分析，根據四川盆地諸層系鹽鹵水資源分布規律，可以看出白堊系鹵水分布於川西，埋藏較淺(20～300m)，水量(提撈)小於50m3/d，為現生產區。三疊系鹵水以川西南地區埋藏較淺，一般小於1500m，日提撈產量一般僅幾十立方米，為主要鹽化工基地。要解決目前鹵源不足問題，主要有兩個途徑，一是在新近勘探的局部構造(如黃家場和聖燈山峰等處)可望找到高產自噴鹵水;二是開發該區深部(1500～2000m以深)嘉三至嘉一段及二疊系鹽鹵水，其濃度雖然略低，為淡鹵水，但溴、碘濃度遠遠超過單獨提取品位，且可能高產自噴。在川中地區三疊繫上統埋深達2000m左右，高壓自噴鹵層，目前勘探程度較低。川西北三疊系埋藏較深，川東北亦達2000m。川南三疊系中統缺失，主要為嘉一至喜三段鹽水、淡鹵水，高產自噴。川東地區三疊系埋深變化大，在局部向斜構造部位賦存工業原料水。總之，三疊系鹵水開發遠景以川中地區最佳。二疊系鹽鹵水主要分布於川南，埋深2000～3000m，高壓自噴，次為川西南。石炭系鹽鹵水主要分布於川東，目前正在勘探中。寒武系和震旦系鹽鹵水主要分布於威遠構造，埋深達2500～3000m，高壓自噴。
綜上所述，四川盆地以三疊系鹵水遠景最大，資源量豐富，黃黑鹵水水質較優，埋藏條件有利開采。寒武系次之，潛在優勢較大。侏羅系鹵水值得重視。震旦系、石炭系和二疊系鹵水具有綜合利用前景。白堊系鹵水較差，只宜地方小型開發利用。從地區分布上看，以川中地區條件最好，威遠地區最有遠景，盆東、盆南較差，華鎣山區遠景不大。
(五)第四紀濱海相地下鹵水特徵
1.第四紀濱海相地下鹵水的分布規律
據王珍岩等(1998)研究，中國黃、渤海沿岸低地平原區，第四紀濱海相地下鹵水廣泛分布，鹵水儲量、儲層結構及水化學特徵隨各海岸區岸段不同存在一定差異。
在中國北方主要有兩大類海岸地貌單元，濱海平原海岸和基岩港灣海岸。渤海三大海灣沿岸都屬於濱海平原海岸，第四紀地下鹵水呈連續的平行海岸線的帶狀分布，礦帶寬幾千米到幾十千米不等。受陸向山前沖、洪積平原區的地下淡水徑流及海向的海水稀釋影響，地下鹵水的礦化度呈現出平行礦帶的中間高、兩側逐漸降低的分布。在垂向上，地下鹵水分層分布，儲層結構與當地幾次大的第四紀海侵地層分布一致。受第四紀構造活動影響，萊州灣濱海平原第四紀沉積物的厚度自東向西逐漸增厚，地下鹵水的埋深及層厚隨之加大。在山東半島和遼東半島的基岩港灣海岸區，第四紀沉積物僅分布於小型海灣中，地下鹵水以斑塊狀賦存於相互分離的灣頂盆地內，不形成大的鹵水礦帶。由於第四紀沉積層比較淺薄，儲層結構相對簡單，只有潛鹵水層或微承壓鹵水層發育。受河流沖淡作用影響，河口區地下鹵水礦化度都相對降低。
2.地下鹵水的水化學特徵
第四紀濱海相地下鹵水來源於海水，由於形成的地質歷史短，變質程度低，水化學特徵既不同於現代鹽湖鹵水，也不同於第四紀以前的古地下鹵水。
中國北方沿海地區第四紀地下鹵水水化學類型單一，按舒卡列夫分類法劃分，全部屬於Cl－Na型水。鹵水礦化度50～150g/L，最高達218g/L，並隨岸段的變化存在差異。萊州灣濱海平原地區地下鹵水平均礦化度最高，普遍大於100g/L;而基岩港灣海岸區則多小於80g/L。
地下鹵水的主要化學組分與海水基本相同，主要離子含量的排序為:Cl－>Na+>Mg2+>SO2－4;Na+>Mg2+>Ca2+;Cl－>SO2－4>Br－，與正常海水相一致。陰陽離子中占絕對優勢的Cl－、SO2－4和Na+、Mg2+的毫克當量百分數分別為90.60、9.25和76.11、21.35，也與正常海水的90.21、9.30和76.04、19.19非常接近。張永祥等(1996)在對萊州灣南岸地下鹵水的研究中發現，古海水在轉化為鹵水的過程中，發生了方解石和石膏的沉澱及鈉長石和鈣長石的蝕變，使得鹵水中各主要離子的濃度並不是以相同的濃縮倍數增長;在鹵水與淡水的混合帶，還存在著Na+與Mg2+、Ca2+離子之間的交換吸附。韓有松等(1996)發現鹵水的Na+/Mg2+、Ca2+/Mg2+、Cl－/Br－、rNa+/rCl－、rMg2+/rCl－、rCa2+/rCl－值雖然與海水接近，但都低於海水的相應值，說明當地的地下鹵水絕非海水簡單濃縮的產物。
周仲懷等(1997)研究發現，萊州灣沿岸的地下鹵水還存在明顯的微量元素地球化學異常，其中鈷異常現象最明顯，個別岸段的濃度是海水的5000倍;鈾含量最高可達100μg/L，是正常海水濃度的30倍。微量元素的異常程度隨岸段的不同而變化，但並不與鹵水濃度線性相關。地下鹵水在形成與演化的過程中存在著與圍岩的相互作用。
3.地下鹵水的勘探開發及綜合利用
地下鹵水中不僅含有豐富的NaCl資源，還含有鉀鹽、鎂鹽、溴及一些微量元素。盡管這些次要組分多數達不到工業開發品位，但它們在制鹽後的苦鹵中得到了濃縮，再進一步採用化學富集技術，可以使其達到具有開發價值，成為發展鹽化工的原料。目前從地下鹵水中直接提取溴素的技術已實現較大規模的生產，利用苦鹵生產鉀系和鎂系等產品也有了一定的進展，對從鹵水中提取微量化學成分的研究也已引起有關部門的重視。
二、深層承壓水分布特徵
張宗祜等(2004)對中國埋藏於地下100～1000m，甚至更深的范圍內，且具有供水意義的深層承壓水進行了評價與研究。認為受形成條件和所處環境的影響，中國深層水往往具有一定的壓力水頭，甚至有時壓力水頭高出地表，以泉的形式或被鑽孔揭露時呈自流狀態排泄。深層承壓水的化學組成受形成時的氣候條件、形成後不同時期水岩作用和環境變化影響，組合類型多樣。
中國沉積體系中的深層承壓水是儲存在多層組合結構之中的，其層數往往不是幾層，而是十幾層，甚至幾十層。層與層之間的相對隔水層或弱透水層不僅厚度各不相同，而且岩性組成差異很大，開發利用深層水必然要對其平衡狀態產生干擾。
在對盆地深層水遷移的驅動力研究上存在兩種學術觀點。一種認為深層地下水來自山區和盆地周邊的補給，在重力驅動下，入滲水流可深達數千米，流經距離可長達數百、甚至數千千米，最終流向區域性排泄基準面;另一種認為盆地周圍入滲水對深層水運動影響的范圍有限，其流動主要取決於上覆地層的靜壓力，在地靜壓力作用下，不同岩性沉積層產生差異性壓實，進而影響水的循環交替過程。
自20世紀80年代以來，地下水的環境同位素研究為深層水形成和循環過程的分析提供了新的證據。河北平原第四系深層地下水的年齡分布及環境穩定同位素組成特徵研究表明，水的更新循環是與區域環境的變化相適應的，且隨區域排泄基準面的變化而變化，受歷史時期氣候變化影響明顯，而且在一定程度上「記錄」了區域氣候變化信息。採用多種技術方法展開深層地下水的研究，並且與地質環境變化研究相結合，是深層水形成變化研究的新動態和新方向。在此僅對中國幾個大型沉積盆地中深層地下水系統進行分析(圖6－5)。
(一)東部各大平原區的深層承壓水
新生代以來，中國東部諸盆地區以沉降為主，堆積了厚層、巨厚層的陸相、海陸交互相的鬆散沉積物。以往的勘查表明，這些盆地中的沉積物成因類型多樣，沉積層疊置組合關系復雜。系統結構在空間分布上，既是非均質的又是各向異性的，更有沉積間斷發生;在時間上往往是非同步沉積物的集合體，表現為地下水涌水量及水化學組成都存在著較大的地區差異。在華北平原等地區，由於近30年來對深層水的開發利用，已引起大范圍的區域水位下降，甚至在一些地區誘發了地面沉降等環境地質問題，從而顯示了深層承壓水資源的脆弱性及其形成更新的復雜性。
1.松遼平原
松遼平原是中國重要糧食生產基地，受新生代以來沉降影響，堆積了巨厚層的新生代鬆散沉積物。沉積物成因及組成一方面表現為結構復雜，另一方面又有比較好的規律性分布，從山前地帶至盆地中心沉積物往往由單一成因變為多成因，其結構組成由單層變為多層，沉積物顆粒由粗變細，地下水水化學組成基本呈帶狀分布，以淡水為主，且礦化度明顯低於頂部潛水的礦化度。受原生地球化學背景影響，在盆地中心部位往往富集鐵、錳和氟等元素。
盆地東、西兩側地下水年齡較新，地下水年齡小於10000a，大安組承壓水年齡15000a左右。盆地中部地下水年齡較老，泰康組地下水年齡為10000～18000a，大安組地下水年齡為15000～24000a。這反映出新近系承壓水以東、西兩側補給為主，因新水混入及循環條件好，在兩側地下水較新。盆地中部循環較慢，滯留時間較長，地下水年齡較老(圖6－6)。
應用穩定同位素分析方法也佐證了上述認識。低平原新近系承壓水主要補給源為東西兩側的王府－伏龍泉砂礫石台地潛水和洮兒河、霍林河扇形地扇間台地孔隙潛水，以及盆地邊緣區上覆第四系下更新統孔隙水等，盆地中部第四系下更新統承壓水補給作用不明顯。在天然條件下，低平原新近系承壓水氚含量小於4TU，地下水年齡大於1×104a，基本為古水，地下水補給及交替都非常滯緩。當開采地下水時，地下水循環條件發生變化，循環加快，但在開采量小於天然補給量時開採的仍是古水，只不過是減少了天然排泄量;當開采量大於天然補給量時，為維持地下水之間均衡，必有新水補充，使開採的新老混合水氚濃度增加。目前第四系下更新統孔隙承壓水開采量為(4～6)×108m3/a，遠大於新近系承壓水天然補給量，並且前者比後者氚濃度還低。乾安工農湖第四系承壓水氚為5.21TU，而新近系承壓水氚為16.67TU;大安市區第四系承壓水氚為26.16TU，新近系承壓水氚含量為26.77～39.01TU，沒有補給新近系承壓水的跡象，而東西兩側邊緣區孔隙水氚含量為90～200TU。通過地下水徑流補給新近系承壓水形成新老混合水，使其氚含量從小於4TU上升到8.99～39.01TU。經計算，補給區天然補給資源約15×108m3/a，其補給水量是有保證的，特別是在開采條件下可獲得較大的補給增量。但應強調指出，新近系承壓水補給條件差、徑流緩慢，屬於消耗型水源地類型，加之其水質優良，只能作為後備型戰略性水源地開發，且應加強地下水管理工作，以利於持續穩定開發利用。
2.黃淮海平原
黃淮海平原地處華北地區的東部，以黃河為界，分為南北兩部分，黃河以北為海灤河平原;以南為淮河平原，總面積超過28×104km2。新生代以來，圍繞渤海灣堆積了厚達1000～3500m的鬆散沉積物，僅第四系就厚達200～600m。山前地帶以沖洪積物為主，中東部平原為沖積、湖積組成，濱海平原主要為海積、湖積及沖積疊積而成，含水層組由單層變為多層。
中國二氧化碳地質儲存地質基礎及場地地質評價
圖6-5 中國（據張宗祜地下水環境圖等，2004）
圖6－6松遼承壓水盆地模型圖(據張振權等，1984)
多年的地質－水文地質勘查表明，黃淮海平原地下水系統結構的復雜性表現為地層結構在空間上的不均勻，時空上的疊積交錯，反映了多種水流作用及其變化改造的過程，直接影響了含水岩組及其富水性、水化學類型等的空間分布及變化。從山前到濱海和在山前從南到北的第四紀地層對比剖面見圖6－7，水文地質示意剖面見圖6－8。
據1959年深層水水位觀測資料繪制流場圖(圖6－9)，主流向從山前至渤海灣，表現了地下水流系統的統一性。近年來，由於對深層水的開發利用，承壓水頭發生了較大的變化，逐漸形成多處承壓水頭降落(漏斗)區。深井開采也改變了地下水的排泄方式和補徑排條件。如在山前地帶和天津的深層水開發區都明顯發現地下水有「氚含量升高效應」，說明有較年輕水補給(混入)。地下水系統是一個相互關聯的整體，深層水與淺層水存在變化條件下的水量轉換。在衡水等地發現局部深層水礦化度升高跡象，表明鹹水下移。
淮北平原，特別是淮北平原西部發育的中深層地下水，主要來自流域上游伏牛山、桐柏山區的降水補給。地下水由西向東非常緩慢地流至安徽境內，由於上覆巨厚岩層的壓力和弱透水基岩的阻隔，於平原西部形成大面積的自流區。在水頭差的作用下，中深層地下水向淺層地下水越流排泄。受淺層地下水強烈蒸發濃縮作用影響，導致從深部至淺部地下水水化學類型有HCO3型→SO4型→Cl型的演變趨勢，礦化度也有增高的趨向。平面上，從山前至平原，地下水水化學類由HCO3型演變為HCO3·SO4型、HCO3·Cl型，礦化度由小增大。
圖6－7河北平原冀中區第四系對比剖面(據陳望和等，1987)
圖6－8保定—黃驊水文地質剖面示意圖(據陳望和等，1999)
深層地下水環境同位素研究為認識地下水更新過程提供了新信息。在河北平原石家莊—滄州—渤海灣剖面上，採集第四系不同含水岩組地下水14C分析樣品32組。測定結果表明，由淺到深，由西而東地下水年齡不斷增大，深層水年齡多介於1×104～2×104a之間，最大年齡不超3×104a。一方面說明第四系地下水系統具有整體性;另一方面說明地下水運移形式以活塞式為主。
圖6－9京津以南河北平原1959年枯水期第四系深層地下水流場圖(據陳望和等)
在河北平原第四系地下水研究中，沿石家莊—渤海灣剖面，將地下水礦化度分析結果繪製成圖(圖6－10)，發現地下水礦化度並不完全遵循簡單的分帶規律，而在中部深層水中存在一低礦化水帶，這一結果與環境同位素研究成果相吻合，從而再次表明古氣候變化對地下水水化學成分形成的作用仍可分辨。由此看來，水化學的垂向分帶和水平分帶理論及水化學模擬計算都應充分重視古補給作用(古氣候變化)對地下水水化學成分形成的影響。另外，東部平原較深層鹹水的14C年齡大都小於1.5×104a，說明晚更新世以來的乾旱化過程對本區地下鹹水的形成影響強烈。
圖6－10華北平原第四系地下水礦化度等值線圖
(二)長江三角洲平原深層承壓水
長江三角洲是舉世矚目的大三角洲，是中國重要的經濟發展區之一。長江三角洲地處構造沉降區。由長江挾帶的大量泥沙在本區沉積而成，面積4.2×104km2。
新生代以來，長江三角洲地區海陸環境頻繁交替，沉積類型復雜，大體歸納為三大成因系列9種類型，即陸相堆積系列、海陸過渡相沉積系列和海相沉積系列，具有沉積序列的多旋迴變化和沉積物的特有性狀。總體上看第四系由11個厚度比較均勻的韻律層組成，根據地層時代和地下水的水力特徵，將鬆散沉積物劃分為5個含水岩組，分別對應Qh—Qp3、Qp3、Qp2、Qp1和N地層時代，自上而下分別為潛水和第Ⅰ～Ⅳ承壓水。深層承壓水系指第Ⅱ～Ⅳ承壓含水層組，也就是第Ⅰ承壓含水層組以下，大致埋深界於40～120m以深(圖6－11)。
圖6－11長江三角洲地區第四系水文地質剖面示意圖(據江蘇省地質礦產局等，1987)
長江三角洲地區的深層承壓水表現為從三角洲頂部至濱海礦化度逐漸升高，受海水入侵影響僅在局部表現為有較高礦化鹹水存在。表明早期(上更新世及中更新世)形成的地下水已經受漫長地質歷史過程的多期改造，呈現以淡水為主，哈承佑等通過對該區地下水同位素測年研究，得出其由近1～2萬年雨水補給形成的結論。
(三)西北內陸盆地深層承壓水
西北內陸盆地受新生代以來沉降作用影響，廣泛堆積了新生代沉積物。盡管不同盆地沉積物是多源的，組合結構也是復雜的，厚度往往在千米以上，有時厚達2000多米，如准噶爾及塔里木盆地為1000～2000m或更大，在柴達木盆地大於2000m，在河西走廊的幾個大型盆地中厚度達1000m以上。近年來的水文地質勘查表明，西北幾個大型內陸盆地的水資源形成演化具有區域上的共同特點，即主要在山區形成，在山前地帶以泉群形式溢出，是區域發展、生態環境建設及能源開發的重要供水水源。
(四)四川盆地深層承壓水
四川盆地是中國著名的外流盆地，為中生代發展起來的沉降盆地。盆地四周高山環繞，中央地形起伏，山勢受構造控制，外圍構造與山形一致，由古生代及更老地層褶皺和斷裂構成。地勢由北向南傾斜，為侏羅系和白堊系紅色地層覆蓋，故又名「紅色盆地」。新近系為山間盆地堆積，散布於西部邊緣;第四系主要為沖積和湖積層，由礫石、粘土等鬆散沉積物組成，零星分布於河谷兩岸，厚度0～50m(圖6－12)。
圖6－12成都平原下部含水層頂板埋深等值線圖
成都平原中、下更新統為第一間冰期堆積，岩性為含泥砂礫石層。據物探資料，深層承壓水分布面積約3770km2，平均厚度約70m。鑽孔揭露該層時，地下水位上升至近地表，水頭高出頂板13.81～147.39m。
該含水層富水程度因其岩性結構而改變。平原兩側含水層滲透性差，由西向東逐漸轉佳，因而含水層富水性也由西向東逐漸變好。西部富水性稍差，滲透系數1.15～2.08m/d，單井出水量30～160m3/d;東部富水性增強，出水量160～800m3/d;中部—東南部滲透系數1.95～8.53m/d，單井出水量1680m3/d左右。通過計算，成都平原深層承壓水可開采儲存量為2.49×108m3。更深層的地下水礦化度較高。
Ⅵ 海水中如何提取溴和碘啊(急求.,)
在海水中，溴總是以溴化鎂和溴化鈉的形式存在。提取溴的方法常用空氣回吹出法，即用硫酸將海水酸答化，通入氯氣氧化，使溴呈氣體狀態，然後通入空氣或水蒸氣，將溴吹出來
1.3CO32- +3Br2=5Br- +BrO3- +3CO2↑
2.BrO3- +5Br- +6H+ =3Br2+3H2O
碘是國防、工業、農業、醫葯等部門和行業所依賴的重要原料，海水提碘是從海水中提取元素碘的技術。海洋水體蘊藏的碘極豐富，總數估計達800億噸，世界上有許多國家從事海水提碘。20世紀70年代末，中國提出「離子－共價」吸著概念，研究成功JA－2型吸著劑，可直接從海水中提碘和溴；此後發展了液一固分配等富集方法，亦可直接從海水中提取碘。利用曬鹽後的鹵水也可製取碘，所採用的方法有活性炭吸附法、澱粉吸附法、硝酸銀或硫酸銅沉澱法、離子交換樹脂法等。某些海藻具有吸附碘的能力，如干海帶中碘的含量一般為0.3％～0.5％，比海水中碘的濃度高10萬倍。因此，利用浸泡液浸泡海帶亦可製取碘。
Ⅶ 碘是人體必需的微量元素之一，目前提取碘一般以什麼為原料
碘是國防、工業、農業、醫葯等部門和行業所依賴的重要原料，海水提碘是從海專水中提取元屬素碘的技術。海洋水體蘊藏的碘極豐富，總數估計達800億噸，世界上有許多國家從事海水提碘。20世紀70年代末，我國提出「離子－共價」吸著概念，研究成功JA－2型吸著劑，可直接從海水中提碘和溴；此後發展了液一固分配等富集方法，亦可直接從海水中提取碘。利用曬鹽後的鹵水也可製取碘，所採用的方法有活性炭吸附法、澱粉吸附法、硝酸銀或硫酸銅沉澱法、離子交換樹脂法等。某些海藻具有吸附碘的能力，如干海帶中碘的含量一般為0.3％～0.5％，比海水中碘的濃度高10萬倍。因此，利用浸泡液浸泡海帶亦可製取碘。
Ⅷ 含有較多的微量元素
按水文地球化學觀點。將水中含量小於10mg/L的元素稱為微量元素或微量組分。油田水中常見的微量元素多達幾十種，其含量比一般地下水中要高，它們在油田水中富集的機理，主要與石油的形成與演化有關，有機物質(包括細菌活動)提取了賦存於古湖(海)盆水或沉積軟泥水中的微量元素，在向烴類轉化過程中富集於原油中，故在原油灰分中見有眾多的微量元素。地下水與石油長期共存，水又具有吸附能力高、溶解能力強等特性，從原油與圍岩中獲得了大量的微量元素，故三者之間同步增高現象比較明顯。此外，油田水中微量元素的另一個來源是地幔或地球深部的供給。
我國各個油田都對油田水中的主要微量元素做了分析測試，積累了豐富的資料。由於各地區油氣地質條件的復雜性和差異性，以及沉積環境的多元化，對該參數與油氣的關系與應用，至今還沒有統一的認識。各油田大都根據自己的需要選擇性的應用某些元素。
微量元素的分析測試方法，各油田不盡一致，現在常用方法：
原子吸收分光光度法：測定鹼金屬元素(鋰、鉀、鈉)、鹼土金屬元素(鍶、鋇、鈣、鎂)及黑色金屬元素(鐵、鎳、鈷、鉻、錳)。
比色法：溴、碘、硼。
火焰原子法：銅、鋅、鎘、汞、錫、鉛、銻。
原子吸收法：貴金屬——金、銀、鈀。
近年來，我國開始應用離子色譜法(ICP)測量微量元素。
上述微量元素在我國不同含油氣盆地油田水中均有分布(表3-63；圖3-68)。據24個含油氣地區(盆地與凹陷)統計只有Br-，I-，B3+三個，各單位均做了分析；Ni，Mn，Cu，Sr等分析的單位也較多，而其他元素分析者較少。
表3-63 我國部分含油氣地區油田水中微量元素 單位：mg/L
油田水中微量元素組合是判別含油氣性的間接標志，利用該參數進行含油氣預測評價時，必須考慮指標的性質及本區資料的實際情況。作者根據國內外應用微量元素的實際情況，提出以下組合形式：溴、碘、硼組合；鋇、鍶組合；銣、銫組合；鐵、錳、鎳、銅組合；金、銀、錸、銦、鎘組合。
1.溴、碘、硼組合
油田水中的碘多以碘化鈉的形式存在，為有機起源，即多集中在水生(海洋、湖泊均可)有機體(如藻類等)中，這些有機體死亡後，同沉積物一起被埋藏下來，並將碘轉給了沉積水。由於碘同有機質有直接聯系，被視為含油氣性的良好指標。
圖3-68 濟陽坳陷地層水中微量元素含量變化特徵
(據勝利油田資料，1977)
溴的成因，分有機起源和無機起源。它在水中的絕對含量或相對含量都與含油氣無關，主要隨水的變質程度和總礦化度的升高而加大。油田水中溴的含量變化很大，從每升幾毫克到上千毫克。溴的含量與氯離子有關，在氯離子富集的水中，溴的含量也高(原因後述)。在油田水研究時常採用Cl/Br比值，該比值在海水中穩定在292。我國某些高變質或受鹽岩影響的油田水中該比值可超過海水平均值，如塔里木盆地塔河及鄰區高礦化度的油田水rCl/rBr比值大於300。而在低礦化度的油田水中，由於Br的含量增加使該比值下降到120～190。Br是指示水文地球化學環境和變質程度的指標。
作者研究了四川盆地中部上三疊統地層水中鋇離子含量最高達3000mg/L以上(如廣51井、欄1井等)。在平面上具有西南部高，東部及北部地區相對低(2000mg/L)以下，在縱向上鋇離子含量的變化多與溴、碘離子的變化類似，而與鈣離子和硫酸根離子含量的變化相反。川中地區須家河組地層水中鋇離子的大量富集主要與富鋇長石火山母源岩及雷口坡組——嘉陵江組的陸源海相沉積的剝蝕碎屑在碳酸鹽岩地貌背景上的沉積有關；次為高濃度的海相地層水影響所致。
我國油田水中Br-、I-的含量在天然水系中僅次於鹽湖水或鹵水(表3-64)。松遼盆地南部不同油層的油田水中均含有較高的Br和I(表3-65)。四川盆地各產油氣層油田水中I-、Br-含量都很高，甚至超過海相油田水(表3-66)。松遼盆地南部扶余油層在不同油田或同一油田，碘的含量在產層與非產層地下水中有明顯差異，前者高於後者，而非油田水中則不含碘(表3-67)。溴、碘在油田水中含量的高低與沉積環境、生油母質類型、烴類及有機碳含量有一定關系(表3-68)。
油田水中普遍含有硼，硼的化合物(如硼酸鈉等)易溶於水，在岩石被溶濾過程中，轉入地下水。蘇林(1956)認為：NaHCO3型水有利於硼的富集，其含量高於 CaCl2型水。准噶爾盆地風成城油田和克拉瑪依油田高礦化度的NaHCO3型水中，硼的含量高達2000mg/L以上，在國內外是罕見的(表3-69)。
表3-64 油田水中I-、Br-含量 單位：mg/L
表3-65 松遼盆地南部油田水中I-、Br-含量 單位：mg/L
表3-66 四川盆地油、氣地下水中碘溴含量 單位：mg/L
(據劉方槐，1991)
表3-67 松遼盆地南部產層與非產層地下水中碘的含量 單位：mg/L
(據楊忠輝，1982)
表3-68 碘、溴與有機質性質的關系
我國許多油田對油田水中的硼(或偏硼酸)進行了分析，獲得了較高的含量(如江漢盆地潛江組油田水B3+含量范圍在100～377mg/L，最高達412mg/L)，並且與溴、碘一起綜合應用研究。
表3-69 准噶爾盆地油田水中硼含量
(據高錫興，1994)
溴、碘、硼參數組合的含量，一般有從凹陷中心向周邊遞減的環狀分布特點，高含量集中出現在主要含油組合的油田水中。如齊家-古尤和三肇凹陷的中部組合(薩-葡油層)，油田水Br-、I-、B3+的含量，在凹陷中部高於邊緣0.5～1倍之多。在縱向上，同一含水岩系內，由淺到深，其含量由低到高。總體來看，該組合含量高低同水型(蘇林分類)關系不密切。
國外對Br-、I-、B3+的研究比較重視。柯林斯(1980)在研究油田水中溴的分布規律時指出，在CaCl2型水中，溴的含量大於300mg/l時，是含油性的有效指標。
庫傑列斯基(Кyдeльский，1977)統計了前寒武系和古生界含油氣盆地，1664個油田及358個氣田地層水(其中產層2589個，非產層1520個樣品)中碘的含量，產層的平均值：前寒武系為20.99mg/L；古生界為14.29mg/L。幾乎高出非產層的一倍(分別為9.33mg/L和8.16mg/L)。碘含量超過10mg/L的樣品頻率，產層分別為58.38%和51.52%；而非生產分別為31.80%和35.93%。古生界氣田水中碘含量明顯降低(約5mg/L)，而且含量大於10mg/L部分的頻率也低(約16%)。
在巴庫油田水中，碘的含量為30～60mg/L；溴的含量為0.5～0.8mg/L；上丘索夫油田水中碘的含量為100～200mg/L；溴的含量高達2g/L。烏拉爾-伏爾加含油氣區碘含量隨地層變老而增高。
2.鋇、鍶組合
該組合在油田水中的聚集與油氣沒有直接的關系。
鋇通常聚集在無硫酸鹽的水中，特別是聚集在無硫酸鹽的CaCl2型水中，鋇在油田水中的出現是脫硫酸作用的結果。油田水中鋇的高含量，表明存在著良好的還原環境，有利於油氣的聚集。四川盆地侏羅系涼高山組的油田水鋇含量高達5367mg/L，而且缺失
鍶在油田水中普遍存在，其含量變化幅度很大，低者小於1mg/L，高者達數百mg/L(圖3-69)，主要富集在以Cl――Na+離子組合為主體的NaHCO3和CaCl2型水中。
Sr2+、Ba2+組合是反映海相與陸相水文地質化學環境及進行水源(同源、混源)對比的指標。一般在陸相油田水中Sr2+，Ba2+及Sr/Ba比值低，而海相油田水中相對高(表3-70)。
表3-70 冀中坳陷油田水中鋇鍶分布
圖3-69 阿克庫勒及鄰區油田水中鋇、鍶等元素分布直方圖
(據蔡立國等，2002)
3.銣、銫組合
Rb+，Cs+在自然界分布較廣，但一般以氯化物(RbCl2)的形式呈分散狀態存在。油田水中的銣和銫主要來源於圍岩中，在地下水處於滯流或停滯的環境中，通過水-岩相互作用而轉入水中。在地表水(海、湖、河流)中含量較低，如日本海中 Rb+含量為0.33mg/L，Cs+含量只有0.002～0.01mg/L；通常鹵水中含量較高，如山東東風井鹵水中Rb+為1.33mg/L。我國油田水中均含有一定量的Rb+和Cs+，前者多在0.14～40.0mg/L之間，後者為0.33～16.8mg/L。江漢盆地油田水中銣含量5～12mg/L，銫1～12mg/L；四川黑鹵水中銣、銫含量分別為5.9mg/L和3.6mg/L。
在分布上有隨礦化度和深度增加而增高的趨勢(圖3-70)。該組合含量的多寡可為水-岩平衡及其交替強度提供依據。
圖3-70 潛江凹陷油田水中銣、銫與礦化度、埋深關系
4.鐵、錳、鎳、銅組合
該組合是多數油田分析測試的項目，資料相對較多。原油灰分和岩石中含有較多的微量元素，是油田水中Fe、Mn、Ni、Cu等元素的主要來源，其含量變化較大：
Fe：0.26～56.5mg/L
Mn：0.03～11.98mg/L
Ni：0.04～5mg/L
Cu：0.03～1.65mg/L
雖然有些元素與油氣有共生關系，但它們在水中賦存還受下列因素的影響與控制：
1)水文地球化學環境：穩定而濃縮的環境有利於微量元素富集。
2)與礦化度呈直線關系：礦化度高含有較多的元素，礦化度低微量元素也低。
3)古湖(海)盆的特點：從淡水湖→鹹水湖→鹽水湖，含量依次增加。
4)陸相比海相油田水中相對富集Fe、Mn、Ni、Li等元素，V/Ni比值小於1。
5)在凹陷中心含量增高，如泌陷凹陷內部的A凹、安柵、雙河等油田水中含量高於凹陷邊緣的油田——下二門、井樓等。
研究油田水中上述組合，可為分析沉積環境或沉積岩相、判別油氣成因、追蹤油氣源等方面提供依據。
5.深層元素組合
該組合主要指Au，Ag，Re，In，Cd等元素，目前，人們對其認識還比較浮淺，但卻是一個有理論意義和油氣勘探價值的新課題，值得重視的新研究領域與新方向。
當今油氣勘探基本上是在有機學說理論指導下進行的。近年來，無機學說研究取得許多新認識和新成果。地幔中存在烴類並沿深大斷裂向上運移，已引起油氣勘查家的關注。
水文地質的觀點認為，地幔物質中的水(供氫體)與碳酸氣是碳氫化合物礦物合成的原生母質。含碳氫化合物的深成熱液沿深大斷裂系統向上運移至地殼淺部，必然在地下水中留下具有深層性質的元素。人們認識深成微量元素大都是從沿斷裂分布的溫泉的化學成分開始的。溫泉中發現一些在陸殼中很少存在的稀有元素。1964年，作者調查了關中平原南北兩側沿秦嶺大斷裂和渭北斷裂分布的溫泉的化學成分(包括全國有名的臨潼華清池、藍田湯浴等)，獲得了一些深層元素的信息(如Ti、CO2、He及放射性元素等)。
大慶油田郭占謙、馮子輝等(1998)在塔里木盆地石油灰分中微量元素的研究成果中指出：有17種元素在生命物質中沒有發現，其中Be，Cr，Ag，Cd，In，Sb，Te，Hf，Ta，W，Re，Au，Bi 13種元素含量超過中國陸殼含量的1～3個數量級(表3-71)，據此提出在油氣勘探時要考慮地球深部內生命物質形成的非生物成因烴的問題。
表3-71 塔里木盆地石油中特殊的微量元素
(據郭占謙等，1998)
濟陽坳陷古近系含水岩系的油田水中，普遍富集Au(0.169×10-9)，Ag(4×10-9)及Cd，Pb，Co，Cr，As等一批相關的金屬元素。
我國許多CO2氣藏的形成都與地幔深部物質有關，如廣東三水、蘇北黃橋、松南萬金塔、黃驊坳陷翟莊子、濟陽坳陷平方王、平南和花溝、鶯歌海盆地樂東和東方及東海等CO2氣藏的發現，從一個方面說明，在油氣勘探開發中，要重視無機成油(氣)的問題。深層元素組合，與不同賦存狀態(游離、溶解、吸附)的CO2、氦及其同位素結合，是發現無機成因氣的有效參數。
綜上所述，微量元素在油田水與非油田水中有一定的差異，可為油氣地質預測與評價提供一方面有用信息。但在具體應用時，必須考慮各元素之間的相互關系及其地球化學性質，綜合研究應用，任何單一元素的評價，都存在不確定性或多解性。另外對微量元素或組合而言，絕對含量的高低不是唯一應用評價的標准，更重要的是要考慮它與區域背景值之間的關系，與克拉克值的比較，一般將超過區域背值的高含量元素，視為更有應用價值的指標。
Ⅸ 幻想未來的海洋
海洋石油和天然氣開發
石油和天然氣資源 據1995年的估計世界近海已探明的石油資源儲量為億噸，天然氣的儲量為39萬億立方米。據不完全統計，海底蘊藏的油氣資源儲量約佔全球油氣儲量的1/3。預計在本世紀，海底油氣開發將從淺海大陸架延伸到千米水深的海區。
世界海洋石油的絕大部分存在與大陸架上。據測算，全世界大陸架面積約為3000萬平方公里，佔世界海洋面積的8%。關於海洋石油的儲藏量，由於勘探資料和計算方法的限制，得出的結論也各不相同。法國石油研究機構的一項估計是：全球石油資源的極限儲量為10000億噸，可采儲量為3000億噸。其中海洋石油儲量約佔45%，即可采儲量為1350億噸。
半坐底式平台（用於深水開采）
波斯灣大陸架石油產量較早進入大規模開采，連同附近陸地上的海洋石油產量，供應了戰後世界石油需求的一半以上。歐洲西北部的北海是僅次於波斯灣的第二大海洋石油產區。美國、墨西哥之間的墨西哥灣，中國近海，包括南沙群島海底，都是世界公認的海洋石油最豐富的區域。
在海洋進行石油和天然氣的勘探開采工作要比陸地上困難多。必須具備一些與陸地不同的特殊技術，如平台技術、鑽井技術和油氣輸送技術等。
工作平台有固定式平台和移動式鑽井平台，移動式鑽井平台克服了固定式平台建、柴禾不能重復使用的缺點，並大大增加了工作深度。移動式海洋石油鑽井設備擁有自己的浮力結構，可以有拖船拖著移動。有的還擁有自己的動力設備，可以自航。移動式海洋鑽井設備包括：座底式平台、自升式平台、半潛式平台和鑽井船。其中半潛式平台是目前適合於較深水域作業的先進平台，它既能克服鑽井船的不穩定性又能在較深水域中作業。
為向深水石油開發進軍，研究穩定有廉價的深水平台和深水重力平台。張力推平台用綳緊的鋼索系留，工作水深刻達600--900米。後兩種平台都是從海底直立到海面的固定平台，其特點主要是採用縮小橫斷面等技術，降低造價，其工作深度可達500--600米。
海洋生物資源開發
中國海域的生物種類豐富多樣，已有描述記錄的物種達2萬多種。海產魚類1500種以上，產量較大的有200多種。漁場面積280萬平方公里，水產品年產量達2800多萬噸，居世界首位。
我國海洋生物的物種較淡水多得多，有記錄的3802種魚類，海洋就佔3014種。此外，我國還擁有紅樹林、珊瑚礁、上升流、河口海灣、海島等各種海洋高生產力的生態系統，對各類海洋生物的繁殖和生長極為有利。
經濟學家預言：21世紀將是海洋的世紀。「海洋水產生產農牧化」、「藍色革命計劃」和「海水農業」構成未來海洋農業發展的主要方向。
海洋水產生產農牧化
就是通過人為干涉，改造海洋環境，以創造經濟生物生長發育所需的良好環境條件，同時也對生物本身進行必要的改造，以提高它們的質量和產量。具體就是建立育苗廠、養殖場、增殖站，進行人工育苗、養殖、增殖和放流，使海洋成為魚、蝦、貝、藻的農牧場。中國目前已是世界第一海水養殖大國。隨著海洋生物技術在育種、育苗、病害防治和產品開發方面的進一步發展，海水養殖業在21世紀將向高技術產業轉化。
藍色革命計劃
是著眼於大洋深處海水的利用。在大洋深處，深層水溫只有8℃～9℃，氮和磷是表層海水的200倍和15倍，極富營養。將深層水抽上來，遇到充足的陽光，就會形成一個產量倍增的新的人工生態系統。溫差可以用來發電或直接用於農業生產。美國和日本已經在進行這種人工上升流試驗，認為將引發一場海水養殖的革命，所以稱為「藍色革命」。
海水農業
是指直接用海水灌溉農作物，開發沿岸帶的鹽鹼地、沙漠和荒地。「藍色革命計劃」是把海水養殖業由近海向大洋擴展。「海水農業」則是要迫使陸地植物「下海」，這是與以淡水和土壤為基礎的陸地農業的根本區別。人類為了獲得耐海水的植物正在進行艱苦的探索，除了採用篩選、雜交育種外,還採用了細胞工程和基因工程育種。這些研究仍在繼續,目前採用品種篩選和雜交等傳統方法已經獲得了可以用海水灌溉的小麥、大麥和西紅柿等。
海水資源開發
沿海工業用海水在發達國家已達90％以上，如果我國也能大力推廣海水利用，是可以大大緩解濱海城市缺水問題的。
海水直接利用
海水直接利用的方面多，用水量大，在緩解沿海城市缺水中佔有重要地位。在發達國家，海水冷卻廣泛用在沿海電力、冶金、化工、石油、煤炭、建材、紡織、船舶、食品、醫葯等工業領域。日本和歐洲每年都約3000億立方米，目前，我國僅100多億立方米。如果積極把海水在工業中作冷卻水、沖洗水、稀釋水等以及居民的沖廁用水（約占居民生活用水的35％）發展起來，對緩解沿海城市缺水問題，將起重大作用。
海水直接利用的技術包括：海水直流冷卻技術，已有80年應用史，是目前工業應用的主流；海水循環冷卻技術，我國尚處研究階段；海水沖洗等技術等。與海水直接利用的有關重要技術，還包括耐腐蝕材料，防腐塗層，陰極保護，防生物附著，防漏滲，殺菌，冷卻塔技術等。
海水淡化
海水淡化技術，經半個多世紀的發展，其技術已經成熟。主要的淡化方法有：
多級閃蒸（MSF）。單機容量可達4.5－5.7萬m3／d。運行溫度、造水比和級數分別在120℃、10和40級。多級閃蒸除了消耗一定的加熱蒸汽外，要消耗電能4～5kWh／m3淡水，用於海水的循環和流體的輸送。
低溫多效（LT－MDE）技術是在多效基礎上，於1975年發展起來的，近10年有較大發展。單台裝置每天可產淡水20000立方米。蒸發溫度低於800度，效數一般在12效左右。造水比大於10。低溫多效除了要消耗的加熱蒸汽外，要耗電能1.8kWh／m3用於流體輸送。
反滲透（SWRO）RO角膜和組件技術已相當成熟，組件脫鹽率可達99.5％，能耗在3～4kWh／m3淡水。SWRO技術設備投資少、能耗低、效益高、工藝成熟，已有30年的經驗積累，競爭力最強。
最近，日本辛德萊拉依特公司開發出一種低成本、高效率的海水淡化新裝置。其外表是一個不銹鋼制多孔圓筒，裡面裝有一個由1000枚外徑156毫米、內徑136毫米不銹鋼片摞成的管。這支管經緩慢擰曲，內外會因不銹鋼片位移而形成凸凹不平的層次，層次間出現納米級空隙。使用時，首先將海水放入結晶裝置中，再施加高頻電壓進行「加工」。幾十秒鍾後，海水中鈉離子和氯離子會發生化合而形成細微食鹽晶體，並逐漸增長為1微米左右的粒子。這些粒子凝聚後，可形成直徑為幾微米、容易被過濾掉的鹽粒。然後，把這種海水放進上述不銹鋼圓筒的容器中，施加一定壓強，鹽粒就會被擋在管外，其餘受壓而浸入擰曲管內的水便是要得到的淡水，其鹽分濃度為0．067％左右，氯化鎂等礦物質含量是正常海水的一半，成為理想的飲用水。
新型裝置效率是浸透膜方法的3倍，海水利用程度高達95％，所需電費和維修費都很低。該公司已經製造出每分鍾可生產200升淡水的大型裝置。
世界海水淡化的日產量已經達到2700萬噸，並且還在以10％～30％的速度攀升。目前海水淡化的國際市場容量已經達到20多億美元，主要由美、日等強國瓜分，未來20年有近700億美元，市場潛力巨大。在多次國際海水淡化會議上，第三世界國家的代表迫切希望中國的海水淡化技術能夠進入國際市場，打破目前的壟斷格局。
與核能等新能源結合是海水淡化降低成本走向大型化的趨勢。中國核工業總公司已經掌握了低品位核燃料的高效利用新技術。據測算如果把世界上廢棄的低品位核燃料全部利用，可建立300餘座20萬千瓦的低溫核供熱堆（中國現有廢料可建10座）。這些熱量全部用於海水淡化，每天可生產2400萬立方米的優質淡化水，供養的人口超過2億。核能技術與海水淡化的結合除了要求核技術本身是成熟的之外，還需要成熟的先進蒸餾法海水淡化技術與之配套，更能顯示其技術經濟優勢。海水淡化技術與中國的核工業捆綁進入國際市場，形成核能海水淡化產業，可實現和平利用核能為人類造福。如果中國能佔領1／5的核能淡化市場，可實現核供熱設備銷售產值150億元，海水淡化設備銷售產值480億元，形成我國有自主知識產權、國際競爭能力的優勢產業。
海水淡化在推進海水利用中地位重要。沿海工業利用淡化海水雖然量少，但是性質重要，目前全國的海水淡化，每年就能節省約400萬立方米陸地水，對保證沿海工業生產的需要和居民生活用水發揮了重大作用。目前海水淡化成本一般4至5元，如果熱電水聯產海水淡化成本可降到4元以下，如果再發展海水綜合利用，把濃縮海水用來提取化學元素，其淡化成本還要降低。目前海水淡化的成本已為島嶼用淡水和沿海發電廠用淡水和純水所接受。
海水化學物質提取利用
海水中化學物質提取是有無限前景的新興產業。溶解於海水的3.5％的礦物質是自然界給人類的巨大財富。不少發達國家已在這方面獲取了很大利益。我國對海水化學元素的提取，目前形成規模的有鉀、鎂、溴、氯、鈉、硫酸鹽等。但除氯化鈉是從海水中直接提取的以外，其他元素僅限於從地下鹵水和鹽田苦鹵的提取，而且，資源綜合利用工藝流程落後，產品質量與國際有一定差距，急需技術更新和設備改造。我國是世界海鹽第一生產大國，年產量近2000萬噸；目前，我國還處在鹽鹼工業向海洋化工工業的過渡階段，經過「八五」、「九五」技術攻關，直接從海水中提取化學物質的產業正在我國逐步形成。全球數量巨大的海水，其體積為13.7億立方公里，約137億億噸。海水本身就是一座資源寶庫，海水中溶解有80多種金屬和非金屬元素。通常把海水中的元素分為兩類：每升海水中含有1毫克以上的元素叫常量元素；含量在1毫克以下的元素稱為微量元素。海水中微量元素有60多種，如鋰(Li)有2500億噸，它是熱核反應中的重要材料之一，也是製造特種合金的原料；銣(Rb)有1800億噸，它可以製造光電池和真空管；碘(I)有800億噸，它可以用於醫葯，常用的碘酒就是用碘製成的。
綜合開發海水技術
與發達國家比，我國綜合提取利用技術差距較大，但是自90年代以來有很大發展，從傳統的苦鹵化工「老四樣」（氯化鉀、氯化鎂、硫酸鈉和溴），已經發展到現在的近百個品種。
還可以加大力度發展的項目有：發展提溴新技術，以提高現有地上鹵水資源的溴利用率，提高溴質量，減少能耗，降低成本，積極發展高效溴化劑和新型阻燃劑等；積極發展「無機離子交換法海水、鹵水提鉀技術」，這項技術的成功，可以改造老鹽化工企業，並能彌補我國陸地鉀資源的不足；積極發展高技術含量、高附加值的鎂新產品；加強海水提鈾技術的研究開發；加強直接從海水提取其他化學物質的研究和開發，以及水、電、熱聯產與海水綜合利用的結合。
海洋能源
海洋能包括溫度差能、波浪能、潮汐與潮流能、海流能、鹽度差能、岸外風能、海洋生物能和海洋地熱能等8種。這些能量是蘊藏於海上、海中、海底的可再生能源，屬新能源范疇。所謂「可再生」是指它們可以不斷得到補充，永不會枯竭，不像煤、石油等非再生能源，儲量有限，開采一點就少一點。人們可以把這些海洋能以各種手段轉換成電能、機械能或其他形式的能，供人類使用。海洋能絕大部分來源於太陽輻射能，較小部分來源於天體(主要是月球、太陽)與地球相對運動中的萬有引力。蘊藏於海水中的海洋能是十分巨大的，其理論儲量是目前全世界各國每年耗能量的幾百倍甚至幾千倍。
法國郎斯潮汐電站示意圖
花環式海流發電站示意圖
海洋能具有一些特點。第一，它在海洋總水體中的蘊藏量巨大，而單位體積、單位面積、單位長度所擁有的能量較小。這就是說，要想得到大能量，就得從大量的海水中獲得。第二，它具有可再生性。海洋能來源於太陽輻射能與天體間的萬有引力，只要太陽、月球等天體與地球共存，這種能源就會再生，就會取之不盡，用之不竭。第三，海洋能有較穩定與不穩定能源之分。較穩定的為溫度差能、鹽度差能和海流能。不穩定能源分為變化有規律與變化無規律兩種。屬於不穩定但變化有規律的有潮汐能與潮流能。人們根據潮汐潮流變化規律，編制出各地逐日逐時的潮汐與潮流預報，預測未來各個時間的潮汐大小與潮流強弱。潮汐電站與潮流電站可根據預報表安排發電運行。既不穩定又無規律的是波浪能。第四，海洋能屬於清潔能源，也就是海洋能一旦開發後，其本身對環境污染影響很小。
各種海洋能的蘊藏量是巨大的，據估計有750多億千瓦，其中波浪能700億千瓦，溫度差能20億千瓦，海流能10億千瓦，鹽度差能10億千瓦。從各國的情況看，潮汐發電技術比較成熟。利用波能、鹽度差能、溫度差能等海洋能進行發電還不成熟，目前正處於研究試驗階段。這些海洋能至今沒被利用的原因主要有兩方面：第一，經濟效益差，成本高。第二，一些技術問題還沒有過關。
核能 能夠發生裂變反應的最佳物質是鈾，能夠發生聚變反應的最佳物質是氘。這兩種物質的絕大部分賦存在海水裡。
鈾是高能量的核燃料，1千克鈾可供利用的能量相當於2250噸優質煤。然而陸地上鈾礦的分布極不均勻，並非所有國家都擁有鈾礦，全世界的鈾礦總儲量也不過2×10 6噸左右。但是，在巨大的海水水體中，含有豐富的鈾礦資源，總量超過4×109噸，約相當於陸地總儲量的2000倍。
吸附法海水提鈾示意圖
海水提鈾的方法很多，目前最為有效的是吸附法。氫氧化鈦有吸附鈾的性能。利用這一類吸附劑做成吸附器就能夠進行海水提鈾。現在海水提鈾已從基礎研究轉向開發應用研究。日本已建成年產10千克鈾的中試工廠，一些沿海國家亦計劃建造百噸級或千噸級鈾工業規模的海水提鈾廠。如果將來海水中的鈾能全部提取出來，所含的裂變能相當於l×1016噸優質煤，比地球上目前已探明的全部煤炭儲量還多1000倍。
重水也是原子能反應堆的減速劑和傳熱介質，也是製造氫彈的原料，海水中含有2×1014噸重水，氘是氫的同位素。氘的原子核除包含一個質子外，比氫多了一個中子。氘的化學性質與氫一樣，但是一個氘原子比一個氫原子重一倍，所以叫做「重氫」。氫二氧一化合成水，重氫和氧化合成的水叫做「重水」。如果人類一直致力的受控熱核聚變的研究得以解決，從海水中大規模提取重水一旦實現，海洋就能為人類提供取之不盡、用之不竭的能源。蘊藏在海水中的氘有50億噸，足夠人類用上千萬億年。實際上就是說，人類持續發展的能源問題一勞永逸地解決了。
Ⅹ 在90克鹽水中鹽和水的質量比是1:9如果在鹽水中加入5克鹽這時鹽和鹽水的比是
