卤水离子交换微量元素提取
Ⅰ 萨摩亚如何防治石油污染
文笔流畅，修辞得体，深得魏晋诸朝遗风，更将唐风宋骨发扬得入木三分，能在有生之年看见楼主的这个帖子。实在是我三生之幸啊。
Ⅱ 为什么开发和利用海洋
海洋资源开发
海洋石油和天然气开发
石油和天然气资源 据1995年的估计世界近海已探明的石油资源储量为379亿吨，天然气的储量为39万亿立方米。据不完全统计，海底蕴藏的油气资源储量约占全球油气储量的1/3。预计在本世纪，海底油气开发将从浅海大陆架延伸到千米水深的海区。
世界海洋石油的绝大部分存在与大陆架上。据测算，全世界大陆架面积约为3000万平方公里，占世界海洋面积的8%。关于海洋石油的储藏量，由于勘探资料和计算方法的限制，得出的结论也各不相同。法国石油研究机构的一项估计是：全球石油资源的极限储量为10000亿吨，可采储量为3000亿吨。其中海洋石油储量约占45%，即可采储量为1350亿吨。
半坐底式平台（用于深水开采）
波斯湾大陆架石油产量较早进入大规模开采，连同附近陆地上的海洋石油产量，供应了战后世界石油需求的一半以上。欧洲西北部的北海是仅次于波斯湾的第二大海洋石油产区。美国、墨西哥之间的墨西哥湾，中国近海，包括南沙群岛海底，都是世界公认的海洋石油最丰富的区域。
在海洋进行石油和天然气的勘探开采工作要比陆地上困难多。必须具备一些与陆地不同的特殊技术，如平台技术、钻井技术和油气输送技术等。
工作平台有固定式平台和移动式钻井平台，移动式钻井平台克服了固定式平台建、柴禾不能重复使用的缺点，并大大增加了工作深度。移动式海洋石油钻井设备拥有自己的浮力结构，可以有拖船拖着移动。有的还拥有自己的动力设备，可以自航。移动式海洋钻井设备包括：座底式平台、自升式平台、半潜式平台和钻井船。其中半潜式平台是目前适合于较深水域作业的先进平台，它既能克服钻井船的不稳定性又能在较深水域中作业。
为向深水石油开发进军，研究稳定有廉价的深水平台和深水重力平台。张力推平台用绷紧的钢索系留，工作水深刻达600--900米。后两种平台都是从海底直立到海面的固定平台，其特点主要是采用缩小横断面等技术，降低造价，其工作深度可达500--600米。
海洋生物资源开发
中国海域的生物种类丰富多样，已有描述记录的物种达2万多种。海产鱼类1500种以上，产量较大的有200多种。渔场面积280万平方公里，水产品年产量达2800多万吨，居世界首位。
我国海洋生物的物种较淡水多得多，有记录的3802种鱼类，海洋就占3014种。此外，我国还拥有红树林、珊瑚礁、上升流、河口海湾、海岛等各种海洋高生产力的生态系统，对各类海洋生物的繁殖和生长极为有利。
经济学家预言：21世纪将是海洋的世纪。“海洋水产生产农牧化”、“蓝色革命计划”和“海水农业”构成未来海洋农业发展的主要方向。
海洋水产生产农牧化
就是通过人为干涉，改造海洋环境，以创造经济生物生长发育所需的良好环境条件，同时也对生物本身进行必要的改造，以提高它们的质量和产量。具体就是建立育苗厂、养殖场、增殖站，进行人工育苗、养殖、增殖和放流，使海洋成为鱼、虾、贝、藻的农牧场。中国目前已是世界第一海水养殖大国。随着海洋生物技术在育种、育苗、病害防治和产品开发方面的进一步发展，海水养殖业在21世纪将向高技术产业转化。
蓝色革命计划
是着眼于大洋深处海水的利用。在大洋深处，深层水温只有8℃～9℃，氮和磷是表层海水的200倍和15倍，极富营养。将深层水抽上来，遇到充足的阳光，就会形成一个产量倍增的新的人工生态系统。温差可以用来发电或直接用于农业生产。美国和日本已经在进行这种人工上升流试验，认为将引发一场海水养殖的革命，所以称为“蓝色革命”。
海水农业
是指直接用海水灌溉农作物，开发沿岸带的盐碱地、沙漠和荒地。“蓝色革命计划”是把海水养殖业由近海向大洋扩展。“海水农业”则是要迫使陆地植物“下海”，这是与以淡水和土壤为基础的陆地农业的根本区别。人类为了获得耐海水的植物正在进行艰苦的探索，除了采用筛选、杂交育种外,还采用了细胞工程和基因工程育种。这些研究仍在继续,目前采用品种筛选和杂交等传统方法已经获得了可以用海水灌溉的小麦、大麦和西红柿等。
海水资源开发
沿海工业用海水在发达国家已达90％以上，如果我国也能大力推广海水利用，是可以大大缓解滨海城市缺水问题的。
海水直接利用
海水直接利用的方面多，用水量大，在缓解沿海城市缺水中占有重要地位。在发达国家，海水冷却广泛用在沿海电力、冶金、化工、石油、煤炭、建材、纺织、船舶、食品、医药等工业领域。日本和欧洲每年都约3000亿立方米，目前，我国仅100多亿立方米。如果积极把海水在工业中作冷却水、冲洗水、稀释水等以及居民的冲厕用水（约占居民生活用水的35％）发展起来，对缓解沿海城市缺水问题，将起重大作用。
海水直接利用的技术包括：海水直流冷却技术，已有80年应用史，是目前工业应用的主流；海水循环冷却技术，我国尚处研究阶段；海水冲洗等技术等。与海水直接利用的有关重要技术，还包括耐腐蚀材料，防腐涂层，阴极保护，防生物附着，防漏渗，杀菌，冷却塔技术等。
海水淡化
海水淡化技术，经半个多世纪的发展，其技术已经成熟。主要的淡化方法有：
多级闪蒸（MSF）。单机容量可达4.5－5.7万m3／d。运行温度、造水比和级数分别在120℃、10和40级。多级闪蒸除了消耗一定的加热蒸汽外，要消耗电能4～5kWh／m3淡水，用于海水的循环和流体的输送。
低温多效（LT－MDE）技术是在多效基础上，于1975年发展起来的，近10年有较大发展。单台装置每天可产淡水20000立方米。蒸发温度低于800度，效数一般在12效左右。造水比大于10。低温多效除了要消耗的加热蒸汽外，要耗电能1.8kWh／m3用于流体输送。
反渗透（SWRO）RO角膜和组件技术已相当成熟，组件脱盐率可达99.5％，能耗在3～4kWh／m3淡水。SWRO技术设备投资少、能耗低、效益高、工艺成熟，已有30年的经验积累，竞争力最强。
最近，日本辛德莱拉依特公司开发出一种低成本、高效率的海水淡化新装置。其外表是一个不锈钢制多孔圆筒，里面装有一个由1000枚外径156毫米、内径136毫米不锈钢片摞成的管。这支管经缓慢拧曲，内外会因不锈钢片位移而形成凸凹不平的层次，层次间出现纳米级空隙。使用时，首先将海水放入结晶装置中，再施加高频电压进行“加工”。几十秒钟后，海水中钠离子和氯离子会发生化合而形成细微食盐晶体，并逐渐增长为1微米左右的粒子。这些粒子凝聚后，可形成直径为几微米、容易被过滤掉的盐粒。然后，把这种海水放进上述不锈钢圆筒的容器中，施加一定压强，盐粒就会被挡在管外，其余受压而浸入拧曲管内的水便是要得到的淡水，其盐分浓度为0．067％左右，氯化镁等矿物质含量是正常海水的一半，成为理想的饮用水。
新型装置效率是浸透膜方法的3倍，海水利用程度高达95％，所需电费和维修费都很低。该公司已经制造出每分钟可生产200升淡水的大型装置。
世界海水淡化的日产量已经达到2700万吨，并且还在以10％～30％的速度攀升。目前海水淡化的国际市场容量已经达到20多亿美元，主要由美、日等强国瓜分，未来20年有近700亿美元，市场潜力巨大。在多次国际海水淡化会议上，第三世界国家的代表迫切希望中国的海水淡化技术能够进入国际市场，打破目前的垄断格局。
与核能等新能源结合是海水淡化降低成本走向大型化的趋势。中国核工业总公司已经掌握了低品位核燃料的高效利用新技术。据测算如果把世界上废弃的低品位核燃料全部利用，可建立300余座20万千瓦的低温核供热堆（中国现有废料可建10座）。这些热量全部用于海水淡化，每天可生产2400万立方米的优质淡化水，供养的人口超过2亿。核能技术与海水淡化的结合除了要求核技术本身是成熟的之外，还需要成熟的先进蒸馏法海水淡化技术与之配套，更能显示其技术经济优势。海水淡化技术与中国的核工业捆绑进入国际市场，形成核能海水淡化产业，可实现和平利用核能为人类造福。如果中国能占领1／5的核能淡化市场，可实现核供热设备销售产值150亿元，海水淡化设备销售产值480亿元，形成我国有自主知识产权、国际竞争能力的优势产业。
海水淡化在推进海水利用中地位重要。沿海工业利用淡化海水虽然量少，但是性质重要，目前全国的海水淡化，每年就能节省约400万立方米陆地水，对保证沿海工业生产的需要和居民生活用水发挥了重大作用。目前海水淡化成本一般4至5元，如果热电水联产海水淡化成本可降到4元以下，如果再发展海水综合利用，把浓缩海水用来提取化学元素，其淡化成本还要降低。目前海水淡化的成本已为岛屿用淡水和沿海发电厂用淡水和纯水所接受。
海水化学物质提取利用
海水中化学物质提取是有无限前景的新兴产业。溶解于海水的3.5％的矿物质是自然界给人类的巨大财富。不少发达国家已在这方面获取了很大利益。我国对海水化学元素的提取，目前形成规模的有钾、镁、溴、氯、钠、硫酸盐等。但除氯化钠是从海水中直接提取的以外，其他元素仅限于从地下卤水和盐田苦卤的提取，而且，资源综合利用工艺流程落后，产品质量与国际有一定差距，急需技术更新和设备改造。我国是世界海盐第一生产大国，年产量近2000万吨；目前，我国还处在盐碱工业向海洋化工工业的过渡阶段，经过“八五”、“九五”技术攻关，直接从海水中提取化学物质的产业正在我国逐步形成。全球数量巨大的海水，其体积为13.7亿立方公里，约137亿亿吨。海水本身就是一座资源宝库，海水中溶解有80多种金属和非金属元素。通常把海水中的元素分为两类：每升海水中含有1毫克以上的元素叫常量元素；含量在1毫克以下的元素称为微量元素。海水中微量元素有60多种，如锂(Li)有2500亿吨，它是热核反应中的重要材料之一，也是制造特种合金的原料；铷(Rb)有1800亿吨，它可以制造光电池和真空管；碘(I)有800亿吨，它可以用于医药，常用的碘酒就是用碘制成的。
综合开发海水技术
与发达国家比，我国综合提取利用技术差距较大，但是自90年代以来有很大发展，从传统的苦卤化工“老四样”（氯化钾、氯化镁、硫酸钠和溴），已经发展到现在的近百个品种。
还可以加大力度发展的项目有：发展提溴新技术，以提高现有地上卤水资源的溴利用率，提高溴质量，减少能耗，降低成本，积极发展高效溴化剂和新型阻燃剂等；积极发展“无机离子交换法海水、卤水提钾技术”，这项技术的成功，可以改造老盐化工企业，并能弥补我国陆地钾资源的不足；积极发展高技术含量、高附加值的镁新产品；加强海水提铀技术的研究开发；加强直接从海水提取其他化学物质的研究和开发，以及水、电、热联产与海水综合利用的结合。
海洋能源
海洋能包括温度差能、波浪能、潮汐与潮流能、海流能、盐度差能、岸外风能、海洋生物能和海洋地热能等8种。这些能量是蕴藏于海上、海中、海底的可再生能源，属新能源范畴。所谓“可再生”是指它们可以不断得到补充，永不会枯竭，不像煤、石油等非再生能源，储量有限，开采一点就少一点。人们可以把这些海洋能以各种手段转换成电能、机械能或其他形式的能，供人类使用。海洋能绝大部分来源于太阳辐射能，较小部分来源于天体(主要是月球、太阳)与地球相对运动中的万有引力。蕴藏于海水中的海洋能是十分巨大的，其理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍。
法国郎斯潮汐电站示意图
花环式海流发电站示意图
海洋能具有一些特点。第一，它在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。第二，它具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。第三，海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。第四，海洋能属于清洁能源，也就是海洋能一旦开发后，其本身对环境污染影响很小。
各种海洋能的蕴藏量是巨大的，据估计有750多亿千瓦，其中波浪能700亿千瓦，温度差能20亿千瓦，海流能10亿千瓦，盐度差能10亿千瓦。从各国的情况看，潮汐发电技术比较成熟。利用波能、盐度差能、温度差能等海洋能进行发电还不成熟，目前正处于研究试验阶段。这些海洋能至今没被利用的原因主要有两方面：第一，经济效益差，成本高。第二，一些技术问题还没有过关。
核能 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。
铀是高能量的核燃料，1千克铀可供利用的能量相当于2250吨优质煤。然而陆地上铀矿的分布极不均匀，并非所有国家都拥有铀矿，全世界的铀矿总储量也不过2×10 6吨左右。但是，在巨大的海水水体中，含有丰富的铀矿资源，总量超过4×109吨，约相当于陆地总储量的2000倍。
吸附法海水提铀示意图
海水提铀的方法很多，目前最为有效的是吸附法。氢氧化钛有吸附铀的性能。利用这一类吸附剂做成吸附器就能够进行海水提铀。现在海水提铀已从基础研究转向开发应用研究。日本已建成年产10千克铀的中试工厂，一些沿海国家亦计划建造百吨级或千吨级铀工业规模的海水提铀厂。如果将来海水中的铀能全部提取出来，所含的裂变能相当于l×1016吨优质煤，比地球上目前已探明的全部煤炭储量还多1000倍。
重水也是原子能反应堆的减速剂和传热介质，也是制造氢弹的原料，海水中含有2×1014吨重水，氘是氢的同位素。氘的原子核除包含一个质子外，比氢多了一个中子。氘的化学性质与氢一样，但是一个氘原子比一个氢原子重一倍，所以叫做“重氢”。氢二氧一化合成水，重氢和氧化合成的水叫做“重水”。如果人类一直致力的受控热核聚变的研究得以解决，从海水中大规模提取重水一旦实现，海洋就能为人类提供取之不尽、用之不竭的能源。蕴藏在海水中的氘有50亿吨，足够人类用上千万亿年。实际上就是说，人类持续发展的能源问题一劳永逸地解决了。
Ⅲ 我想学核能造水。在全球建淡水场。或者开发海洋资源。还有一个想法。造一种过滤装置
海洋石油和天然气开发
石油和天然气资源 据1995年的估计世界近海已探明的石油资源储量为379亿吨，天然气的储量为39万亿立方米。据不完全统计，海底蕴藏的油气资源储量约占全球油气储量的1/3。预计在本世纪，海底油气开发将从浅海大陆架延伸到千米水深的海区。
世界海洋石油的绝大部分存在与大陆架上。据测算，全世界大陆架面积约为3000万平方公里，占世界海洋面积的8%。关于海洋石油的储藏量，由于勘探资料和计算方法的限制，得出的结论也各不相同。法国石油研究机构的一项估计是：全球石油资源的极限储量为10000亿吨，可采储量为3000亿吨。其中海洋石油储量约占45%，即可采储量为1350亿吨。
半坐底式平台（用于深水开采）
波斯湾大陆架石油产量较早进入大规模开采，连同附近陆地上的海洋石油产量，供应了战后世界石油需求的一半以上。欧洲西北部的北海是仅次于波斯湾的第二大海洋石油产区。美国、墨西哥之间的墨西哥湾，中国近海，包括南沙群岛海底，都是世界公认的海洋石油最丰富的区域。
在海洋进行石油和天然气的勘探开采工作要比陆地上困难多。必须具备一些与陆地不同的特殊技术，如平台技术、钻井技术和油气输送技术等。
工作平台有固定式平台和移动式钻井平台，移动式钻井平台克服了固定式平台建、柴禾不能重复使用的缺点，并大大增加了工作深度。移动式海洋石油钻井设备拥有自己的浮力结构，可以有拖船拖着移动。有的还拥有自己的动力设备，可以自航。移动式海洋钻井设备包括：座底式平台、自升式平台、半潜式平台和钻井船。其中半潜式平台是目前适合于较深水域作业的先进平台，它既能克服钻井船的不稳定性又能在较深水域中作业。
为向深水石油开发进军，研究稳定有廉价的深水平台和深水重力平台。张力推平台用绷紧的钢索系留，工作水深刻达600--900米。后两种平台都是从海底直立到海面的固定平台，其特点主要是采用缩小横断面等技术，降低造价，其工作深度可达500--600米。
海洋生物资源开发
中国海域的生物种类丰富多样，已有描述记录的物种达2万多种。海产鱼类1500种以上，产量较大的有200多种。渔场面积280万平方公里，水产品年产量达2800多万吨，居世界首位。
我国海洋生物的物种较淡水多得多，有记录的3802种鱼类，海洋就占3014种。此外，我国还拥有红树林、珊瑚礁、上升流、河口海湾、海岛等各种海洋高生产力的生态系统，对各类海洋生物的繁殖和生长极为有利。
经济学家预言：21世纪将是海洋的世纪。“海洋水产生产农牧化”、“蓝色革命计划”和“海水农业”构成未来海洋农业发展的主要方向。
海洋水产生产农牧化
就是通过人为干涉，改造海洋环境，以创造经济生物生长发育所需的良好环境条件，同时也对生物本身进行必要的改造，以提高它们的质量和产量。具体就是建立育苗厂、养殖场、增殖站，进行人工育苗、养殖、增殖和放流，使海洋成为鱼、虾、贝、藻的农牧场。中国目前已是世界第一海水养殖大国。随着海洋生物技术在育种、育苗、病害防治和产品开发方面的进一步发展，海水养殖业在21世纪将向高技术产业转化。
蓝色革命计划
是着眼于大洋深处海水的利用。在大洋深处，深层水温只有8℃～9℃，氮和磷是表层海水的200倍和15倍，极富营养。将深层水抽上来，遇到充足的阳光，就会形成一个产量倍增的新的人工生态系统。温差可以用来发电或直接用于农业生产。美国和日本已经在进行这种人工上升流试验，认为将引发一场海水养殖的革命，所以称为“蓝色革命”。
海水农业
是指直接用海水灌溉农作物，开发沿岸带的盐碱地、沙漠和荒地。“蓝色革命计划”是把海水养殖业由近海向大洋扩展。“海水农业”则是要迫使陆地植物“下海”，这是与以淡水和土壤为基础的陆地农业的根本区别。人类为了获得耐海水的植物正在进行艰苦的探索，除了采用筛选、杂交育种外,还采用了细胞工程和基因工程育种。这些研究仍在继续,目前采用品种筛选和杂交等传统方法已经获得了可以用海水灌溉的小麦、大麦和西红柿等。
海水资源开发
沿海工业用海水在发达国家已达90％以上，如果我国也能大力推广海水利用，是可以大大缓解滨海城市缺水问题的。
海水直接利用
海水直接利用的方面多，用水量大，在缓解沿海城市缺水中占有重要地位。在发达国家，海水冷却广泛用在沿海电力、冶金、化工、石油、煤炭、建材、纺织、船舶、食品、医药等工业领域。日本和欧洲每年都约3000亿立方米，目前，我国仅100多亿立方米。如果积极把海水在工业中作冷却水、冲洗水、稀释水等以及居民的冲厕用水（约占居民生活用水的35％）发展起来，对缓解沿海城市缺水问题，将起重大作用。
海水直接利用的技术包括：海水直流冷却技术，已有80年应用史，是目前工业应用的主流；海水循环冷却技术，我国尚处研究阶段；海水冲洗等技术等。与海水直接利用的有关重要技术，还包括耐腐蚀材料，防腐涂层，阴极保护，防生物附着，防漏渗，杀菌，冷却塔技术等。
海水淡化
海水淡化技术，经半个多世纪的发展，其技术已经成熟。主要的淡化方法有：
多级闪蒸（MSF）。单机容量可达4.5－5.7万m3／d。运行温度、造水比和级数分别在120℃、10和40级。多级闪蒸除了消耗一定的加热蒸汽外，要消耗电能4～5kWh／m3淡水，用于海水的循环和流体的输送。
低温多效（LT－MDE）技术是在多效基础上，于1975年发展起来的，近10年有较大发展。单台装置每天可产淡水20000立方米。蒸发温度低于800度，效数一般在12效左右。造水比大于10。低温多效除了要消耗的加热蒸汽外，要耗电能1.8kWh／m3用于流体输送。
反渗透（SWRO）RO角膜和组件技术已相当成熟，组件脱盐率可达99.5％，能耗在3～4kWh／m3淡水。SWRO技术设备投资少、能耗低、效益高、工艺成熟，已有30年的经验积累，竞争力最强。
最近，日本辛德莱拉依特公司开发出一种低成本、高效率的海水淡化新装置。其外表是一个不锈钢制多孔圆筒，里面装有一个由1000枚外径156毫米、内径136毫米不锈钢片摞成的管。这支管经缓慢拧曲，内外会因不锈钢片位移而形成凸凹不平的层次，层次间出现纳米级空隙。使用时，首先将海水放入结晶装置中，再施加高频电压进行“加工”。几十秒钟后，海水中钠离子和氯离子会发生化合而形成细微食盐晶体，并逐渐增长为1微米左右的粒子。这些粒子凝聚后，可形成直径为几微米、容易被过滤掉的盐粒。然后，把这种海水放进上述不锈钢圆筒的容器中，施加一定压强，盐粒就会被挡在管外，其余受压而浸入拧曲管内的水便是要得到的淡水，其盐分浓度为0．067％左右，氯化镁等矿物质含量是正常海水的一半，成为理想的饮用水。
新型装置效率是浸透膜方法的3倍，海水利用程度高达95％，所需电费和维修费都很低。该公司已经制造出每分钟可生产200升淡水的大型装置。
世界海水淡化的日产量已经达到2700万吨，并且还在以10％～30％的速度攀升。目前海水淡化的国际市场容量已经达到20多亿美元，主要由美、日等强国瓜分，未来20年有近700亿美元，市场潜力巨大。在多次国际海水淡化会议上，第三世界国家的代表迫切希望中国的海水淡化技术能够进入国际市场，打破目前的垄断格局。
与核能等新能源结合是海水淡化降低成本走向大型化的趋势。中国核工业总公司已经掌握了低品位核燃料的高效利用新技术。据测算如果把世界上废弃的低品位核燃料全部利用，可建立300余座20万千瓦的低温核供热堆（中国现有废料可建10座）。这些热量全部用于海水淡化，每天可生产2400万立方米的优质淡化水，供养的人口超过2亿。核能技术与海水淡化的结合除了要求核技术本身是成熟的之外，还需要成熟的先进蒸馏法海水淡化技术与之配套，更能显示其技术经济优势。海水淡化技术与中国的核工业捆绑进入国际市场，形成核能海水淡化产业，可实现和平利用核能为人类造福。如果中国能占领1／5的核能淡化市场，可实现核供热设备销售产值150亿元，海水淡化设备销售产值480亿元，形成我国有自主知识产权、国际竞争能力的优势产业。
海水淡化在推进海水利用中地位重要。沿海工业利用淡化海水虽然量少，但是性质重要，目前全国的海水淡化，每年就能节省约400万立方米陆地水，对保证沿海工业生产的需要和居民生活用水发挥了重大作用。目前海水淡化成本一般4至5元，如果热电水联产海水淡化成本可降到4元以下，如果再发展海水综合利用，把浓缩海水用来提取化学元素，其淡化成本还要降低。目前海水淡化的成本已为岛屿用淡水和沿海发电厂用淡水和纯水所接受。
海水化学物质提取利用
海水中化学物质提取是有无限前景的新兴产业。溶解于海水的3.5％的矿物质是自然界给人类的巨大财富。不少发达国家已在这方面获取了很大利益。我国对海水化学元素的提取，目前形成规模的有钾、镁、溴、氯、钠、硫酸盐等。但除氯化钠是从海水中直接提取的以外，其他元素仅限于从地下卤水和盐田苦卤的提取，而且，资源综合利用工艺流程落后，产品质量与国际有一定差距，急需技术更新和设备改造。我国是世界海盐第一生产大国，年产量近2000万吨；目前，我国还处在盐碱工业向海洋化工工业的过渡阶段，经过“八五”、“九五”技术攻关，直接从海水中提取化学物质的产业正在我国逐步形成。全球数量巨大的海水，其体积为13.7亿立方公里，约137亿亿吨。海水本身就是一座资源宝库，海水中溶解有80多种金属和非金属元素。通常把海水中的元素分为两类：每升海水中含有1毫克以上的元素叫常量元素；含量在1毫克以下的元素称为微量元素。海水中微量元素有60多种，如锂(Li)有2500亿吨，它是热核反应中的重要材料之一，也是制造特种合金的原料；铷(Rb)有1800亿吨，它可以制造光电池和真空管；碘(I)有800亿吨，它可以用于医药，常用的碘酒就是用碘制成的。
综合开发海水技术
与发达国家比，我国综合提取利用技术差距较大，但是自90年代以来有很大发展，从传统的苦卤化工“老四样”（氯化钾、氯化镁、硫酸钠和溴），已经发展到现在的近百个品种。
还可以加大力度发展的项目有：发展提溴新技术，以提高现有地上卤水资源的溴利用率，提高溴质量，减少能耗，降低成本，积极发展高效溴化剂和新型阻燃剂等；积极发展“无机离子交换法海水、卤水提钾技术”，这项技术的成功，可以改造老盐化工企业，并能弥补我国陆地钾资源的不足；积极发展高技术含量、高附加值的镁新产品；加强海水提铀技术的研究开发；加强直接从海水提取其他化学物质的研究和开发，以及水、电、热联产与海水综合利用的结合。
海洋能源
海洋能包括温度差能、波浪能、潮汐与潮流能、海流能、盐度差能、岸外风能、海洋生物能和海洋地热能等8种。这些能量是蕴藏于海上、海中、海底的可再生能源，属新能源范畴。所谓“可再生”是指它们可以不断得到补充，永不会枯竭，不像煤、石油等非再生能源，储量有限，开采一点就少一点。人们可以把这些海洋能以各种手段转换成电能、机械能或其他形式的能，供人类使用。海洋能绝大部分来源于太阳辐射能，较小部分来源于天体(主要是月球、太阳)与地球相对运动中的万有引力。蕴藏于海水中的海洋能是十分巨大的，其理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍。
法国郎斯潮汐电站示意图
花环式海流发电站示意图
海洋能具有一些特点。第一，它在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。第二，它具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。第三，海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。第四，海洋能属于清洁能源，也就是海洋能一旦开发后，其本身对环境污染影响很小。
各种海洋能的蕴藏量是巨大的，据估计有750多亿千瓦，其中波浪能700亿千瓦，温度差能20亿千瓦，海流能10亿千瓦，盐度差能10亿千瓦。从各国的情况看，潮汐发电技术比较成熟。利用波能、盐度差能、温度差能等海洋能进行发电还不成熟，目前正处于研究试验阶段。这些海洋能至今没被利用的原因主要有两方面：第一，经济效益差，成本高。第二，一些技术问题还没有过关。
核能 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。
铀是高能量的核燃料，1千克铀可供利用的能量相当于2250吨优质煤。然而陆地上铀矿的分布极不均匀，并非所有国家都拥有铀矿，全世界的铀矿总储量也不过2×10 6吨左右。但是，在巨大的海水水体中，含有丰富的铀矿资源，总量超过4×109吨，约相当于陆地总储量的2000倍。
吸附法海水提铀示意图
海水提铀的方法很多，目前最为有效的是吸附法。氢氧化钛有吸附铀的性能。利用这一类吸附剂做成吸附器就能够进行海水提铀。现在海水提铀已从基础研究转向开发应用研究。日本已建成年产10千克铀的中试工厂，一些沿海国家亦计划建造百吨级或千吨级铀工业规模的海水提铀厂。如果将来海水中的铀能全部提取出来，所含的裂变能相当于l×1016吨优质煤，比地球上目前已探明的全部煤炭储量还多1000倍。
重水也是原子能反应堆的减速剂和传热介质，也是制造氢弹的原料，海水中含有2×1014吨重水，氘是氢的同位素。氘的原子核除包含一个质子外，比氢多了一个中子。氘的化学性质与氢一样，但是一个氘原子比一个氢原子重一倍，所以叫做“重氢”。氢二氧一化合成水，重氢和氧化合成的水叫做“重水”。如果人类一直致力的受控热核聚变的研究得以解决，从海水中大规模提取重水一旦实现，海洋就能为人类提供取之不尽、用之不竭的能源。蕴藏在海水中的氘有50亿吨，足够人类用上千万亿年。实际上就是说，人类持续发展的能源问题一劳永逸地解决了。
Ⅳ 海洋里有哪些宝藏已经发现但无法开发利用的资源
最典型的，铀
此外还有可燃冰，深海石油，大陆架煤炭，等等都是目前无法开发利用的
Ⅳ 地下盐卤水及深层承压水
一、地下盐卤水资源分布特征
(一)地下盐卤水的基本涵义
据陈梦熊等(2002)研究，中国盐卤水资源分布甚广，资源丰富，有着悠久的开发历史。根据盐卤水矿床的产状，可划分为两大类。第一类是盐湖型盐卤水，主要分布在西北干旱区，如柴达木盆地的东台乃吉尔盐湖(含锂卤水)、察尔汗盐湖(含钾、镁卤水)等，目前均作为工业矿水进行开采。第二类是埋藏型封闭性地下盐卤水，产于不同时代的各类地层内，从震旦系到第四系均有含盐卤水岩层，但以三叠系、白垩系和古近－新近系居主导地位。三叠系以上主要为陆相沉积盆地堆积，卤水主要由陆地蒸发浓缩形成，三叠系及其以下地层均属海相沉积，卤水形成与海水有关。这里重点讨论地下埋藏型盐卤水。
地下卤水主要是指矿化度超过50g/L的高矿化地下水。盐卤水根据不同用途又可划分为生活用盐卤水资源和工业用盐卤水资源两大类。前者主要成分是NaCl，是生产食盐的主要原料;后者同时含B、Br、I、K等有用元素，其含量达到工业开采和提炼标准的地下盐卤水，称工业矿水。如四川自贡、云安等盐场卤水以生产食盐著称。华蓥山以西川中地区深部2000～3000m，富产含B、Br、I、K、Li浓卤水，已作为工业矿水进行开采。
由于盐卤水一般埋藏较深，处于与外界隔离的封闭状态，受地热或地温增温率的影响而形成地下热水，或称地热卤水。已知地热卤水最高温度超过300℃，因此它不仅是矿物资源，而且也是一种地热能资源。地下盐卤水的温度，随其埋藏深度的增加而增长，所含矿物成分的含量，也与温度成正相关。因此在正常情况下，盐卤水的矿化度及其所含的有益微量元素，均呈现地球化学的垂向分带规律。盐卤水往往与盐类和烃类矿床具有空间分布的一致性，其中浓卤和超浓卤多与盐类矿床相依存，淡卤和盐水往往与烃类矿床相伴存。
(二)地下盐卤水的分布
中国地下盐卤水分布甚广，几乎每省均有分布，但真正具有开发价值的并不多。卤水矿床的形成，主要受构造条件控制，特别是盆地构造，凡沉降作用强烈的大型盆地，如四川中生界盆地、湖北中新生界江汉盆地，沉积厚度都在数千米以上，有利于大型卤水矿床的形成。相反，一般中小盆地，卤水矿床的规模也相对较小。
王东升(1987)对全国地下盐卤水的分布划分为4个盐卤水区。在此基础上陈梦熊等(2002)加以修正，总结如下。
1.东南、西南盐卤水区
包括华中、华南共十多个省。在层位上以古近－新近系和三叠系为主，在区域上以四川盆地、江汉盆地和东部红层盆地为主的地下盐卤水区。包括苏、浙、赣、鄂、川、黔、湘、粤等省区，11个层位(Z、、O、D、C、P、T、J、K、E和Q)发现盐卤水。该区是中国地下盐卤水的主要分布区，也是中国主要的成盐区。岩盐赋存于海相震旦系(长宁凹陷)、三叠系(川中、川东和鄂西的利川凹陷)和陆相的白垩系、古近－新近系(江汉、衡阳、龙归、三水、东莞、清江、会昌、泰和、宁波、直溪桥、苏北、鱼台、合肥、定远和吴城－东濮等盐盆)。
2.青藏高原(包括川西、滇西)盐卤水区
该区地下盐卤水主要分布于青藏和川西、滇西等4省区，以白垩系为主的5个层位(S、T、J、K、N)。海相含盐盆地仅发现川西盐源凹陷(T)，而陆相含盐盆地则较多，有滇中坳陷(N)、滇西南的兰坪坳陷(N)、藏北伦坡拉盆地和昌都地区的江达等。
3.西北盐卤水区
该区是以新疆为主的新甘宁(包括部分青海)地下盐卤水区。盐卤水储集层以古近－新近系为主，次为三叠系、石炭系和二叠系。盐类矿床主要分布于新疆地区，其中海相盐盆有塔里木盆地南缘的和田坳陷、于田坳陷，盆地西北缘的柯坪断块(石炭系)、库车坳陷(N)和莎车坳陷(K—N);陆相白垩系、古近－新近系成盐盆地有吐鲁番坳陷、库木里坳陷，同心－泾源坳陷、天水－西里凹陷和漳武凹陷等。
4.华北、东北盐卤水区
本区地下盐卤水欠发育，主要是白垩系油气田盐卤水。与此相对应，本区盐矿也欠发育，仅在临汾凹陷中奥陶统马家沟组(山西临汾县)和峰峰组(陕西延长县)发现厚数厘米岩盐。
(三)地下盐卤水的水文地球化学特征
地下盐卤水的化学成分是其形成环境、形成作用和保存条件的反映(王东升，1987)。参与现代大气水循环的淋滤型盐卤水(现代渗透成因盐卤水)因其所处的淋滤阶段的不同以及与大气水、浅层地下水混合比例的不同，而具有不同的化学成分，其共同点是具有与空气近似的气体成分，与大气水相似的同位素组成，所含微量组分浓度往往很低。封存的主要由溶滤盐而形成的溶滤型盐卤水，源于古渗透成因水和成岩过程中含水矿物的脱出水等。它的化学成分主要取决于被溶盐的成分、水的原始成分和改变水质的成岩－后生作用等因素。其共同点是含还原性气体组分。Br、I等组分的浓度往往较低。封存的主要由成盐母液形成的沉积型盐卤水属于沉积成因水，它的化学成分主要取决于所处的成盐阶段，水中一般富含Br、Li、B、Rb和Cs等在蒸发浓缩过程中倾向于在液相中聚集的元素。至于油气田盐卤水则以不同程度地富含Br、I等元素为特征。深成水参与地下盐卤水的形成，会导致同位素组分的特征性变化和重金属含量的升高。
参照舒卡列夫分类方案(王东升，1987)，可把中国地下盐卤水划分为如下几种类型。
1.HCO3·CO3－Na型或CO3·HCO3－Na型卤水
河南泌阳凹陷古近系核桃园组赋存此种碱性卤水。卤层埋深逾2000m，卤水储集于碱层顶板的针孔状白云岩中。卤水总矿化度高者达195～207g/L，pH>9。该型卤水化学成分的最大特征是阴离子中CO3－2和HCO－3占绝对优势，两者毫克当量百分浓度之和达97.5%。而阳离子中以Na+为主，其毫克当量百分浓度在99%以上。此型卤水不仅本身是液态碱矿，而且尚含有F－、Br－、I－、HPO2－4、BO－2、Li+、Sr2+、Rb+、K+、Ba、Fe、Al和Zr等微量组分，以及U、Ra和Th等放射性元素。
2.SO4－Na型盐卤水
此型卤水产于川西白垩系灌口组上部，埋深20～50m。卤水总矿化度为118～142g/L，为液态硝矿，俗称“硝卤”。另在川东见有此型三叠系盐水，分布于SO4－Ca型淡水带与Cl－Na型卤水带之间，为过渡型水。
3.Cl·SO4－Na型盐水
此型水中阳离子以Na+占绝对优势，其毫克当量百分数大于80%;阴离子以Cl－为主，SO2－4为次，两者毫克当量百分数之和大于80%。其rNa/rCl一般为0.97～1.20。此型盐卤水总矿化度一般低于50g/L，而此型气田水则往往富含溴和碘。其中，溴最大浓度为200～228g/L，碘最大浓度为8～12g/L。
4.Cl－Na型盐卤水
在此型水中，Cl－和Na+各占阴、阳离子毫克当量总数的80%以上。在层位上和区域上，此型水分布均广。许多盐矿床地下卤水和油卤水属此型。后者一般为多组分或双组分工业水，碘浓度达10～84g/L，溴达100～1000g/L。在红层卤水和煤相卤水中，也以此型水为主。大型自流盆地，此型水多分布于含卤层倾斜部位。
5.Cl－Na·Ca型卤水
它与Cl－Na型卤水的区别是Ca2+浓度大于或等于20%(毫克当量百分数)，且rNa>rCa。与盐矿床伴存的油田卤水、气田淡卤－浓卤水或自然盆地沿含卤层倾斜方向处于深埋部位的沉积卤水多属此型。此型水一般为多组分工业水。
6.Cl－Ca·Na型或Cl－Ca型卤水
此型水的特点是在阳离子中Ca2+占优势。油气田淡卤水，与盐矿伴存的油田浓卤水，变质程度较深的沉积卤水以及与K、Mg盐伴存的富K超浓卤水往往属于此型。此型水一般为多组分工业水。
上述各类盐卤水分布的一般规律是:在大型自流盆地，沿含水层倾没方向，或自古剥蚀面向下，随埋深的增大，往往表现为由Cl·SO4－Na型水、Cl－Na型水，过渡为Cl－Na·Ca型和Cl－Ca·Na型水。总矿化度和微量组分浓度往往沿上述方向趋向升高，而rNa/rCl、pH和Eh则趋向降低。这分别被称为地下盐卤水的水平分带和垂直分带中的正常分带。垂直剖面中盐系地层的存在，可造成垂直分带中的反常分带:总矿化度、pH、Eh和水型往往随埋深发生与上述相反趋向的变化。
(四)四川盆地盐卤水资源
四川盆地盐卤水资源开发具有两千多年的历史，至今仍有较好的开发利用前景。大宁场盐泉发现于公元前316年，据统计从1873年至1963年产盐量较稳定，平均年产盐约64t，流量达8.1～15.04L/s。云安场盐业始于公元前199年，当时年产盐401.5t，清初达4000t，1957年达22100t(开发卤水量达75128t，制氯化钾54t)。川中红层卤水的开发则有近千年的历史。盐井总数逾10万眼，目前仍在开发中，日产卤水数立方米至二十立方米。另外川西南三叠系黑卤及岩盐卤的发现始于公元1821年。据统计，从1851年至1974年自贡盐场计产卤20709万标方(1标方=100kg/m3卤水)，其中黑卤(T1—T2)达12775万标方，仅黄角坡断裂带，百年间即产卤2500×104m3。而在附近的新区(如邓井关)仍钻遇单井日流量达3000～6000m3的高产井(王东升等，1985)。
就现有资料分析，根据四川盆地诸层系盐卤水资源分布规律，可以看出白垩系卤水分布于川西，埋藏较浅(20～300m)，水量(提捞)小于50m3/d，为现生产区。三叠系卤水以川西南地区埋藏较浅，一般小于1500m，日提捞产量一般仅几十立方米，为主要盐化工基地。要解决目前卤源不足问题，主要有两个途径，一是在新近勘探的局部构造(如黄家场和圣灯山峰等处)可望找到高产自喷卤水;二是开发该区深部(1500～2000m以深)嘉三至嘉一段及二叠系盐卤水，其浓度虽然略低，为淡卤水，但溴、碘浓度远远超过单独提取品位，且可能高产自喷。在川中地区三叠系上统埋深达2000m左右，高压自喷卤层，目前勘探程度较低。川西北三叠系埋藏较深，川东北亦达2000m。川南三叠系中统缺失，主要为嘉一至喜三段盐水、淡卤水，高产自喷。川东地区三叠系埋深变化大，在局部向斜构造部位赋存工业原料水。总之，三叠系卤水开发远景以川中地区最佳。二叠系盐卤水主要分布于川南，埋深2000～3000m，高压自喷，次为川西南。石炭系盐卤水主要分布于川东，目前正在勘探中。寒武系和震旦系盐卤水主要分布于威远构造，埋深达2500～3000m，高压自喷。
综上所述，四川盆地以三叠系卤水远景最大，资源量丰富，黄黑卤水水质较优，埋藏条件有利开采。寒武系次之，潜在优势较大。侏罗系卤水值得重视。震旦系、石炭系和二叠系卤水具有综合利用前景。白垩系卤水较差，只宜地方小型开发利用。从地区分布上看，以川中地区条件最好，威远地区最有远景，盆东、盆南较差，华蓥山区远景不大。
(五)第四纪滨海相地下卤水特征
1.第四纪滨海相地下卤水的分布规律
据王珍岩等(1998)研究，中国黄、渤海沿岸低地平原区，第四纪滨海相地下卤水广泛分布，卤水储量、储层结构及水化学特征随各海岸区岸段不同存在一定差异。
在中国北方主要有两大类海岸地貌单元，滨海平原海岸和基岩港湾海岸。渤海三大海湾沿岸都属于滨海平原海岸，第四纪地下卤水呈连续的平行海岸线的带状分布，矿带宽几千米到几十千米不等。受陆向山前冲、洪积平原区的地下淡水径流及海向的海水稀释影响，地下卤水的矿化度呈现出平行矿带的中间高、两侧逐渐降低的分布。在垂向上，地下卤水分层分布，储层结构与当地几次大的第四纪海侵地层分布一致。受第四纪构造活动影响，莱州湾滨海平原第四纪沉积物的厚度自东向西逐渐增厚，地下卤水的埋深及层厚随之加大。在山东半岛和辽东半岛的基岩港湾海岸区，第四纪沉积物仅分布于小型海湾中，地下卤水以斑块状赋存于相互分离的湾顶盆地内，不形成大的卤水矿带。由于第四纪沉积层比较浅薄，储层结构相对简单，只有潜卤水层或微承压卤水层发育。受河流冲淡作用影响，河口区地下卤水矿化度都相对降低。
2.地下卤水的水化学特征
第四纪滨海相地下卤水来源于海水，由于形成的地质历史短，变质程度低，水化学特征既不同于现代盐湖卤水，也不同于第四纪以前的古地下卤水。
中国北方沿海地区第四纪地下卤水水化学类型单一，按舒卡列夫分类法划分，全部属于Cl－Na型水。卤水矿化度50～150g/L，最高达218g/L，并随岸段的变化存在差异。莱州湾滨海平原地区地下卤水平均矿化度最高，普遍大于100g/L;而基岩港湾海岸区则多小于80g/L。
地下卤水的主要化学组分与海水基本相同，主要离子含量的排序为:Cl－>Na+>Mg2+>SO2－4;Na+>Mg2+>Ca2+;Cl－>SO2－4>Br－，与正常海水相一致。阴阳离子中占绝对优势的Cl－、SO2－4和Na+、Mg2+的毫克当量百分数分别为90.60、9.25和76.11、21.35，也与正常海水的90.21、9.30和76.04、19.19非常接近。张永祥等(1996)在对莱州湾南岸地下卤水的研究中发现，古海水在转化为卤水的过程中，发生了方解石和石膏的沉淀及钠长石和钙长石的蚀变，使得卤水中各主要离子的浓度并不是以相同的浓缩倍数增长;在卤水与淡水的混合带，还存在着Na+与Mg2+、Ca2+离子之间的交换吸附。韩有松等(1996)发现卤水的Na+/Mg2+、Ca2+/Mg2+、Cl－/Br－、rNa+/rCl－、rMg2+/rCl－、rCa2+/rCl－值虽然与海水接近，但都低于海水的相应值，说明当地的地下卤水绝非海水简单浓缩的产物。
周仲怀等(1997)研究发现，莱州湾沿岸的地下卤水还存在明显的微量元素地球化学异常，其中钴异常现象最明显，个别岸段的浓度是海水的5000倍;铀含量最高可达100μg/L，是正常海水浓度的30倍。微量元素的异常程度随岸段的不同而变化，但并不与卤水浓度线性相关。地下卤水在形成与演化的过程中存在着与围岩的相互作用。
3.地下卤水的勘探开发及综合利用
地下卤水中不仅含有丰富的NaCl资源，还含有钾盐、镁盐、溴及一些微量元素。尽管这些次要组分多数达不到工业开发品位，但它们在制盐后的苦卤中得到了浓缩，再进一步采用化学富集技术，可以使其达到具有开发价值，成为发展盐化工的原料。目前从地下卤水中直接提取溴素的技术已实现较大规模的生产，利用苦卤生产钾系和镁系等产品也有了一定的进展，对从卤水中提取微量化学成分的研究也已引起有关部门的重视。
二、深层承压水分布特征
张宗祜等(2004)对中国埋藏于地下100～1000m，甚至更深的范围内，且具有供水意义的深层承压水进行了评价与研究。认为受形成条件和所处环境的影响，中国深层水往往具有一定的压力水头，甚至有时压力水头高出地表，以泉的形式或被钻孔揭露时呈自流状态排泄。深层承压水的化学组成受形成时的气候条件、形成后不同时期水岩作用和环境变化影响，组合类型多样。
中国沉积体系中的深层承压水是储存在多层组合结构之中的，其层数往往不是几层，而是十几层，甚至几十层。层与层之间的相对隔水层或弱透水层不仅厚度各不相同，而且岩性组成差异很大，开发利用深层水必然要对其平衡状态产生干扰。
在对盆地深层水迁移的驱动力研究上存在两种学术观点。一种认为深层地下水来自山区和盆地周边的补给，在重力驱动下，入渗水流可深达数千米，流经距离可长达数百、甚至数千千米，最终流向区域性排泄基准面;另一种认为盆地周围入渗水对深层水运动影响的范围有限，其流动主要取决于上覆地层的静压力，在地静压力作用下，不同岩性沉积层产生差异性压实，进而影响水的循环交替过程。
自20世纪80年代以来，地下水的环境同位素研究为深层水形成和循环过程的分析提供了新的证据。河北平原第四系深层地下水的年龄分布及环境稳定同位素组成特征研究表明，水的更新循环是与区域环境的变化相适应的，且随区域排泄基准面的变化而变化，受历史时期气候变化影响明显，而且在一定程度上“记录”了区域气候变化信息。采用多种技术方法展开深层地下水的研究，并且与地质环境变化研究相结合，是深层水形成变化研究的新动态和新方向。在此仅对中国几个大型沉积盆地中深层地下水系统进行分析(图6－5)。
(一)东部各大平原区的深层承压水
新生代以来，中国东部诸盆地区以沉降为主，堆积了厚层、巨厚层的陆相、海陆交互相的松散沉积物。以往的勘查表明，这些盆地中的沉积物成因类型多样，沉积层叠置组合关系复杂。系统结构在空间分布上，既是非均质的又是各向异性的，更有沉积间断发生;在时间上往往是非同步沉积物的集合体，表现为地下水涌水量及水化学组成都存在着较大的地区差异。在华北平原等地区，由于近30年来对深层水的开发利用，已引起大范围的区域水位下降，甚至在一些地区诱发了地面沉降等环境地质问题，从而显示了深层承压水资源的脆弱性及其形成更新的复杂性。
1.松辽平原
松辽平原是中国重要粮食生产基地，受新生代以来沉降影响，堆积了巨厚层的新生代松散沉积物。沉积物成因及组成一方面表现为结构复杂，另一方面又有比较好的规律性分布，从山前地带至盆地中心沉积物往往由单一成因变为多成因，其结构组成由单层变为多层，沉积物颗粒由粗变细，地下水水化学组成基本呈带状分布，以淡水为主，且矿化度明显低于顶部潜水的矿化度。受原生地球化学背景影响，在盆地中心部位往往富集铁、锰和氟等元素。
盆地东、西两侧地下水年龄较新，地下水年龄小于10000a，大安组承压水年龄15000a左右。盆地中部地下水年龄较老，泰康组地下水年龄为10000～18000a，大安组地下水年龄为15000～24000a。这反映出新近系承压水以东、西两侧补给为主，因新水混入及循环条件好，在两侧地下水较新。盆地中部循环较慢，滞留时间较长，地下水年龄较老(图6－6)。
应用稳定同位素分析方法也佐证了上述认识。低平原新近系承压水主要补给源为东西两侧的王府－伏龙泉砂砾石台地潜水和洮儿河、霍林河扇形地扇间台地孔隙潜水，以及盆地边缘区上覆第四系下更新统孔隙水等，盆地中部第四系下更新统承压水补给作用不明显。在天然条件下，低平原新近系承压水氚含量小于4TU，地下水年龄大于1×104a，基本为古水，地下水补给及交替都非常滞缓。当开采地下水时，地下水循环条件发生变化，循环加快，但在开采量小于天然补给量时开采的仍是古水，只不过是减少了天然排泄量;当开采量大于天然补给量时，为维持地下水之间均衡，必有新水补充，使开采的新老混合水氚浓度增加。目前第四系下更新统孔隙承压水开采量为(4～6)×108m3/a，远大于新近系承压水天然补给量，并且前者比后者氚浓度还低。乾安工农湖第四系承压水氚为5.21TU，而新近系承压水氚为16.67TU;大安市区第四系承压水氚为26.16TU，新近系承压水氚含量为26.77～39.01TU，没有补给新近系承压水的迹象，而东西两侧边缘区孔隙水氚含量为90～200TU。通过地下水径流补给新近系承压水形成新老混合水，使其氚含量从小于4TU上升到8.99～39.01TU。经计算，补给区天然补给资源约15×108m3/a，其补给水量是有保证的，特别是在开采条件下可获得较大的补给增量。但应强调指出，新近系承压水补给条件差、径流缓慢，属于消耗型水源地类型，加之其水质优良，只能作为后备型战略性水源地开发，且应加强地下水管理工作，以利于持续稳定开发利用。
2.黄淮海平原
黄淮海平原地处华北地区的东部，以黄河为界，分为南北两部分，黄河以北为海滦河平原;以南为淮河平原，总面积超过28×104km2。新生代以来，围绕渤海湾堆积了厚达1000～3500m的松散沉积物，仅第四系就厚达200～600m。山前地带以冲洪积物为主，中东部平原为冲积、湖积组成，滨海平原主要为海积、湖积及冲积叠积而成，含水层组由单层变为多层。
中国二氧化碳地质储存地质基础及场地地质评价
图6-5 中国（据张宗祜地下水环境图等，2004）
图6－6松辽承压水盆地模型图(据张振权等，1984)
多年的地质－水文地质勘查表明，黄淮海平原地下水系统结构的复杂性表现为地层结构在空间上的不均匀，时空上的叠积交错，反映了多种水流作用及其变化改造的过程，直接影响了含水岩组及其富水性、水化学类型等的空间分布及变化。从山前到滨海和在山前从南到北的第四纪地层对比剖面见图6－7，水文地质示意剖面见图6－8。
据1959年深层水水位观测资料绘制流场图(图6－9)，主流向从山前至渤海湾，表现了地下水流系统的统一性。近年来，由于对深层水的开发利用，承压水头发生了较大的变化，逐渐形成多处承压水头降落(漏斗)区。深井开采也改变了地下水的排泄方式和补径排条件。如在山前地带和天津的深层水开发区都明显发现地下水有“氚含量升高效应”，说明有较年轻水补给(混入)。地下水系统是一个相互关联的整体，深层水与浅层水存在变化条件下的水量转换。在衡水等地发现局部深层水矿化度升高迹象，表明咸水下移。
淮北平原，特别是淮北平原西部发育的中深层地下水，主要来自流域上游伏牛山、桐柏山区的降水补给。地下水由西向东非常缓慢地流至安徽境内，由于上覆巨厚岩层的压力和弱透水基岩的阻隔，于平原西部形成大面积的自流区。在水头差的作用下，中深层地下水向浅层地下水越流排泄。受浅层地下水强烈蒸发浓缩作用影响，导致从深部至浅部地下水水化学类型有HCO3型→SO4型→Cl型的演变趋势，矿化度也有增高的趋向。平面上，从山前至平原，地下水水化学类由HCO3型演变为HCO3·SO4型、HCO3·Cl型，矿化度由小增大。
图6－7河北平原冀中区第四系对比剖面(据陈望和等，1987)
图6－8保定—黄骅水文地质剖面示意图(据陈望和等，1999)
深层地下水环境同位素研究为认识地下水更新过程提供了新信息。在河北平原石家庄—沧州—渤海湾剖面上，采集第四系不同含水岩组地下水14C分析样品32组。测定结果表明，由浅到深，由西而东地下水年龄不断增大，深层水年龄多介于1×104～2×104a之间，最大年龄不超3×104a。一方面说明第四系地下水系统具有整体性;另一方面说明地下水运移形式以活塞式为主。
图6－9京津以南河北平原1959年枯水期第四系深层地下水流场图(据陈望和等)
在河北平原第四系地下水研究中，沿石家庄—渤海湾剖面，将地下水矿化度分析结果绘制成图(图6－10)，发现地下水矿化度并不完全遵循简单的分带规律，而在中部深层水中存在一低矿化水带，这一结果与环境同位素研究成果相吻合，从而再次表明古气候变化对地下水水化学成分形成的作用仍可分辨。由此看来，水化学的垂向分带和水平分带理论及水化学模拟计算都应充分重视古补给作用(古气候变化)对地下水水化学成分形成的影响。另外，东部平原较深层咸水的14C年龄大都小于1.5×104a，说明晚更新世以来的干旱化过程对本区地下咸水的形成影响强烈。
图6－10华北平原第四系地下水矿化度等值线图
(二)长江三角洲平原深层承压水
长江三角洲是举世瞩目的大三角洲，是中国重要的经济发展区之一。长江三角洲地处构造沉降区。由长江挟带的大量泥沙在本区沉积而成，面积4.2×104km2。
新生代以来，长江三角洲地区海陆环境频繁交替，沉积类型复杂，大体归纳为三大成因系列9种类型，即陆相堆积系列、海陆过渡相沉积系列和海相沉积系列，具有沉积序列的多旋回变化和沉积物的特有性状。总体上看第四系由11个厚度比较均匀的韵律层组成，根据地层时代和地下水的水力特征，将松散沉积物划分为5个含水岩组，分别对应Qh—Qp3、Qp3、Qp2、Qp1和N地层时代，自上而下分别为潜水和第Ⅰ～Ⅳ承压水。深层承压水系指第Ⅱ～Ⅳ承压含水层组，也就是第Ⅰ承压含水层组以下，大致埋深界于40～120m以深(图6－11)。
图6－11长江三角洲地区第四系水文地质剖面示意图(据江苏省地质矿产局等，1987)
长江三角洲地区的深层承压水表现为从三角洲顶部至滨海矿化度逐渐升高，受海水入侵影响仅在局部表现为有较高矿化咸水存在。表明早期(上更新世及中更新世)形成的地下水已经受漫长地质历史过程的多期改造，呈现以淡水为主，哈承佑等通过对该区地下水同位素测年研究，得出其由近1～2万年雨水补给形成的结论。
(三)西北内陆盆地深层承压水
西北内陆盆地受新生代以来沉降作用影响，广泛堆积了新生代沉积物。尽管不同盆地沉积物是多源的，组合结构也是复杂的，厚度往往在千米以上，有时厚达2000多米，如准噶尔及塔里木盆地为1000～2000m或更大，在柴达木盆地大于2000m，在河西走廊的几个大型盆地中厚度达1000m以上。近年来的水文地质勘查表明，西北几个大型内陆盆地的水资源形成演化具有区域上的共同特点，即主要在山区形成，在山前地带以泉群形式溢出，是区域发展、生态环境建设及能源开发的重要供水水源。
(四)四川盆地深层承压水
四川盆地是中国著名的外流盆地，为中生代发展起来的沉降盆地。盆地四周高山环绕，中央地形起伏，山势受构造控制，外围构造与山形一致，由古生代及更老地层褶皱和断裂构成。地势由北向南倾斜，为侏罗系和白垩系红色地层覆盖，故又名“红色盆地”。新近系为山间盆地堆积，散布于西部边缘;第四系主要为冲积和湖积层，由砾石、粘土等松散沉积物组成，零星分布于河谷两岸，厚度0～50m(图6－12)。
图6－12成都平原下部含水层顶板埋深等值线图
成都平原中、下更新统为第一间冰期堆积，岩性为含泥砂砾石层。据物探资料，深层承压水分布面积约3770km2，平均厚度约70m。钻孔揭露该层时，地下水位上升至近地表，水头高出顶板13.81～147.39m。
该含水层富水程度因其岩性结构而改变。平原两侧含水层渗透性差，由西向东逐渐转佳，因而含水层富水性也由西向东逐渐变好。西部富水性稍差，渗透系数1.15～2.08m/d，单井出水量30～160m3/d;东部富水性增强，出水量160～800m3/d;中部—东南部渗透系数1.95～8.53m/d，单井出水量1680m3/d左右。通过计算，成都平原深层承压水可开采储存量为2.49×108m3。更深层的地下水矿化度较高。
Ⅵ 海水中如何提取溴和碘啊(急求.,)
在海水中，溴总是以溴化镁和溴化钠的形式存在。提取溴的方法常用空气回吹出法，即用硫酸将海水酸答化，通入氯气氧化，使溴呈气体状态，然后通入空气或水蒸气，将溴吹出来
1.3CO32- +3Br2=5Br- +BrO3- +3CO2↑
2.BrO3- +5Br- +6H+ =3Br2+3H2O
碘是国防、工业、农业、医药等部门和行业所依赖的重要原料，海水提碘是从海水中提取元素碘的技术。海洋水体蕴藏的碘极丰富，总数估计达800亿吨，世界上有许多国家从事海水提碘。20世纪70年代末，中国提出“离子－共价”吸着概念，研究成功JA－2型吸着剂，可直接从海水中提碘和溴；此后发展了液一固分配等富集方法，亦可直接从海水中提取碘。利用晒盐后的卤水也可制取碘，所采用的方法有活性炭吸附法、淀粉吸附法、硝酸银或硫酸铜沉淀法、离子交换树脂法等。某些海藻具有吸附碘的能力，如干海带中碘的含量一般为0.3％～0.5％，比海水中碘的浓度高10万倍。因此，利用浸泡液浸泡海带亦可制取碘。
Ⅶ 碘是人体必需的微量元素之一，目前提取碘一般以什么为原料
碘是国防、工业、农业、医药等部门和行业所依赖的重要原料，海水提碘是从海专水中提取元属素碘的技术。海洋水体蕴藏的碘极丰富，总数估计达800亿吨，世界上有许多国家从事海水提碘。20世纪70年代末，我国提出“离子－共价”吸着概念，研究成功JA－2型吸着剂，可直接从海水中提碘和溴；此后发展了液一固分配等富集方法，亦可直接从海水中提取碘。利用晒盐后的卤水也可制取碘，所采用的方法有活性炭吸附法、淀粉吸附法、硝酸银或硫酸铜沉淀法、离子交换树脂法等。某些海藻具有吸附碘的能力，如干海带中碘的含量一般为0.3％～0.5％，比海水中碘的浓度高10万倍。因此，利用浸泡液浸泡海带亦可制取碘。
Ⅷ 含有较多的微量元素
按水文地球化学观点。将水中含量小于10mg/L的元素称为微量元素或微量组分。油田水中常见的微量元素多达几十种，其含量比一般地下水中要高，它们在油田水中富集的机理，主要与石油的形成与演化有关，有机物质(包括细菌活动)提取了赋存于古湖(海)盆水或沉积软泥水中的微量元素，在向烃类转化过程中富集于原油中，故在原油灰分中见有众多的微量元素。地下水与石油长期共存，水又具有吸附能力高、溶解能力强等特性，从原油与围岩中获得了大量的微量元素，故三者之间同步增高现象比较明显。此外，油田水中微量元素的另一个来源是地幔或地球深部的供给。
我国各个油田都对油田水中的主要微量元素做了分析测试，积累了丰富的资料。由于各地区油气地质条件的复杂性和差异性，以及沉积环境的多元化，对该参数与油气的关系与应用，至今还没有统一的认识。各油田大都根据自己的需要选择性的应用某些元素。
微量元素的分析测试方法，各油田不尽一致，现在常用方法：
原子吸收分光光度法：测定碱金属元素(锂、钾、钠)、碱土金属元素(锶、钡、钙、镁)及黑色金属元素(铁、镍、钴、铬、锰)。
比色法：溴、碘、硼。
火焰原子法：铜、锌、镉、汞、锡、铅、锑。
原子吸收法：贵金属——金、银、钯。
近年来，我国开始应用离子色谱法(ICP)测量微量元素。
上述微量元素在我国不同含油气盆地油田水中均有分布(表3-63；图3-68)。据24个含油气地区(盆地与凹陷)统计只有Br-，I-，B3+三个，各单位均做了分析；Ni，Mn，Cu，Sr等分析的单位也较多，而其他元素分析者较少。
表3-63 我国部分含油气地区油田水中微量元素 单位：mg/L
油田水中微量元素组合是判别含油气性的间接标志，利用该参数进行含油气预测评价时，必须考虑指标的性质及本区资料的实际情况。作者根据国内外应用微量元素的实际情况，提出以下组合形式：溴、碘、硼组合；钡、锶组合；铷、铯组合；铁、锰、镍、铜组合；金、银、铼、铟、镉组合。
1.溴、碘、硼组合
油田水中的碘多以碘化钠的形式存在，为有机起源，即多集中在水生(海洋、湖泊均可)有机体(如藻类等)中，这些有机体死亡后，同沉积物一起被埋藏下来，并将碘转给了沉积水。由于碘同有机质有直接联系，被视为含油气性的良好指标。
图3-68 济阳坳陷地层水中微量元素含量变化特征
(据胜利油田资料，1977)
溴的成因，分有机起源和无机起源。它在水中的绝对含量或相对含量都与含油气无关，主要随水的变质程度和总矿化度的升高而加大。油田水中溴的含量变化很大，从每升几毫克到上千毫克。溴的含量与氯离子有关，在氯离子富集的水中，溴的含量也高(原因后述)。在油田水研究时常采用Cl/Br比值，该比值在海水中稳定在292。我国某些高变质或受盐岩影响的油田水中该比值可超过海水平均值，如塔里木盆地塔河及邻区高矿化度的油田水rCl/rBr比值大于300。而在低矿化度的油田水中，由于Br的含量增加使该比值下降到120～190。Br是指示水文地球化学环境和变质程度的指标。
作者研究了四川盆地中部上三叠统地层水中钡离子含量最高达3000mg/L以上(如广51井、栏1井等)。在平面上具有西南部高，东部及北部地区相对低(2000mg/L)以下，在纵向上钡离子含量的变化多与溴、碘离子的变化类似，而与钙离子和硫酸根离子含量的变化相反。川中地区须家河组地层水中钡离子的大量富集主要与富钡长石火山母源岩及雷口坡组——嘉陵江组的陆源海相沉积的剥蚀碎屑在碳酸盐岩地貌背景上的沉积有关；次为高浓度的海相地层水影响所致。
我国油田水中Br-、I-的含量在天然水系中仅次于盐湖水或卤水(表3-64)。松辽盆地南部不同油层的油田水中均含有较高的Br和I(表3-65)。四川盆地各产油气层油田水中I-、Br-含量都很高，甚至超过海相油田水(表3-66)。松辽盆地南部扶余油层在不同油田或同一油田，碘的含量在产层与非产层地下水中有明显差异，前者高于后者，而非油田水中则不含碘(表3-67)。溴、碘在油田水中含量的高低与沉积环境、生油母质类型、烃类及有机碳含量有一定关系(表3-68)。
油田水中普遍含有硼，硼的化合物(如硼酸钠等)易溶于水，在岩石被溶滤过程中，转入地下水。苏林(1956)认为：NaHCO3型水有利于硼的富集，其含量高于 CaCl2型水。准噶尔盆地风成城油田和克拉玛依油田高矿化度的NaHCO3型水中，硼的含量高达2000mg/L以上，在国内外是罕见的(表3-69)。
表3-64 油田水中I-、Br-含量 单位：mg/L
表3-65 松辽盆地南部油田水中I-、Br-含量 单位：mg/L
表3-66 四川盆地油、气地下水中碘溴含量 单位：mg/L
(据刘方槐，1991)
表3-67 松辽盆地南部产层与非产层地下水中碘的含量 单位：mg/L
(据杨忠辉，1982)
表3-68 碘、溴与有机质性质的关系
我国许多油田对油田水中的硼(或偏硼酸)进行了分析，获得了较高的含量(如江汉盆地潜江组油田水B3+含量范围在100～377mg/L，最高达412mg/L)，并且与溴、碘一起综合应用研究。
表3-69 准噶尔盆地油田水中硼含量
(据高锡兴，1994)
溴、碘、硼参数组合的含量，一般有从凹陷中心向周边递减的环状分布特点，高含量集中出现在主要含油组合的油田水中。如齐家-古尤和三肇凹陷的中部组合(萨-葡油层)，油田水Br-、I-、B3+的含量，在凹陷中部高于边缘0.5～1倍之多。在纵向上，同一含水岩系内，由浅到深，其含量由低到高。总体来看，该组合含量高低同水型(苏林分类)关系不密切。
国外对Br-、I-、B3+的研究比较重视。柯林斯(1980)在研究油田水中溴的分布规律时指出，在CaCl2型水中，溴的含量大于300mg/l时，是含油性的有效指标。
库杰列斯基(Кyдeльский，1977)统计了前寒武系和古生界含油气盆地，1664个油田及358个气田地层水(其中产层2589个，非产层1520个样品)中碘的含量，产层的平均值：前寒武系为20.99mg/L；古生界为14.29mg/L。几乎高出非产层的一倍(分别为9.33mg/L和8.16mg/L)。碘含量超过10mg/L的样品频率，产层分别为58.38%和51.52%；而非生产分别为31.80%和35.93%。古生界气田水中碘含量明显降低(约5mg/L)，而且含量大于10mg/L部分的频率也低(约16%)。
在巴库油田水中，碘的含量为30～60mg/L；溴的含量为0.5～0.8mg/L；上丘索夫油田水中碘的含量为100～200mg/L；溴的含量高达2g/L。乌拉尔-伏尔加含油气区碘含量随地层变老而增高。
2.钡、锶组合
该组合在油田水中的聚集与油气没有直接的关系。
钡通常聚集在无硫酸盐的水中，特别是聚集在无硫酸盐的CaCl2型水中，钡在油田水中的出现是脱硫酸作用的结果。油田水中钡的高含量，表明存在着良好的还原环境，有利于油气的聚集。四川盆地侏罗系凉高山组的油田水钡含量高达5367mg/L，而且缺失
锶在油田水中普遍存在，其含量变化幅度很大，低者小于1mg/L，高者达数百mg/L(图3-69)，主要富集在以Cl――Na+离子组合为主体的NaHCO3和CaCl2型水中。
Sr2+、Ba2+组合是反映海相与陆相水文地质化学环境及进行水源(同源、混源)对比的指标。一般在陆相油田水中Sr2+，Ba2+及Sr/Ba比值低，而海相油田水中相对高(表3-70)。
表3-70 冀中坳陷油田水中钡锶分布
图3-69 阿克库勒及邻区油田水中钡、锶等元素分布直方图
(据蔡立国等，2002)
3.铷、铯组合
Rb+，Cs+在自然界分布较广，但一般以氯化物(RbCl2)的形式呈分散状态存在。油田水中的铷和铯主要来源于围岩中，在地下水处于滞流或停滞的环境中，通过水-岩相互作用而转入水中。在地表水(海、湖、河流)中含量较低，如日本海中 Rb+含量为0.33mg/L，Cs+含量只有0.002～0.01mg/L；通常卤水中含量较高，如山东东风井卤水中Rb+为1.33mg/L。我国油田水中均含有一定量的Rb+和Cs+，前者多在0.14～40.0mg/L之间，后者为0.33～16.8mg/L。江汉盆地油田水中铷含量5～12mg/L，铯1～12mg/L；四川黑卤水中铷、铯含量分别为5.9mg/L和3.6mg/L。
在分布上有随矿化度和深度增加而增高的趋势(图3-70)。该组合含量的多寡可为水-岩平衡及其交替强度提供依据。
图3-70 潜江凹陷油田水中铷、铯与矿化度、埋深关系
4.铁、锰、镍、铜组合
该组合是多数油田分析测试的项目，资料相对较多。原油灰分和岩石中含有较多的微量元素，是油田水中Fe、Mn、Ni、Cu等元素的主要来源，其含量变化较大：
Fe：0.26～56.5mg/L
Mn：0.03～11.98mg/L
Ni：0.04～5mg/L
Cu：0.03～1.65mg/L
虽然有些元素与油气有共生关系，但它们在水中赋存还受下列因素的影响与控制：
1)水文地球化学环境：稳定而浓缩的环境有利于微量元素富集。
2)与矿化度呈直线关系：矿化度高含有较多的元素，矿化度低微量元素也低。
3)古湖(海)盆的特点：从淡水湖→咸水湖→盐水湖，含量依次增加。
4)陆相比海相油田水中相对富集Fe、Mn、Ni、Li等元素，V/Ni比值小于1。
5)在凹陷中心含量增高，如泌陷凹陷内部的A凹、安栅、双河等油田水中含量高于凹陷边缘的油田——下二门、井楼等。
研究油田水中上述组合，可为分析沉积环境或沉积岩相、判别油气成因、追踪油气源等方面提供依据。
5.深层元素组合
该组合主要指Au，Ag，Re，In，Cd等元素，目前，人们对其认识还比较浮浅，但却是一个有理论意义和油气勘探价值的新课题，值得重视的新研究领域与新方向。
当今油气勘探基本上是在有机学说理论指导下进行的。近年来，无机学说研究取得许多新认识和新成果。地幔中存在烃类并沿深大断裂向上运移，已引起油气勘查家的关注。
水文地质的观点认为，地幔物质中的水(供氢体)与碳酸气是碳氢化合物矿物合成的原生母质。含碳氢化合物的深成热液沿深大断裂系统向上运移至地壳浅部，必然在地下水中留下具有深层性质的元素。人们认识深成微量元素大都是从沿断裂分布的温泉的化学成分开始的。温泉中发现一些在陆壳中很少存在的稀有元素。1964年，作者调查了关中平原南北两侧沿秦岭大断裂和渭北断裂分布的温泉的化学成分(包括全国有名的临潼华清池、蓝田汤浴等)，获得了一些深层元素的信息(如Ti、CO2、He及放射性元素等)。
大庆油田郭占谦、冯子辉等(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种元素在生命物质中没有发现，其中Be，Cr，Ag，Cd，In，Sb，Te，Hf，Ta，W，Re，Au，Bi 13种元素含量超过中国陆壳含量的1～3个数量级(表3-71)，据此提出在油气勘探时要考虑地球深部内生命物质形成的非生物成因烃的问题。
表3-71 塔里木盆地石油中特殊的微量元素
(据郭占谦等，1998)
济阳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等一批相关的金属元素。
我国许多CO2气藏的形成都与地幔深部物质有关，如广东三水、苏北黄桥、松南万金塔、黄骅坳陷翟庄子、济阳坳陷平方王、平南和花沟、莺歌海盆地乐东和东方及东海等CO2气藏的发现，从一个方面说明，在油气勘探开发中，要重视无机成油(气)的问题。深层元素组合，与不同赋存状态(游离、溶解、吸附)的CO2、氦及其同位素结合，是发现无机成因气的有效参数。
综上所述，微量元素在油田水与非油田水中有一定的差异，可为油气地质预测与评价提供一方面有用信息。但在具体应用时，必须考虑各元素之间的相互关系及其地球化学性质，综合研究应用，任何单一元素的评价，都存在不确定性或多解性。另外对微量元素或组合而言，绝对含量的高低不是唯一应用评价的标准，更重要的是要考虑它与区域背景值之间的关系，与克拉克值的比较，一般将超过区域背值的高含量元素，视为更有应用价值的指标。
Ⅸ 幻想未来的海洋
海洋石油和天然气开发
石油和天然气资源 据1995年的估计世界近海已探明的石油资源储量为亿吨，天然气的储量为39万亿立方米。据不完全统计，海底蕴藏的油气资源储量约占全球油气储量的1/3。预计在本世纪，海底油气开发将从浅海大陆架延伸到千米水深的海区。
世界海洋石油的绝大部分存在与大陆架上。据测算，全世界大陆架面积约为3000万平方公里，占世界海洋面积的8%。关于海洋石油的储藏量，由于勘探资料和计算方法的限制，得出的结论也各不相同。法国石油研究机构的一项估计是：全球石油资源的极限储量为10000亿吨，可采储量为3000亿吨。其中海洋石油储量约占45%，即可采储量为1350亿吨。
半坐底式平台（用于深水开采）
波斯湾大陆架石油产量较早进入大规模开采，连同附近陆地上的海洋石油产量，供应了战后世界石油需求的一半以上。欧洲西北部的北海是仅次于波斯湾的第二大海洋石油产区。美国、墨西哥之间的墨西哥湾，中国近海，包括南沙群岛海底，都是世界公认的海洋石油最丰富的区域。
在海洋进行石油和天然气的勘探开采工作要比陆地上困难多。必须具备一些与陆地不同的特殊技术，如平台技术、钻井技术和油气输送技术等。
工作平台有固定式平台和移动式钻井平台，移动式钻井平台克服了固定式平台建、柴禾不能重复使用的缺点，并大大增加了工作深度。移动式海洋石油钻井设备拥有自己的浮力结构，可以有拖船拖着移动。有的还拥有自己的动力设备，可以自航。移动式海洋钻井设备包括：座底式平台、自升式平台、半潜式平台和钻井船。其中半潜式平台是目前适合于较深水域作业的先进平台，它既能克服钻井船的不稳定性又能在较深水域中作业。
为向深水石油开发进军，研究稳定有廉价的深水平台和深水重力平台。张力推平台用绷紧的钢索系留，工作水深刻达600--900米。后两种平台都是从海底直立到海面的固定平台，其特点主要是采用缩小横断面等技术，降低造价，其工作深度可达500--600米。
海洋生物资源开发
中国海域的生物种类丰富多样，已有描述记录的物种达2万多种。海产鱼类1500种以上，产量较大的有200多种。渔场面积280万平方公里，水产品年产量达2800多万吨，居世界首位。
我国海洋生物的物种较淡水多得多，有记录的3802种鱼类，海洋就占3014种。此外，我国还拥有红树林、珊瑚礁、上升流、河口海湾、海岛等各种海洋高生产力的生态系统，对各类海洋生物的繁殖和生长极为有利。
经济学家预言：21世纪将是海洋的世纪。“海洋水产生产农牧化”、“蓝色革命计划”和“海水农业”构成未来海洋农业发展的主要方向。
海洋水产生产农牧化
就是通过人为干涉，改造海洋环境，以创造经济生物生长发育所需的良好环境条件，同时也对生物本身进行必要的改造，以提高它们的质量和产量。具体就是建立育苗厂、养殖场、增殖站，进行人工育苗、养殖、增殖和放流，使海洋成为鱼、虾、贝、藻的农牧场。中国目前已是世界第一海水养殖大国。随着海洋生物技术在育种、育苗、病害防治和产品开发方面的进一步发展，海水养殖业在21世纪将向高技术产业转化。
蓝色革命计划
是着眼于大洋深处海水的利用。在大洋深处，深层水温只有8℃～9℃，氮和磷是表层海水的200倍和15倍，极富营养。将深层水抽上来，遇到充足的阳光，就会形成一个产量倍增的新的人工生态系统。温差可以用来发电或直接用于农业生产。美国和日本已经在进行这种人工上升流试验，认为将引发一场海水养殖的革命，所以称为“蓝色革命”。
海水农业
是指直接用海水灌溉农作物，开发沿岸带的盐碱地、沙漠和荒地。“蓝色革命计划”是把海水养殖业由近海向大洋扩展。“海水农业”则是要迫使陆地植物“下海”，这是与以淡水和土壤为基础的陆地农业的根本区别。人类为了获得耐海水的植物正在进行艰苦的探索，除了采用筛选、杂交育种外,还采用了细胞工程和基因工程育种。这些研究仍在继续,目前采用品种筛选和杂交等传统方法已经获得了可以用海水灌溉的小麦、大麦和西红柿等。
海水资源开发
沿海工业用海水在发达国家已达90％以上，如果我国也能大力推广海水利用，是可以大大缓解滨海城市缺水问题的。
海水直接利用
海水直接利用的方面多，用水量大，在缓解沿海城市缺水中占有重要地位。在发达国家，海水冷却广泛用在沿海电力、冶金、化工、石油、煤炭、建材、纺织、船舶、食品、医药等工业领域。日本和欧洲每年都约3000亿立方米，目前，我国仅100多亿立方米。如果积极把海水在工业中作冷却水、冲洗水、稀释水等以及居民的冲厕用水（约占居民生活用水的35％）发展起来，对缓解沿海城市缺水问题，将起重大作用。
海水直接利用的技术包括：海水直流冷却技术，已有80年应用史，是目前工业应用的主流；海水循环冷却技术，我国尚处研究阶段；海水冲洗等技术等。与海水直接利用的有关重要技术，还包括耐腐蚀材料，防腐涂层，阴极保护，防生物附着，防漏渗，杀菌，冷却塔技术等。
海水淡化
海水淡化技术，经半个多世纪的发展，其技术已经成熟。主要的淡化方法有：
多级闪蒸（MSF）。单机容量可达4.5－5.7万m3／d。运行温度、造水比和级数分别在120℃、10和40级。多级闪蒸除了消耗一定的加热蒸汽外，要消耗电能4～5kWh／m3淡水，用于海水的循环和流体的输送。
低温多效（LT－MDE）技术是在多效基础上，于1975年发展起来的，近10年有较大发展。单台装置每天可产淡水20000立方米。蒸发温度低于800度，效数一般在12效左右。造水比大于10。低温多效除了要消耗的加热蒸汽外，要耗电能1.8kWh／m3用于流体输送。
反渗透（SWRO）RO角膜和组件技术已相当成熟，组件脱盐率可达99.5％，能耗在3～4kWh／m3淡水。SWRO技术设备投资少、能耗低、效益高、工艺成熟，已有30年的经验积累，竞争力最强。
最近，日本辛德莱拉依特公司开发出一种低成本、高效率的海水淡化新装置。其外表是一个不锈钢制多孔圆筒，里面装有一个由1000枚外径156毫米、内径136毫米不锈钢片摞成的管。这支管经缓慢拧曲，内外会因不锈钢片位移而形成凸凹不平的层次，层次间出现纳米级空隙。使用时，首先将海水放入结晶装置中，再施加高频电压进行“加工”。几十秒钟后，海水中钠离子和氯离子会发生化合而形成细微食盐晶体，并逐渐增长为1微米左右的粒子。这些粒子凝聚后，可形成直径为几微米、容易被过滤掉的盐粒。然后，把这种海水放进上述不锈钢圆筒的容器中，施加一定压强，盐粒就会被挡在管外，其余受压而浸入拧曲管内的水便是要得到的淡水，其盐分浓度为0．067％左右，氯化镁等矿物质含量是正常海水的一半，成为理想的饮用水。
新型装置效率是浸透膜方法的3倍，海水利用程度高达95％，所需电费和维修费都很低。该公司已经制造出每分钟可生产200升淡水的大型装置。
世界海水淡化的日产量已经达到2700万吨，并且还在以10％～30％的速度攀升。目前海水淡化的国际市场容量已经达到20多亿美元，主要由美、日等强国瓜分，未来20年有近700亿美元，市场潜力巨大。在多次国际海水淡化会议上，第三世界国家的代表迫切希望中国的海水淡化技术能够进入国际市场，打破目前的垄断格局。
与核能等新能源结合是海水淡化降低成本走向大型化的趋势。中国核工业总公司已经掌握了低品位核燃料的高效利用新技术。据测算如果把世界上废弃的低品位核燃料全部利用，可建立300余座20万千瓦的低温核供热堆（中国现有废料可建10座）。这些热量全部用于海水淡化，每天可生产2400万立方米的优质淡化水，供养的人口超过2亿。核能技术与海水淡化的结合除了要求核技术本身是成熟的之外，还需要成熟的先进蒸馏法海水淡化技术与之配套，更能显示其技术经济优势。海水淡化技术与中国的核工业捆绑进入国际市场，形成核能海水淡化产业，可实现和平利用核能为人类造福。如果中国能占领1／5的核能淡化市场，可实现核供热设备销售产值150亿元，海水淡化设备销售产值480亿元，形成我国有自主知识产权、国际竞争能力的优势产业。
海水淡化在推进海水利用中地位重要。沿海工业利用淡化海水虽然量少，但是性质重要，目前全国的海水淡化，每年就能节省约400万立方米陆地水，对保证沿海工业生产的需要和居民生活用水发挥了重大作用。目前海水淡化成本一般4至5元，如果热电水联产海水淡化成本可降到4元以下，如果再发展海水综合利用，把浓缩海水用来提取化学元素，其淡化成本还要降低。目前海水淡化的成本已为岛屿用淡水和沿海发电厂用淡水和纯水所接受。
海水化学物质提取利用
海水中化学物质提取是有无限前景的新兴产业。溶解于海水的3.5％的矿物质是自然界给人类的巨大财富。不少发达国家已在这方面获取了很大利益。我国对海水化学元素的提取，目前形成规模的有钾、镁、溴、氯、钠、硫酸盐等。但除氯化钠是从海水中直接提取的以外，其他元素仅限于从地下卤水和盐田苦卤的提取，而且，资源综合利用工艺流程落后，产品质量与国际有一定差距，急需技术更新和设备改造。我国是世界海盐第一生产大国，年产量近2000万吨；目前，我国还处在盐碱工业向海洋化工工业的过渡阶段，经过“八五”、“九五”技术攻关，直接从海水中提取化学物质的产业正在我国逐步形成。全球数量巨大的海水，其体积为13.7亿立方公里，约137亿亿吨。海水本身就是一座资源宝库，海水中溶解有80多种金属和非金属元素。通常把海水中的元素分为两类：每升海水中含有1毫克以上的元素叫常量元素；含量在1毫克以下的元素称为微量元素。海水中微量元素有60多种，如锂(Li)有2500亿吨，它是热核反应中的重要材料之一，也是制造特种合金的原料；铷(Rb)有1800亿吨，它可以制造光电池和真空管；碘(I)有800亿吨，它可以用于医药，常用的碘酒就是用碘制成的。
综合开发海水技术
与发达国家比，我国综合提取利用技术差距较大，但是自90年代以来有很大发展，从传统的苦卤化工“老四样”（氯化钾、氯化镁、硫酸钠和溴），已经发展到现在的近百个品种。
还可以加大力度发展的项目有：发展提溴新技术，以提高现有地上卤水资源的溴利用率，提高溴质量，减少能耗，降低成本，积极发展高效溴化剂和新型阻燃剂等；积极发展“无机离子交换法海水、卤水提钾技术”，这项技术的成功，可以改造老盐化工企业，并能弥补我国陆地钾资源的不足；积极发展高技术含量、高附加值的镁新产品；加强海水提铀技术的研究开发；加强直接从海水提取其他化学物质的研究和开发，以及水、电、热联产与海水综合利用的结合。
海洋能源
海洋能包括温度差能、波浪能、潮汐与潮流能、海流能、盐度差能、岸外风能、海洋生物能和海洋地热能等8种。这些能量是蕴藏于海上、海中、海底的可再生能源，属新能源范畴。所谓“可再生”是指它们可以不断得到补充，永不会枯竭，不像煤、石油等非再生能源，储量有限，开采一点就少一点。人们可以把这些海洋能以各种手段转换成电能、机械能或其他形式的能，供人类使用。海洋能绝大部分来源于太阳辐射能，较小部分来源于天体(主要是月球、太阳)与地球相对运动中的万有引力。蕴藏于海水中的海洋能是十分巨大的，其理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍。
法国郎斯潮汐电站示意图
花环式海流发电站示意图
海洋能具有一些特点。第一，它在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。第二，它具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。第三，海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。第四，海洋能属于清洁能源，也就是海洋能一旦开发后，其本身对环境污染影响很小。
各种海洋能的蕴藏量是巨大的，据估计有750多亿千瓦，其中波浪能700亿千瓦，温度差能20亿千瓦，海流能10亿千瓦，盐度差能10亿千瓦。从各国的情况看，潮汐发电技术比较成熟。利用波能、盐度差能、温度差能等海洋能进行发电还不成熟，目前正处于研究试验阶段。这些海洋能至今没被利用的原因主要有两方面：第一，经济效益差，成本高。第二，一些技术问题还没有过关。
核能 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。
铀是高能量的核燃料，1千克铀可供利用的能量相当于2250吨优质煤。然而陆地上铀矿的分布极不均匀，并非所有国家都拥有铀矿，全世界的铀矿总储量也不过2×10 6吨左右。但是，在巨大的海水水体中，含有丰富的铀矿资源，总量超过4×109吨，约相当于陆地总储量的2000倍。
吸附法海水提铀示意图
海水提铀的方法很多，目前最为有效的是吸附法。氢氧化钛有吸附铀的性能。利用这一类吸附剂做成吸附器就能够进行海水提铀。现在海水提铀已从基础研究转向开发应用研究。日本已建成年产10千克铀的中试工厂，一些沿海国家亦计划建造百吨级或千吨级铀工业规模的海水提铀厂。如果将来海水中的铀能全部提取出来，所含的裂变能相当于l×1016吨优质煤，比地球上目前已探明的全部煤炭储量还多1000倍。
重水也是原子能反应堆的减速剂和传热介质，也是制造氢弹的原料，海水中含有2×1014吨重水，氘是氢的同位素。氘的原子核除包含一个质子外，比氢多了一个中子。氘的化学性质与氢一样，但是一个氘原子比一个氢原子重一倍，所以叫做“重氢”。氢二氧一化合成水，重氢和氧化合成的水叫做“重水”。如果人类一直致力的受控热核聚变的研究得以解决，从海水中大规模提取重水一旦实现，海洋就能为人类提供取之不尽、用之不竭的能源。蕴藏在海水中的氘有50亿吨，足够人类用上千万亿年。实际上就是说，人类持续发展的能源问题一劳永逸地解决了。
Ⅹ 在90克盐水中盐和水的质量比是1:9如果在盐水中加入5克盐这时盐和盐水的比是
