海洋资源与海洋生态保护

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1、海洋资源与海洋生态保护黎松强吴馥萍（嘉应学院化学系，广东梅州514015）摘要：海洋是人类获取资源的宝库。含有 80多种化学元素。海底大陆架油气 田、海底资源、海洋动力、海生生物都是极待开发的宝藏。海洋的生态保护关系 到人类的生存与未来。关键词：海洋；资源；开发；海洋生态；保护Resources of Sea and Oceaus and Marine Ecology ProtetionLi Songqiang Wu Fuping（Chemical Department of Jiaying Institute, China Meizhou 514015）Abstract: Sea and o

2、ceans is manking acquistion treasure-house of resources. That contain more than 80 spcies chemical element. Botton of the sea continental shelf offshore oiffield、Submarine resourcesmarine power、maritine living things all extreme develop and tap the mineral resources. Marine eclolgy safeguard in clos

3、e relationship with manking exist and for the future.Keywords: sea and oceaus; resources; develop; marine ecology引言海洋是生命的摇蓝，风雨的故乡，食物的宝库，航运的通道。海洋是人类环 境的重要组成部分，具有稳定全球环境的机能和容纳净化“白川归海”各种污物 的机能，但近50年来，海洋这两种机能正遭受到损害，如果海洋因污染而丧失生 命力，人类将从地球上消失。1海洋资源地球平均半径6378.14km,由此可算出地球总表面积为 51000X 104km2,海洋 面积占总面积的70.8%,为

4、3605X 104km2 （陆地总表面积为1495X 104km2），海水 总量为361 X 1011to自从出现人类以来，海洋就成为人类获取资源的宝库。1.1海洋生物资源海洋是生命的摇篮，地球上许多生物就是从海洋中发展起来的，至今仍有80% 的动、植物生活在海洋中，在动植物界的63个纲中，海洋中竟有51个纲。海洋生物约有20多万种，按其性质不同分为海洋植物，海洋动物和海洋微生物，按其 生物习惯乂分为浮游生物、游泳动物和底栖生物。海洋中每年生产的生物量约1300X 108t,每年可向人类提供3X 108t鱼类和贝 类，所以海洋是人类食物蛋白质的主要来源，但目前被利用的还不到1X 108t1o1

5、.2海洋化学资源化学元素有100多种而海洋中就有80余种，尤其是Na+、K+、Cl-、Br-、SO：-、 PO3等非常丰富，每立方公里海水中含 NaCl 12000多万吨，据预测如果将渤海海 水中的氯化钠全部提取出来足有 583亿吨，够10亿人吃10万年2。在1000t海水中，可提取32t食盐、3t氢氧化镁、4t芒硝、0.5t钾、65g漠、 26g硼、3g铀、170g锂。所制得的食盐是化工上制取纯碱、烧碱、盐酸、氯及各 种氯化物的原料3。镁在海水中的含量也很高，浓度可达1.29g/m3海水，仅次丁氯和钠，居第 3位。海盐产量高的国家多利用制盐的苦卤（MgCl2）生产各种镁化物（生产1t食 盐可

6、得0.5t苦卤），或直接从海水中提取镁盐4。镁和镁盐是工业和国防上重要原 料，主要用丁铝镁合金、照像材料、镁光弹、焰火，制药和钙镁磷肥料等。1.3海洋矿产资源1.3.1大陆架油气海底石油以中国大陆架藏量尤为丰富。因受太平洋板块和欧业板块挤压的应 力作用，中国的大陆架都届陆缘的现代拗陷区，在中、新生代发育了一系列的断 裂带，形成许多沉积盆地。中国大陆长江、黄河、珠江等大河所挟带大量有机质 泥沙入海，使这些盆地形成几千米厚的沉积层，伴随地壳构造运动产生大量热能 加速有机物转化为石油成为今天的大陆架油气田。自北向南由渤海起经黄海、东 海至冲绳、台西南、珠江口、琼东南、北部湾、曾母暗沙等16个以新生代

7、沉积物为主的中、新生代沉积盆地5。这些中国大陆架盆地面积之广，沉积物之厚，油气 资源之丰富在各大洋中是少见的，因此引起有关国家的觊觎。据外国的估计，中国近海石油与中国陆地石油储量相当约40150亿t（300-1120桶）其中渤海、黄海各为7.47亿t （56亿桶）、东海为17亿t （128亿 桶）、南海（包括台湾海峡）11亿t （80亿桶），钓鱼岛周围东海大陆架海域亦储藏丰富的石油，据外国人估计有几十亿 to1.3.2滨海砂矿在滨海的砂层中，因长期经受地壳运动和海水筛分作用，为形成各种金届和 非金届矿床创造了有利条件，常蕴藏着大量的金刚石、砂金、砂钳、石英以及金 红石、皓石、独居石、钛铁矿等稀

8、有金届，因为它们在滨海地带富集成矿，所以 称“滨海砂矿”。中国的滨海砂矿主要分布在辽东半岛、山东半岛、福建、广东、海南、广西 和台湾的滨海砂宕中，主要有皓石、钛铁矿、独居石、金红石、磷切矿、锡石砂 矿、铁砂矿、石金矿和砂砾等，为中国提供宝贵的稀有金届矿资源。近几十年内发现并开采的深海铤矿，是一种含Mu、F& Cu、Ni、Co等20几种金届元素经济价值很高的矿瘤。地质学家称之为铤结核矿，是一种含铤品位很 高的富矿。它在大洋海底，据测算仅太平洋底就有数千亿吨，它所含的铤矿，按 目前消耗水平，每年140 X 104t计算是可以供应14万年。1.3.3海洋动力资源汹涌澎湃的海洋永远不会停息，真正是拥有

9、用之不竭的动力资源。目前正在 研究利用的海洋动力资源有：潮汐发电、海浪发电、温差发电、海流发电、海水 浓差发电和海水压力差的能量利用等，通称为海洋能源。其中潮汐发电应用较为 普遍，并具有较大规模的实用意义。中国沿海和近海的海洋能蕴藏量估计为 10.4亿kw,其中潮汐能1.9亿kw、 海浪能1.5亿km,温差能5.0亿千瓦、海流能1.0亿kw、盐差能1.0亿km。可开 发利用的装机容量潮汐能为 2000万kw,海浪能为30003500万kw。海洋能与其它能源比较，具有资源丰富、不会污染、占地少，可综合利用等 优点。它的不足之处是密度小、稳定性差，设备材料及技术要求高，开发利用工 艺复杂、成本高等

10、。然而由于石化燃料和煤不可再生能源对环境污染造成严重的 挑战，所以海洋可再生能源的开发利用却是人类新能源开发的署光。2海洋的污染海洋的污染是由于人类的活动改变了海洋原来的状态，使人类和生物在海洋 中各种活动受到不利的影响。由于海水水量之巨大和海浪的澎湃波涛，一般的污 染在大洋中容易驱散通过大海得到自净。同时因为海洋容量非常大，以至包括海 洋深层的海水循环一周需要数白年，因此海洋遭受的重型污染影响海洋机能所潜优的危机可能暂不易发现，一旦出问题，可能就非人类力量所能解决的了。海洋污染的主要表现有赤潮、黑潮和原油泄漏造成海湾大面积污染，海生生 物、海鸥生灵涂炭。2.1赤潮形成及危害水体富营养化作用（

11、entrophication）使藻类在海湾大量繁殖是形成赤潮的主要 原因。藻类（algae）届低等植物的一大群类，形成赤潮的藻类主要是甲藻。当水中含N0.20.3mg/L、p 0.020.03mg/L时，藻类等浮游生物暴发性地增殖、夺取水 中溶解氧，而藻类代谢死亡乂导致水体腐败，散发鱼腥味、霉腐味和硫醇、呵噪 的恶臭，使鱼虾大量死亡，漂浮丁水面引起严重厌氧。有的藻类还能产生蠹素， 传播疾病直接危害人的健康。赤潮高潮时使大片海域生态环境严重破坏，形成公 害。藻类组成的原生质为 C106H263O110N16 p ,它的形成机理是水中含氮、磷（硝酸 盐、氨氮和磷酸盐）的有机废水在高温气候条件的光照

12、作用下形成赤潮或红潮（redtide）,在淡水湖泊则形成水华（water bloom）：光合作用106CO2+16NO3f122H2O+18H +HPO,C106H263O110N16P+138O2 可知呼吸作用水体中含少量的氮（7.2g）和磷（1g）就会产生大量的藻类（115g）。由丁热力学作用，水体在高温季节可呈现分层现象，即上层水暖比重小，下 层水冷比重大，如果此时水面受富含氮、磷的有机物的污染，则极易形成赤潮。但当藻类代谢时，从藻类生成的逆反应可看出，要分解1个分子（1mol）的藻类需消耗138个分子（138mol）的氧，可知藻类代谢耗氧量是惊人的。此时最容易 造成赤潮的危害。赤潮的特

13、点是来势凶猛持续时间长，其后果是海水水质恶化，对水产业和养 殖业造成区大损失，也危害沿海居民健康和渔民作业。值得注意的是关丁使用化 肥、农药的农业污水，也是造成赤潮的原因之一，目前还未受到重视，有的甚至 还完全不了解大量施用农药、化肥对海洋生态的危害。对丁建立城市污水处理厂 和工业建设与环保“三同时”政策在各级领导中的环境意识也是非常薄弱的。总 之，赤潮灾害完全是人类生产、生活不注重保护生态环境的行为造成的。如果人 们仍不采取有效措施保护海洋生态环境，重视环境保护人才的培养和使用、普及 生态环境保护知识的话，当年的赤潮过去，第二年的赤潮还会卷水重来！甚至发生的频率及其危害程度会逐年加大，亟待引

14、起各方关注2.2赤潮的监测和预报水体富营养化是形成赤潮的主要原因，水体是否达到富营养化，可直接采海 水水样进行监测6,从而作出对赤潮的预报：耗氧量（mg/L）x无机氮（Pg/L）x无机磷（Hg/L）HL = 11500若测定结果1 ,则说明水中N、P的含量达到富营养化的程度，此时如果水体光 照充足，气温高则很容易形成赤潮，其最终后果因藻类代谢需要大量溶解氧，导 致藻类死亡引起厌氧水体腐败释放出大量有蠹气体H2S、NH3、PH3、CH4等。赤潮增殖的量可通过测定浮游生物初级生产量来估算，它对水体环境质量评 价和水产资源合理开发利用具有重要意义。浮游生物乂以藻类为主，所以通过测 定藻类生长繁殖来评

15、定生物生产能力。比较简易的方法是用黑白瓶测氧法，测定 的原理是根据藻类的特性，它们在阳光照射下进行光合作用合成有机物而释放出 氧气。具体步骤是依据将其中的一个被黑布遮光的黑瓶完全不受光的照射，而其 中另一个白瓶是在完全光照下。黑瓶中的藻类进行呼吸作用消耗水中一定数量的 溶解氧，而白瓶中藻类进行光合作用则会使水中的溶解氧增加。通过黑白两瓶之 间溶解氧之差，即可计算出该水体中藻类总生产量、净生产量和呼吸量。即： 浮游生物藻类初级生产总量Pg Pg=白瓶溶解氧量-黑瓶溶解氧量 呼吸氧量PhPh=初始溶解氧量-黑瓶溶解氧量 浮游生物藻类净增量PnPn=Pg-Ph产量单位 mg（O2）/L - d2.3

16、黑潮海面有时会出现黑白或黑绿白色的混浊现象，这一海水变色现象称为黑潮。 这是由丁存在丁底层的缺氧水团向沿岸涌升所致。黑潮发生时，在缺氧水的影响 下，鱼类因不能有效呼吸而死亡，这不仅影响海洋生物生存，也给渔业生产、海 洋经济造成重大损失。缺氧水团的形成过程及其中物质循环紊乱是造成黑潮形成的原因。在海洋海 湾高温季节，水呈现分层现象，上层水热比重小，下层水冷比重大，而且随阳光 照射而加大，上层水与底层水无法产生对流相混合。表层增殖的浮游生物藻类因 温度过高而死亡，沉降于底部，这些浮游生物尸体分解时消耗溶解氧最后达到厌 氧、无氧状态、水体腐败。实际上赤潮与黑潮是相关联的，因此黑潮是赤潮的晚 期阶段。在有氧状态下，有机物的分