2024年度第一節(jié)海洋化學(xué)資源

第一節(jié)海洋化學(xué)資源12024/3/24目錄contents海洋化學(xué)資源概述海水淡化技術(shù)海洋鹽類(lèi)資源海洋能源利用海洋藥物資源海洋環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展22024/3/2401海洋化學(xué)資源概述32024/3/24海洋化學(xué)資源是指海水中所含有的大量化學(xué)物質(zhì)，包括常量元素、微量元素、溶解氣體、有機(jī)物和海水中的懸浮顆粒等。定義根據(jù)化學(xué)性質(zhì)和用途，海洋化學(xué)資源可分為鹽類(lèi)資源、溴資源、鎂資源、碘資源、鉀資源、鈾資源和重水資源等。分類(lèi)定義與分類(lèi)42024/3/24海洋化學(xué)資源分布廣泛，幾乎遍布全球各海域。不同海域的化學(xué)資源種類(lèi)和含量有所不同，受地理位置、氣候、洋流等多種因素影響。分布海洋是地球上最大的化學(xué)資源庫(kù)，其儲(chǔ)量巨大。以鹽類(lèi)資源為例，海水中含有的氯化鈉總量約為4億億噸，可供人類(lèi)使用數(shù)千年。其他如溴、鎂、碘等元素的儲(chǔ)量也相當(dāng)豐富。儲(chǔ)量分布與儲(chǔ)量52024/3/24其他資源碘、鉀、鈾等資源的開(kāi)發(fā)利用尚處于初級(jí)階段，但隨著科技的進(jìn)步和需求的增長(zhǎng)，這些資源的開(kāi)發(fā)潛力巨大。鹽類(lèi)資源海鹽是人類(lèi)最早開(kāi)發(fā)利用的海洋化學(xué)資源之一。目前，全球海鹽產(chǎn)量已達(dá)數(shù)千萬(wàn)噸，廣泛用于化工、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。溴資源溴及其化合物在醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等方面有廣泛應(yīng)用。目前，從海水中提取溴的技術(shù)已相當(dāng)成熟，全球溴產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)。鎂資源鎂及其合金具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空、汽車(chē)、電子等領(lǐng)域。從海水中提取鎂的技術(shù)正在不斷發(fā)展完善。開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀62024/3/2402海水淡化技術(shù)72024/3/24多級(jí)閃蒸將海水加熱至一定溫度后引入到一個(gè)壓力低于海水蒸汽化壓力的閃蒸室內(nèi)，部分海水迅速汽化，冷凝后得到淡水。多效蒸發(fā)將加熱蒸汽引入第一效蒸發(fā)器，與海水換熱后冷凝成淡水。蒸發(fā)后的海水進(jìn)入第二效蒸發(fā)器，再次與加熱蒸汽換熱，如此重復(fù)多次，得到多倍于加熱蒸汽量的淡水。蒸餾法82024/3/24反滲透法利用半透膜的選擇性，在海水一側(cè)施加比海水滲透壓高的外壓，使海水中的水分透過(guò)半透膜進(jìn)入淡水一側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)海水的淡化。電滲析法在外加直流電場(chǎng)作用下，利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，使海水中的陰、陽(yáng)離子分別通過(guò)陰、陽(yáng)離子交換膜向相反方向遷移，從而使電解質(zhì)離子從海水中分離出來(lái)。膜分離法92024/3/24冷凍法通過(guò)冷凍海水使之結(jié)冰，在液態(tài)海水變成固態(tài)冰的同時(shí)，將鹽分從海水中分離出來(lái)。冷凍法與蒸餾法都有難以克服的弊端，其中蒸餾法會(huì)消耗大量的能源并在儀器里產(chǎn)生大量的鍋垢，而所得到的淡水卻并不多。露點(diǎn)蒸發(fā)法露點(diǎn)蒸發(fā)淡化技術(shù)是一種新的苦咸水和海水淡化方法。它較之熱法具有能耗低、腐蝕、結(jié)垢輕、易維護(hù)、設(shè)備可小型化等優(yōu)點(diǎn)；較之膜法具有投資低、操作簡(jiǎn)便、靈活性大以及淡水水質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)。因此，這種技術(shù)有一定的應(yīng)用前景。其他淡化技術(shù)102024/3/2403海洋鹽類(lèi)資源112024/3/24食鹽是海洋中最豐富的鹽類(lèi)資源之一，主要從海水中提取。它是人類(lèi)生活中必不可少的調(diào)味品，也是重要的工業(yè)原料。工業(yè)用鹽主要用于化工、印染、制革、制藥等工業(yè)生產(chǎn)中。它可以作為堿性或酸性染料的媒染劑，也可以用于制造氯氣、漂白粉等化工產(chǎn)品。食鹽與工業(yè)用鹽工業(yè)用鹽食鹽122024/3/24鎂鹽與鉀鹽鎂鹽海洋中含有豐富的鎂元素，主要以氯化鎂和硫酸鎂的形式存在。鎂鹽在冶金、化工、建材等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如制造耐火材料、陶瓷、玻璃等。鉀鹽鉀是植物生長(zhǎng)所必需的元素之一，海洋中的鉀元素主要以氯化鉀的形式存在。鉀鹽在農(nóng)業(yè)上用作鉀肥，可以提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。132024/3/24溴是一種重要的化工原料，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。海洋中的溴元素主要以溴化物的形式存在，可以從海水中提取溴素。溴素碘是人體必需的微量元素之一，對(duì)甲狀腺功能有重要作用。海洋中的碘元素主要以碘化物的形式存在，可以從海水中提取碘素用于醫(yī)藥和食品工業(yè)。碘素溴素與碘素142024/3/2404海洋能源利用152024/3/24利用月球和太陽(yáng)引力引起的潮汐現(xiàn)象，使海水產(chǎn)生周期性漲落，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電。潮汐能原理潮汐能發(fā)電站類(lèi)型潮汐能發(fā)電的優(yōu)勢(shì)包括單庫(kù)單向、單庫(kù)雙向、雙庫(kù)單向等類(lèi)型，根據(jù)地形和潮汐特征選擇合適的類(lèi)型。潮汐能是一種可再生能源，不消耗燃料，不污染環(huán)境，且可預(yù)測(cè)性強(qiáng)，適合作為基荷電源。030201潮汐能發(fā)電162024/3/24利用海浪的上下起伏和前后移動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能和勢(shì)能，通過(guò)特定的裝置轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。海浪能原理包括振蕩水柱式、擺式、筏式等類(lèi)型，根據(jù)海況和裝置特性選擇合適的類(lèi)型。海浪能發(fā)電裝置類(lèi)型海浪能分布廣泛，儲(chǔ)量巨大，且能量密度高，利用前景廣闊。同時(shí)，海浪能發(fā)電裝置可與海洋觀測(cè)、海洋牧場(chǎng)等結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多功能利用。海浪能發(fā)電的優(yōu)勢(shì)海浪能發(fā)電172024/3/24利用海洋表層與深層之間的水溫差異所產(chǎn)生的熱能，通過(guò)熱交換器將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。海溫能原理包括開(kāi)環(huán)式、閉環(huán)式和混合式等類(lèi)型，根據(jù)海域特征和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件選擇合適的類(lèi)型。海溫能利用方式海溫能是一種清潔能源，不產(chǎn)生污染物和溫室氣體排放。同時(shí)，海溫能利用可與海洋養(yǎng)殖、海水淡化等產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)綜合效益。海溫能利用的優(yōu)勢(shì)海溫能利用182024/3/2405海洋藥物資源192024/3/24包括溶劑提取、超聲波提取、微波提取等，用于從海洋生物中獲取具有藥理活性的化合物。提取方法采用色譜技術(shù)（如液相色譜、氣相色譜等）對(duì)提取物進(jìn)行分離純化，得到單一化合物或組分。分離純化利用質(zhì)譜、核磁共振等波譜技術(shù)對(duì)分離得到的化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，確定其化學(xué)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)鑒定海洋生物活性物質(zhì)提取202024/3/2403新藥研發(fā)基于海洋生物活性物質(zhì)或已知海洋藥物，開(kāi)展新藥研發(fā)工作，包括藥效學(xué)評(píng)價(jià)、藥代動(dòng)力學(xué)研究等。01合成方法通過(guò)化學(xué)合成或半合成方法，制備具有特定藥理活性的海洋藥物或其類(lèi)似物。02結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)已知海洋藥物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾或優(yōu)化，以提高其藥效、降低毒性或改善藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。海洋藥物合成與半合成212024/3/24123根據(jù)海洋藥物的理化性質(zhì)和藥理作用特點(diǎn)，選擇合適的劑型，如片劑、膠囊劑、注射劑等。劑型選擇研究海洋藥物的制劑工藝，包括原料處理、輔料選擇、制備工藝等，以確保制劑的質(zhì)量和穩(wěn)定性。制劑工藝建立海洋藥物制劑的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和方法，包括含量測(cè)定、雜質(zhì)檢查、微生物限度等，確保制劑的安全性和有效性。質(zhì)量控制海洋藥物制劑研究222024/3/2406海洋環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展232024/3/24石油泄漏頻繁發(fā)生的石油泄漏事件對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞，影響海洋生物生存。有毒化學(xué)物質(zhì)排放工業(yè)廢水、農(nóng)藥和重金屬等有毒化學(xué)物質(zhì)排入海洋，對(duì)海洋環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期負(fù)面影響。塑料垃圾污染塑料制品在海洋中大量積累，對(duì)海洋生物造成威脅，并通過(guò)食物鏈影響人類(lèi)健康。海洋污染現(xiàn)狀與危害242024/3/24建立完善的海洋環(huán)境保護(hù)法規(guī)01通過(guò)立法手段，限制污染物的排放，加強(qiáng)對(duì)污染行為的懲罰力度。推廣清潔生產(chǎn)技術(shù)02鼓勵(lì)企業(yè)采用環(huán)保技術(shù)，減少生產(chǎn)過(guò)程中的污染物排放。加強(qiáng)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)和預(yù)警03建立完善的海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并應(yīng)對(duì)污染事件。海洋環(huán)境保護(hù)措施252024/3/24合理開(kāi)發(fā)利用海洋化學(xué)資源在保護(hù)海洋環(huán)境的前提下，科學(xué)合理地開(kāi)發(fā)利用海洋