海水( 三 ) _生活百科

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-、CO2、Ca2+、Mg2+、K+和Na+等7 种成分的含量，证实了海水主要溶解成分的恆比关係。20世纪60年代中期，为了深入研究海水中主要溶解成分的含量及其保守性，英国国立海洋研究所和利物浦大学通过海洋调查，收集了世界各大洋及某些海区不同深度的海水样品，分别测定过表层水、中层水和深层水中主要溶解成分的含量，讨论了某些成分变化的情况。1975年，T.R.S.威尔孙对海水主要溶解成分进行了全面的总结。海水主要溶解成分之间，所以具有恆比关係这一特点,是因为海水中的含盐量相当稳定，加上海水的不停运动,使各成分充分混合的缘故。但由于生物的作用，海底热泉和大陆径流等的影响，局部海区的某些主要溶解成分的含量并不严格遵守恆比关係。例如深层海水中Ca2+的相对含量大约比表层水高千分之五。因此，不同的主要溶解成分的保守性(相对含量的守恆性)略有差异。要研究溶解成分的保守性，考虑的不是它的浓度大小，而应考虑其相对含量，即浓度与含盐量之比。由于通常以氯度或盐度表示含盐量的大小,故引用浓度(克/千克)与氯度或盐度之比为参量，称为氯度比值或盐度比值。直接用氯度比值或盐度比值的恆定性和变化範围说明海水中溶解成分的保守性。海洋中主要溶解成分的氯度比值，基本上保持恆量。但由于上述原因，氯度比值会产生变化，主要表现为：①　生物的影响。上层海水中的生物在生长繁殖过程中，吸收Ca2+和Sr2+等溶解成分，其残体在下沉和在分解过程中逐渐将Ca2+和Sr2+释放于水中，其循环与海水营养盐类似。因此在深层和中层的水中，Ca2+和Sr2+的氯度比值大于表层水。②　径流的影响。河水的溶解成分及其含量和海水不同。例如：海水中溶解成分的含量：Na+>Mg2+>Ca2+Cl->SO4->HCO3-（包括CO3 2-）全世界河水中溶解成分的平均含量：Ca2+>Na+>Mg2+HCO3（包括CO32->SO4->Cl-因此，河口区的海水受河水的影响，溶解成分的氯度比值发生变化，特别是低盐海水更加明显。这些区域的海水中，Ca2+、SO42-和HCO3-的氯度比值常常比较高。③　结冰和融冻的影响。海水在高纬度海区结冰时，Na+SO7会进入冰晶之中，故结冰后的海水的氯度比值降低；融冰时适相反。④　溶解氧的影响。在缺氧或无氧海域，由于硫酸盐还原菌滋生，可将一些 SO4-还原成H2S，使 SO4 的氯度比值变小。例如黑海表层水中，SO-的氯度比值为0.1400，但在其深2000米的水层中，降低为0.1361 。⑤　海底热泉的影响。在海底断裂带的裂缝处，常有海底热泉，其含盐量很高。例如红海海盆中心区2000米深处的热泉，水温为45～48°C，盐度为255～326，使附近海水中溶解成分的氯度比值和一般的海水差别很大。中国沿海的海水中，主要溶解成分的氯度比值和大洋海水基本上一致。海水的主要溶解成分，不仅以自由离子形式存在,还会由于缔合作用而形成各种离子对，从而影响着海水的化学性质和物理性质。例如CaCO3在海水中溶解度较大，MgSO4对声波有较强的吸收作用。这方面的研究工作，主要是测定各种离子对的缔合常数，计算出主要溶解成分存在形式的分配比例模型（见海洋物理化学）。统计数据据统计，在海上遇难的人员中，饮海水的人比不饮海水的死亡率高12倍。这是为什幺呢？原来，人体为了要排出100克海水中含有的盐类，就要排出150克左右的水分。所以，饮用了海水的人不仅补充不到人体需要的水分，反而脱水加快，最后造成死亡。海水经过淡化处理后是可以饮用的。海水淡化的方法有几十种，最主要的有蒸馏法、电渗法、冷冻法、膜分离法等。蒸馏法是日前套用最多的方法，这种方法是先把水加热、煮沸，使海水产生蒸气，再把蒸气冷凝下来变成蒸馏水。在用蒸馏法製得的淡水中最好掺入少量（2%）洁净海水或适量矿化剂，这样水味可口，还补充了蒸馏水中缺少而人体必需的无机盐。在海上遇险、救生等特殊情况下，为了节约淡水，可用部分海水与淡水混合饮用。有人做过试验，人在短期内饮用海水与淡水各半的混合水，一般对人体是无害的，所以海水也是可以喝的。淡化技术海水淡化技术：非加压吸附渗透海水淡化法上个世纪90年代《美国化学文摘》收录摄取海洋甘泉水是生命之源。不久以前，人类还沉迷于淡水是自然界取之不尽的无偿赐品的神话，然而，工业化的蓬勃发展与人口的急剧增加无情地粉碎了这个神话。淡水危机甚至比粮食危机、石油危机还要来势汹汹，解决淡水资源问题已提到了人类的议事日程。在这种背景下，把海水、苦鹹水等含高盐量的水转化为生产、生活用水的海水淡化技术得到空前迅猛的发展。淡化海水的方法已有十种之多，下面介绍的是其中最为主要的几种。蒸馏法蒸馏法虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展，该方法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，其原理如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨，而雨是不带的鹹味的。根据设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。此外，以上方法的组合也日益受到重视。电渗析法电渗析法亦换膜电渗析法。该法的技术关键是新型离子交换膜的研製。离子交换膜是0.5-1.0mm厚度的功能性膜片，按其选择透过性区分为正离子交换膜（阳膜）与负离子交换膜（阴膜）。电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列，组成多个相互独立的隔室海水被淡化，而相邻隔室海水浓缩，淡水与浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水，也可以做为水质处理的手段，为污水再利用做出贡献。此外，这种方法也越来越多地套用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。反渗透法是1953年才开始採用的一种膜分离淡化法。该方法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压，那幺海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2，蒸馏法的1/40 。因此，从1974年起，美日等已开发国家先后把发展重转向反渗透法。超过滤法，宏大构想寻找海水淡化新技术随着科技的飞速发展，压力驱动反渗透膜分离技术(RO)在膜、膜组器、设备和工艺等方面都有了较大创新和改进，但人们也越来越意识到RO技术在节能、环保领域存在的局限，而且就脱盐来讲，RO技术可认为已接近发展的顶峰。因此，国外已经开展了“正向渗透膜分离技术(FO)”的相关研究，并取得了一定的成果，在海水淡化、污水处理、食品加工、医药等领域得到了套用，特别是“压力延缓渗透(FRO)海水发电”，更是一项极具前景的清洁再生能源开发技术J 。但是国内对正向渗透膜分离技术关注得很少，相关研究和论文也不多。虽然，上个世纪90年代我国有了创造性的发明“非加压吸附渗透法海水淡化”（CN92110710.2）。正向渗透分离技术很早就得到了套用。很久以前，人们就採用食盐来长期贮存食物，因为在高盐环境下多数细菌、霉菌和病原菌由于渗透作用会脱水死亡或暂时失去活性。如今，人们已经开始利用正向渗透膜分离技术进行海水淡化、工业废水处理、垃圾渗透液处理等研究；食品工业在实验室利用正向渗透膜分离来浓缩饮料；紧急救援时的生命支持系统利用正向渗透膜分离技术製取淡水。随着材料科学的发展，正向渗透技术已经套用于人体的药物控制释放。非加压渗透吸附法（90年代）非加压吸附渗透海水淡化法，或称为“正向渗透法”，让水通过多孔膜正向渗透进入一种超强吸水的吸附剂或盐浓度甚至超过海水的溶液或固态物，不需要外界加压，但溶液里的特殊盐分"提取液"很容易蒸发，不需要加太多的热（加热能与反渗透加压的能量比）。分固态盐、液态盐方向。固态盐解吸附耗能更小。