化學海洋學

化學海洋學

化學海洋學,也可以叫海洋化學,是用化學原理和化學技術,研究海洋中物質的性質和它們的化學作用的一門科學。化學海洋學研究的範圍,涉及到一個龐大而複雜的領域--世界海洋。

基本介紹

  • 中文名:化學海洋學
  • 外文名:Chemical oceanography
  • 研究範圍:世界海洋
  • 研究的重點:海洋界面化學過程的研究
  • 研究對象:海洋中有機物和無機物的組成
簡介,研究史,分支,研究內容,研究方向,研究重點,其他信息,

簡介

研究海洋各部分的化學組成、物質分布、化學性質和化學過程的科學,是海洋化學的主要部分。它一方面通過海洋調查、實驗分析和理論方法,研究海洋中物質的組成、含量分布、輸送通量、化學形態和各種化學過程;另一方面研究這些化學過程與海洋生物、海洋地質和海洋物理等領域中各種運動過程的關係。

研究史

化學海洋學的研究史,也是海洋化學的研究史。早在1670年前後,就已開始了這方面的研究。到了1942年,H.U.斯韋爾德魯普等使用了“化學海洋學”這個名稱;1957年,F.A.理查茲曾總結了化學海洋學的研究和發展的情況;J.P.賴利分別與G.斯基羅夫和R.切斯特主編的《化學海洋學》,從1965年以來,已陸續出版,全面總結了化學海洋學的研究成果。70年代以後,由於相鄰學科之間相互滲透,化學測試技術不斷發展,用化學方法研究海洋的問題,更受重視。

分支

化學海洋學有如下幾個分支:①海洋地球化學,②海洋物理化學,③海水分析化學,④河口化學,⑤海洋有機化學。

研究內容

化學海洋學研究的範圍,涉及到一個龐大而複雜的領域--世界海洋。在廣泛的實踐中,化學海洋學研究的內容主要有以下四個方面:一是海水化學;二是海洋沉積物化學;三是活體海洋生物化學;四是海洋界面物理化學及與界面物相互作用的化學。因此,化學海洋學相對於海洋學的其他分支學科來說,所描述的內容和範圍要更多、更廣泛一些。具體來講,化學海洋學主要是研究和測定海水的同位素、元素及分子能級,或者說,它是研究海洋中有機物和無機物的組成,包括這些物質的基本特性、來源、構造模式,還有在海洋地質、生物、物理、氣象等領域中的特殊作用。

研究方向

為了有效地進行綜合研究,從事化學海洋學的人員,它不僅必須是一個化學家,而且還必須具備海洋領域裡的相關學科的知識。例如,物理海洋學、地質海洋學、生物海洋學和海洋氣象學和工程等更為廣泛、更為豐富的實際知識。
海洋化學家需要闡明和解釋的是,發生在一個無比巨大反應器--海洋中的大量的、複雜的化學作用和變化過程。實際上,它包括了從海洋微生物,到鯨類在內的無數海洋生物有關的所有生物化學變化。從巨觀的水體循環過程和混合作用,到局部海區的物質化學變化過程。從海洋中存在著所有已知的含量非常之小,僅有水分子的百萬分之一天然元素,到種類繁多的有機大分子的形成和衰亡過程等,都是化學海洋學涉足的領域,因此,可以這樣說,整個海洋科學研究都與化學知識和相關的化學技術,有著十分密切的關係。這就是一般意義上的化學海洋學。
當前,隨著研究的深入和廣泛,化學海洋學已從研究海水中元素和物質的含量、組成、分布為主要內容的研究,進入到以研究元素存在形式和它的化學性質階段,即海水化學模型研究階段;從均相水體的研究,發展到非均相界面的研究。這已成為世界許多國家化學海洋學研究的前沿。例如,國際海洋界普遍關注的海-氣界面、海底-海水界面、懸浮體-海水界面、生物體-海水界面、河水-海水界面等為主要內容的研究,同時,人們從多維時空入手,注重對全球變化直接發生關係的海洋生物地球化學過程,以及全球海洋通量研究。現代化學海洋學的研究對象,已從原有的簡單無機物,發展到比較複雜的有機物、海洋高大分子化合物、懸浮離子的沉積物,以及海洋生物及其動植物屍體等。對研究對象來說,已從探討研究海洋的簡單化學過程,發展到多採用海洋學範圍以外的一些高新技術手段等。例如,中子活化分析、質譜儀、X射線螢光分析、原子吸收光譜測定法、放射化學分析法等技術,都被用來確定海水的組成及理化分析。除此之外,各種各樣的分析技術和方法,也被廣泛用於海水化學成分的測定。

研究重點

從化學海洋學的發展趨勢來看,當前研究的重點,主要包括:①海洋生物生產力與海洋環境的化學因素的關係;②污染物質在海洋中的擴散和轉移的規律;③海底沉積物的成因和演變的過程;④利用微量化學物質或核素作為示蹤劑,研究水團的運動、混合、擴散速度和沉積層的地質年齡等;⑤海面微表層化學物質對海洋環境的影響;⑥化學物質在河 -海界面、海-氣界面和海水-海底界面的通量和反應過程,以及這些物質在海洋中循環時所引起的效應。
化學海洋學研究範圍擴大的另一個重要原因是,近幾十年來,世界海洋環境被污染。海洋污染實際上是人們活動的副產物。它的內在機理是通過能量特性轉換、輻射水平、化學和物理等組合影響,以及生物的分布、豐度和質量等變化,直接或間接的效應引起海洋環境有害變化。由於世界人口和每個人使用能量的不斷增加,世界海洋中已檢出了許多以降解形式存在的物質;海洋的某些重要污染源,例如,向海洋中排放的下水污泥和疏浚淤渣,河流排出物、船舶廢棄物、溢出的油和有害化學物質、港灣碎屑、工業廢棄物等,還有由脫鹽工廠排出的熱能、氯化烴,如滴滴涕、艾氏劑--毒殺酚類物質(主要有艾氏劑、氯丹、狄氏劑、異狹氏劑、七氯和毒殺酚等)。

其他信息

被排入大氣的廢物,多沿地球表面進行水平或垂直方向的傳播,其污染物的數量隨時間增加而增加。要知道,這些污染物並不是長期停留在空氣中,它們最終要沉降到陸地和海洋中。分散在陸地上的廢異物,並不像在空氣中那么容易散開。地表徑流或通過地下水,又把這些廢棄物,或其降解物輸送到海洋之中。因此,世界大洋是那些不能在空氣中或陸地上保留的各種污染物的最終匯合處。正因為如此,人們驚呼:“海洋正在死去。”拯救海洋,人們只能依靠科學技術,而在這個過程中,經常使用而且最為直接的就是海洋學,或者說是海洋化學。

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