海岸及海域-海洋资源及其评价(2)

二、海水化学资源

（一）海盐

海盐是我国盐业资源的重点，5000多年前（仰韶时期）就已从海水中生产食盐。我国海盐产量居世界首位。北方沿海滩涂，由于受季风气候的影响，高温、少雨、强日照、多风同期集中在4-5月，成为我国盐田的集中分布区和海盐生产基地。北方海盐生产分为辽宁、长芦、山东和江苏四盐区。它们的面积占全国盐田总面积（33.7×104hm2）的80％。长江口以北的黄、渤海沿岸多为淤泥质海岸，岸线平直，坡度平缓，物质组成以粉土、粉砂土为主，渗透性小，适于纳潮蓄水，海盐生产条件优越。长江口以南的南方盐区包括上海、浙江、福建、台湾、广东、海南、广西，盐田规模较小，建有解决当地食用盐和其他少量用盐的中小型盐场。

地下卤水资源是渗漏到地下的浓缩海水，其浓度一般比海水高2～6倍，从中不仅可提取氯化钠、氯化钾、芒硝等，而且含有溴、碘、铀、锶、铜等多种元素。据调查，莱州湾沿海、河北、天津、辽宁沿海地区均有地下卤水发现。山东潍坊地区的地下卤水化工工业，包括生产碱、氯碱、溴产品等，已取得显著成效。

（二）海水其他化学元素的提取

海水中溶存着80多种元素，其中不少元素可以提取利用，具有重要的开发价值。据计算，每立方千米海水中含有3750×104t固体物质，其中除氯化钠约3000万t外，镁约450×104t，钾、溴、碘、钍、钼、铀等元素也不少。若把这一立方千米海水中的物质提炼出来，其价值约等于10亿美元。目前海水提溴和提镁在国外已形成产业。海水提钾、碘、铀、重水等尚处于研究阶段。我国对海水化学元素的提取都有一些研究，可以列为未来的开发产业。

1．海水提镁。镁在海中水含量很高，浓度为1300×10-6左右，次于氯和钠，居第三位。陆地上高纯度的镁矿是稀少的，缺乏陆地镁矿的一些国家，直接从海水中生产金属镁和各种镁盐。世界镁的年产量约60％是从海水中得来的。

海水中的镁主要以氯化镁和硫酸镁形式存在。海盐产量高的国家多利用制盐的苦卤生产各种镁化物。镁在航空、航天、冶金、轻工、农业等领域都有广泛的用途，国外利用海水提镁已有60多年的历史。目前炼钢工业对镁的纯度要求越来越高，甚至达到99％，这样纯的镁只有靠从海水中提取。

我国镁和镁的化合物主要从陆地镁矿中生产，只有少量氯化镁从苦卤中提取。从海水中直接提取镁和镁的化合物尚需有新的技术突破。

2．海水提溴。海水中溴的浓度较高，平均为67×10-3mL/L，地球上99％以上的溴都储存在海水里，故溴有“海洋元素”之称。

溴是一种赤褐色液体，在医疗和药品生产上应用广泛。工业上溴大量用作燃料的抗爆剂，既可降低汽油的消耗，又可防止汽油的爆炸。同时在橡胶工业、感光材料生产和精炼石油等方面也得到应用。在农业方面，溴主要用来制作熏蒸剂和杀虫剂等。

溴主要以溴化镁、溴化钠等形式存在于海水中，可利用制盐的卤水提溴，也可从海水中直接提溴。目前世界年产溴不足40×104t，海水提溴占1/3左右。

我国在海水提溴方面已用空气吹出法获得成功，先后在青岛、连云港、北海等地建设了海水提溴厂，90年代初期年生产能力为8000t，不能满足社会经济发展的需求。

3．海水提碘。碘在海水中的浓度只有0.06×10-6，属于微量元素。某些海藻可以从其周围海水中富集碘，如海带含有高达0.5％左右的碘，故以海藻为原料间接从海水中提碘较普遍。我国即主要从海带中提碘，每年约生产135t，远不够需求。由于海藻资源的限制，许多国家在研究从石油油井卤水和地下卤水中提碘，且已有成熟的技术。我国研究人员利用吸附剂直接从海水中提碘，浓集因数达1.7×105，在国际上是独创的，为我国直接从海水中提碘开辟了远景。

4．海水提钾。钾在工农业和医药卫生方面用途广泛。钾在海水中的总量是在500万亿吨以上。海水中所含钾的储量远远超过钾盐矿物储量。我国是钾资源不足的国家，至今尚未发现大储量的可溶性钾矿。目前主要是从制盐的苦卤中提取钾，每年能生产10×104t左右的氯化钾，如能突破从海水中直接提钾，则是有价值的。我国的海水提钾研究已有一定基础，以天然无机交换剂为富集剂的提钾方法，已通过千吨级的中间试验。近年来对天然氟石法提钾工艺进行改进，将原生产的氯化钾改为生产硫酸钾，开发了上万吨级的中试装置，获得成功，为大型海水提御工业化生产开辟了新路。

5．海水提铀及重水。铀裂变时能释放巨大的能量，1000g铀所含的能量约相当于2500t优质煤燃烧所释放的能量。陆地上铀的储量有限，目前有开采价值的总共不过100×104t左右。海水中铀的浓度虽不高，每升海水只含3.3μg，但铀在海水中的总量非常可观，达45×108t，相当于陆地储量的4500倍。因此世界上一些国家，特别是缺乏陆地铀矿的国家，都在进行海水提铀的研究。目前研究的提取方法有离子交换法、吸附法和生物富集法等。我国海水提铀研究在不少方面达到世界先进水平，对吸铀机理等方面的研究居世界前列。

重水也是一种巨大的能源。一吨海水中所含重水的核聚变反应，可释放出相当于256t石油燃烧所产生的能量。海水中含有丰富的重水（氘、氚等），实现从海中提取重水，海洋就能为人类提供取之不尽的能源。现在较大规模地生产重水的方法有蒸馏法，电解法、化学交换法和吸附法。海水中约有200亿t重水，它将成为21世纪的重要能源。

（三）海水资源的利用

这里所指的海水资源，专指海水中的淡水资源及海水的直接利用。由于世界淡水资源日趋短缺而海水却极为丰富，通过海水淡化工程把海水中的淡水开发出来，是未来海洋资源开发的一个重要课题。

1．海水淡化现有20多种技术方法。目前技术纯熟、经济效益较好的是蒸馏法、电渗析法和反渗透法。

电渗析技术是通过不同电性离子交换膜的单一选择透过性能，使海水中电解质盐类的离子分离，从而达到海水淡化的目的。目前世界上已建立了几十个应用电渗析法日产千吨淡水的工厂，技术上也有很多新进展。电渗析技术的应用范围也由初期单纯的水处理扩展到浓缩制盐、化工、食品的工业提纯和精制等。我国的电渗析海水淡化技术已进入了生产应用阶段，取得了较好的社会效益和经济效益，例如，西沙永兴岛电渗析海水淡化站供应的淡水，比船运淡水节约费用80％。

反渗透法是从20世纪50年代发展起来的海水淡化新技术。反渗透法使用的是半透膜。当盐水通过半透膜时，只让水分子通过，而盐不能通过。在半透膜容器内的盐水面上施加压力，当压力大于海水渗透压时，容器内的水分子即通过膜面向外渗透，从而达到淡化水的目的。反渗透淡化技术能耗小、造价低、脱盐率高，被认为是最有前途的淡化技术。我国反渗透淡化技术发展也很快，如南长山岛建设的反渗透苦咸水淡化站解决了岛上居民的大部分用水问题。

蒸馏法即通过将海水加热蒸发，再把蒸汽冷凝得到淡水。这是传统的方法，目前生产能力最大。这种技术正朝着容量大型化（日产10×104t以上）和目的多重化的方向发展，如利用淡化后的浓缩海水提取有用物质，利用发电厂余热进行海水淡化等。我国已进行了日产百吨的淡化装置试制，具备了设计和研制大、中型蒸馏淡化装置的技术能力。

我国发展海水淡化技术，应选择适合国情的技术路线。在目前比较成熟的几种淡化方法中，反渗透方法能耗最低，造价不高，脱盐效率好，使用方便，特别适用于沿海能源不足地区。我国的海水淡化技术应以反渗透法为重点。在反渗透技术和电渗析技术，大规模应用于海水和西北地区苦咸水淡化之前，可以把蒸馏淡化技术作为过渡性方法，予以适当发展，并尽量与发电厂热能的利用相结合。

2．海水直接利用。包括沿海工业冷却用水、生活用水和耐盐植物灌溉。这是海水资源开发的另一领域。据预测，2000年时美国工业用水的1/3将由海水提供。我国今后也要发展海水直接利用工程。在沿海地区，特别是在电力、冶金、化工等行业推广海水冷却方法，同时推广在生活领域中使用海水，如冲洗、除尘、消防、灌溉、印染等。目前青岛市已有20多个单位直接利用海水，年用海水量占全市工业用水量的67％，上海石化总厂每小时用海水量达100×104t，青岛、大连、天津等城市的发电、石油、化工等部门每年直接利用海水达50×108m3。

无论是海水淡化还是直接利用海水，都是资金和技术密集型事业，需要对此进行战略部署。在技术上要做好研究和储备工作；在产业发展上要进行规划论证和分阶段实施；在政策上要制订相应的措施，如在沿海工业大户中推广海水冷却等。

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