海水

海水_5分词条

(图)海水海水

海水是流动的,海水是名符其实的液体矿藏,平均每立方公里的海水中有3570万吨的化学物质,世界上已知的100多种元素中,80%可以在海水中找到。海水还是陆地上淡水的来源和气候的调节器,世界海洋每年蒸发的淡水有450万立方公里,其中90%通过降雨返回海洋,10%变为雨雪落在大地上,然后顺河流又返回海洋。海水淡化技术正在发展成为产业。有人预料,随着生态环境的恶化,人类解决水荒的最后途径很可能是对海水的淡化。

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海水 简介

       

海洋面积占地球总表面积的70.8%,海洋平均深度约3800m。海水中已发现含有80多种化学元素,总盐量为3.5%左右。海水中含有的盐类(见表)都是重要的无机盐工业资源,可以制取食盐、石膏、芒硝、、硫酸镁、氯化钾、氯化镁、碳酸镁、氧化镁等产品。海水的化学加工主要是海水综合利用和海水淡化。

海水 综合利用

       
(图)海水海水

①根据相平衡原理,将海水蒸发、浓缩或冷冻,使海水中的盐类结晶析出,如兑卤法综合利用海水的流程是先把海水经盐田日晒,分别析出石膏、食盐,冬季可析出芒硝。晒盐后的卤水称苦卤。苦卤在兑卤池中与含氯化镁为主的老卤混合,在蒸发器中蒸发,析出以氯化钠为主的高温盐。在保温沉降器中,由于温度降低,析出以硫酸镁为主的低温盐。高温盐和低温盐再经分离得氯化钠和硫酸镁。清液冷却,结晶析出光卤石KCl·MgCl2·6H2O。加水分解光卤石,精制得氯化钾,提取光卤石后的老卤中溴含量可达 0.65%~0.75%,用水蒸气蒸馏法提溴。

②在海水中直接加入化学药品,使其与海水中盐类反应生成沉淀的方法,如工业上已采用的加石灰乳从海水中沉淀出氢氧化镁制氧化镁,空气吹出法提溴等。近年来,在海水直接提钾方面做了许多研究工作,如沉淀法和离子交换法等,但因技术、经济上的原因,至今尚未工业化。

③用离子交换法或吸附法,选择性地直接提取海水中某元素。如用水合氧化钛吸附剂提取海水中的铀。

海水 海水淡化

       

工业上主要有四种方法。

①蒸馏:将海水加热汽化,再将水汽冷凝得淡水。根据所用能源、设备、流程不同主要可分太阳能蒸馏、竖管蒸馏、蒸汽压缩蒸馏、多级闪急蒸馏四种形式。其中多级闪急蒸馏法已成为目前最主要的大规模生产淡水的方法。其流程为:海水先经加热,然后引入一个压力较低的设备中,使之骤然蒸发,依次再进入压力更低的一级骤然蒸发,产生的蒸汽在海水预热管外冷凝而得淡水。

反渗透:利用膜分离设备,在膜的一侧施加大于海水渗透压的外压,则海水中的纯水将反渗透至膜另一侧的淡水中,达到盐水分离目的,20世纪80年代应用于海水淡化的半透膜主要是醋酸纤维膜和芳香族聚酰胺纤维膜。

电渗析:利用不同离子交换膜有选择地透过阴、阳离子的特性,使阴、阳离子交换膜相间排列,形成多个隔室,海水在隔室内活动,在外加直流电场作用下,使水中的阴阳离子分别向极性相反的电极迁移,使相间的隔室一为淡水,一为浓盐水,达到盐水分离的目的。

④制冷:利用海水结冰时,纯水呈冰晶析出,而盐不析出的特点,将海水制冷所得冰晶洗涤、融化得淡水。

海水 什么是咸的

       

斯堪的那维亚半岛有一个民间故事说,海水之所以总是咸的,是因为在海底有一个神仙(或魔鬼),它有一盘磨盐的磨子在不停地转动,所以海水一直是咸的。

海水是盐的“故乡”,海水中含有各种盐类,其中百分之90左右是氯化钠,也就是食盐。另外还含有氯化镁、硫酸镁、碳酸镁及含等各种元素的其他盐类。氯化镁是点豆腐用的卤水的主要成分,味道是苦的,因此,含盐类比重很大的海水喝起来就又咸又苦了。

如果把海水中的盐全部提取出来平铺在陆地上,陆地的高度可以增加153米;假如把世界海洋的水都蒸发干了,海底就会积上60米厚的盐层。

海水里这么多的盐是从哪儿来的呢?科学家们把海水和河水加以比较,研究了雨后的土壤和碎石,得知海水中的盐是由陆地上的江河通过流水带来的。当雨水降到地面,便向低处汇集,形成小河,流入江河,一部分水穿过各种地层渗人地下,然后又在其他地段冒出来,最后都流进大海。水在流动过程中,经过各种土壤和岩层,使其分解产生各种盐类物质,这些物质随水被带进大海。海水经过不断蒸发,盐的浓度就越来越高,而海洋的形成经过了几十万年,海水中含有这么多的盐也就不奇怪了。

海水 为何是蓝色

       
(图)海水海水

选择吸收是物体呈现颜色的主要原因。在一定的波长范围内,若物质对通过它的各种波长的光都作等量(指能量)吸收,且吸收量很小,则称这种物质为一般吸收;若物质吸收某种波长的光能比较显著,则称这种物质具有选择吸收性。

太阳光照射到海面时,一部分光被反射回来,另一部分光折射进入水中。进入水中的光线在传播过程中会被水吸收。水对光的吸收与光的波长有关,即水具有选择吸收性。水对波长较长的光吸收显著,对波长较短的吸收不明显。红光、橙光和黄光在不同的深度时均被吸收了,并使海水的温度升高。到一定的深度绿光也被吸收了。而波长较短的蓝光和紫光遇到水分子或其他微粒会四面散开,或反射回来。所以当海水明净清澈时,目光中被海水吸收最少的蓝光和紫光就反射和散射到我们眼里,我们看见的大海就呈现出蓝色。

人们自然会提出这样一个问题,紫光波长最短,散射和反射应当最强烈,为什么海水不带紫色呢?实验表明,人眼对紫光很不敏感,因此对海水反射的紫光视而不见。所以海水不呈现紫色,完全是因为人眼没有如实反映情况的缘故。 海水的颜色主要是由海水的光学性质,即海水对太阳光线的吸收、反射和散射造成的。我们知道:太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光复合而成,七色光波长长短不一,从红光到紫光,波长由长渐短,其中波长长的红光、橙光、黄光穿透能力强,最易被水分子所吸收。波长较短的蓝光、紫光穿透能力弱,遇到纯净海水时,最易被散射和反射。又由于人们眼睛对紫光很不敏感,往往视而不见,而对蓝光比较敏感。于是,我们所见到的海洋就呈现出一片蔚蓝色或深蓝色了。如果打一桶海水放在碗中,则海水和普通水一样,是无色透明的。其实海水看上去也不全是蓝色的,而是有红、黄、白、黑等等,五彩缤纷。因为海水颜色除了受以上因素影响外,还会受到海水中的悬浮物质、海水的深度、云层等其他因素的影响。如我国的黄海,看上去一片黄绿,这是因为古代黄河夹带的大量泥沙将海水“染黄”了。虽然现在黄河改道流入渤海,但黄海北部有宽阔的渤海海峡与之相通,加之它还有淮河等河水注入,故海面仍呈浅黄色。

亚非两洲之间的红海,因其水温很高,海里生长着一种水藻,大批死亡后呈红褐色,将海水染成红色。红海由此而得名。

而黑海,由于多瑙河、顿河、第聂伯河等河水的注入,表层密度很小,深层受地中海高盐度海水影响,密度很大。这样,上层密度小,下层密度大,且差异很大,上下层水体难以交换。黑海与地中海之间也仅有 一又窄又浅的土耳其海峡相通,使得它们之间海水也难以大量交换。这样,黑海下层海水长期处于缺氧环境,上层海水中生物分泌的秽物和各种动植物死亡后沉到深处腐烂发臭,大量污泥浊水,使海水变黑了。

北冰洋深入俄罗斯北部的白海,则是因为它的纬度较高,终年寒冷,冰雪茫茫,加之有机物含量少,海水呈现出一片白色,故名白海。

海水 密度

       
是指单位体积内所含海水的质量,其单位是g/cm3,但习惯上使用的密度是指海水的比重,即是指一个大气压下,海水的密度与水温在3.98℃时蒸馏水密度之比。因此在数值上密度和比重是相等的。海水的密度状况,是决定海流运动的最重要因子之一。

海水 为何不能饮用

       

海水中含有大量盐类和多种元素,其中许多元素是人体所需要的。但海水中各种物质浓度太高,远远超过饮用水卫生标准,如果大量饮用,会导致某些元素过量进入人体,影响人体正常的生理功能,严重的还会引起中毒。

如果喝了海水,可以采取大量饮用淡水的办法补救。大量淡水可以稀释人体摄入过多的矿物质和元素,将其通过汗液排出体外。

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。这是为什么呢?原来,人体为了要排出100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,最後造成死亡。

海水经过淡化处理後是可以饮用的。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。蒸馏法是日前应用最多的方法,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。

在用蒸馏法制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。

海水 应用

       

海水制食盐

中国海盐生产发展很快,现在沿海11个省、自治区、直辖市都有盐田,盐田面积比建国初期有了大幅度增长。所生产的海盐质量也不断提高,品种越来越多。除原盐外,已投入批量生产的有洗涤盐、粉碎洗涤盐、精制盐、加碘盐、餐桌盐、肠衣盐蛋黄盐和滩晒细盐,并在试制调味盐、饲畜用盐砖等。

海水变肥料

钾元素在海水中占第六位,共有600万亿吨。氯化钾,是我们从海水中提取的肥料。钾肥肥效快,易被植物吸收,不易流失。钾肥能使农作物茎秆长得强壮,防止倒伏,促进开花结实,增强抗寒、抗病虫害能力。海水中提钾主要用来制造钾肥。此外,钾在工业上可用于制造含钾玻璃,这种玻璃不易受化学药品腐蚀,常用于制造化学仪器和装饰品。钾还可以制造软皂,可用作洗涤剂。钾铝矾(明矾)可用作净水剂。

海水提溴

茫茫大海是化学元素溴的“故乡”,地球上99%以上的溴都在海水中,可谓源源溴素海中来。海水中溴含量约为65毫克/升,总量达100万亿吨。

中国1967年开始用“空气吹出法”进行海水直接提溴,1968年获得成功。现在青岛、连云港、广西的北海等地相继建立了提溴工厂,进行试验生产。“树脂吸附法”海水提溴也于1972年试验成功。

海水 人造海水

       

3000平方米的厂房里,安放着16个呈圆柱状、每个直径5.5米的玻璃缸,一条条青石斑鱼在缸内深约1.3米的“海水”中欢快地游着……经多次试验,绍兴市鸿港农业开发有限公司青石斑鱼工厂化循环水淡化养殖项目获得成功,结束了我省淡水地区不能养殖海鱼的历史。

玻璃缸内的“海水”是高科技产品,每6小时循环一次;每个缸都设置了传温、制冷系统,无论冬天还是夏天,缸内“海水”的温度始终保持在18℃至28℃之间。缸内青石斑鱼实现高密度养殖,每个玻璃缸一般养殖80至100条青石斑鱼,缸里“海水”实行24小时增氧。

这一个个玻璃缸,就是一个个高科技养殖海鱼的实验室。目前,“鸿港农业”16个玻璃缸可养殖青石斑鱼1.25万公斤,年新增产值190万元,实现利润70万元。

绍兴一位资深渔业专家告诉记者:“该项目的养殖成功,为绍兴市优化养殖品种,发展节水渔业提供了示范样板。”

青石斑鱼是高档海产品,以前只能在深海里生活与养殖。“鸿港农业”依托中国水产科学研究院下属黄海水产研究所的技术力量,投资120多万元,建成3000平方米封闭式循环养殖厂房、120平方米净化检测及加温管理用房、封闭式洁净动力水内循环养殖系统8套,破解了淡水地区不能养殖海鱼的难题。

海水 参考资料

       

[1] 《教学参考资料》 初中物理第一册

[2] 中国海洋信息 http://www.coi.gov.cn/hyzy/bgdhyzy/200711/t20071101_1559.htm

[3] 浙江在线 http://zjnews.zjol.com.cn/05zjnews/system/2009/06/21/015607056.shtml

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