2024年度第一节海洋化学资源

第一节海洋化学资源12024/3/24目录contents海洋化学资源概述海水淡化技术海洋盐类资源海洋能源利用海洋药物资源海洋环境保护与可持续发展22024/3/2401海洋化学资源概述32024/3/24海洋化学资源是指海水中所含有的大量化学物质，包括常量元素、微量元素、溶解气体、有机物和海水中的悬浮颗粒等。定义根据化学性质和用途，海洋化学资源可分为盐类资源、溴资源、镁资源、碘资源、钾资源、铀资源和重水资源等。分类定义与分类42024/3/24海洋化学资源分布广泛，几乎遍布全球各海域。不同海域的化学资源种类和含量有所不同，受地理位置、气候、洋流等多种因素影响。分布海洋是地球上最大的化学资源库，其储量巨大。以盐类资源为例，海水中含有的氯化钠总量约为4亿亿吨，可供人类使用数千年。其他如溴、镁、碘等元素的储量也相当丰富。储量分布与储量52024/3/24其他资源碘、钾、铀等资源的开发利用尚处于初级阶段，但随着科技的进步和需求的增长，这些资源的开发潜力巨大。盐类资源海盐是人类最早开发利用的海洋化学资源之一。目前，全球海盐产量已达数千万吨，广泛用于化工、食品、医药等领域。溴资源溴及其化合物在医药、农药、染料等方面有广泛应用。目前，从海水中提取溴的技术已相当成熟，全球溴产量逐年增长。镁资源镁及其合金具有轻质、高强、耐腐蚀等优点，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。从海水中提取镁的技术正在不断发展完善。开发利用现状62024/3/2402海水淡化技术72024/3/24多级闪蒸将海水加热至一定温度后引入到一个压力低于海水蒸汽化压力的闪蒸室内，部分海水迅速汽化，冷凝后得到淡水。多效蒸发将加热蒸汽引入第一效蒸发器，与海水换热后冷凝成淡水。蒸发后的海水进入第二效蒸发器，再次与加热蒸汽换热，如此重复多次，得到多倍于加热蒸汽量的淡水。蒸馏法82024/3/24反渗透法利用半透膜的选择性，在海水一侧施加比海水渗透压高的外压，使海水中的水分透过半透膜进入淡水一侧，从而实现海水的淡化。电渗析法在外加直流电场作用下，利用离子交换膜的选择透过性，使海水中的阴、阳离子分别通过阴、阳离子交换膜向相反方向迁移，从而使电解质离子从海水中分离出来。膜分离法92024/3/24冷冻法通过冷冻海水使之结冰，在液态海水变成固态冰的同时，将盐分从海水中分离出来。冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端，其中蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢，而所得到的淡水却并不多。露点蒸发法露点蒸发淡化技术是一种新的苦咸水和海水淡化方法。它较之热法具有能耗低、腐蚀、结垢轻、易维护、设备可小型化等优点；较之膜法具有投资低、操作简便、灵活性大以及淡水水质高等优点。因此，这种技术有一定的应用前景。其他淡化技术102024/3/2403海洋盐类资源112024/3/24食盐是海洋中最丰富的盐类资源之一，主要从海水中提取。它是人类生活中必不可少的调味品，也是重要的工业原料。工业用盐主要用于化工、印染、制革、制药等工业生产中。它可以作为碱性或酸性染料的媒染剂，也可以用于制造氯气、漂白粉等化工产品。食盐与工业用盐工业用盐食盐122024/3/24镁盐与钾盐镁盐海洋中含有丰富的镁元素，主要以氯化镁和硫酸镁的形式存在。镁盐在冶金、化工、建材等领域有广泛应用，如制造耐火材料、陶瓷、玻璃等。钾盐钾是植物生长所必需的元素之一，海洋中的钾元素主要以氯化钾的形式存在。钾盐在农业上用作钾肥，可以提高作物的产量和品质。132024/3/24溴是一种重要的化工原料，在医药、农药、染料等领域有广泛应用。海洋中的溴元素主要以溴化物的形式存在，可以从海水中提取溴素。溴素碘是人体必需的微量元素之一，对甲状腺功能有重要作用。海洋中的碘元素主要以碘化物的形式存在，可以从海水中提取碘素用于医药和食品工业。碘素溴素与碘素142024/3/2404海洋能源利用152024/3/24利用月球和太阳引力引起的潮汐现象，使海水产生周期性涨落，进而驱动水轮机发电。潮汐能原理潮汐能发电站类型潮汐能发电的优势包括单库单向、单库双向、双库单向等类型，根据地形和潮汐特征选择合适的类型。潮汐能是一种可再生能源，不消耗燃料，不污染环境，且可预测性强，适合作为基荷电源。030201潮汐能发电162024/3/24利用海浪的上下起伏和前后移动所产生的动能和势能，通过特定的装置转换成机械能，再驱动发电机发电。海浪能原理包括振荡水柱式、摆式、筏式等类型，根据海况和装置特性选择合适的类型。海浪能发电装置类型海浪能分布广泛，储量巨大，且能量密度高，利用前景广阔。同时，海浪能发电装置可与海洋观测、海洋牧场等结合，实现多功能利用。海浪能发电的优势海浪能发电172024/3/24利用海洋表层与深层之间的水温差异所产生的热能，通过热交换器将热能转换成机械能，再驱动发电机发电。海温能原理包括开环式、闭环式和混合式等类型，根据海域特征和技术经济条件选择合适的类型。海温能利用方式海温能是一种清洁能源，不产生污染物和温室气体排放。同时，海温能利用可与海洋养殖、海水淡化等产业相结合，实现综合效益。海温能利用的优势海温能利用182024/3/2405海洋药物资源192024/3/24包括溶剂提取、超声波提取、微波提取等，用于从海洋生物中获取具有药理活性的化合物。提取方法采用色谱技术（如液相色谱、气相色谱等）对提取物进行分离纯化，得到单一化合物或组分。分离纯化利用质谱、核磁共振等波谱技术对分离得到的化合物进行结构鉴定，确定其化学结构。结构鉴定海洋生物活性物质提取202024/3/2403新药研发基于海洋生物活性物质或已知海洋药物，开展新药研发工作，包括药效学评价、药代动力学研究等。01合成方法通过化学合成或半合成方法，制备具有特定药理活性的海洋药物或其类似物。02结构优化对已知海洋药物进行结构修饰或优化，以提高其药效、降低毒性或改善药代动力学性质。海洋药物合成与半合成212024/3/24123根据海洋药物的理化性质和药理作用特点，选择合适的剂型，如片剂、胶囊剂、注射剂等。剂型选择研究海洋药物的制剂工艺，包括原料处理、辅料选择、制备工艺等，以确保制剂的质量和稳定性。制剂工艺建立海洋药物制剂的质量控制标准和方法，包括含量测定、杂质检查、微生物限度等，确保制剂的安全性和有效性。质量控制海洋药物制剂研究222024/3/2406海洋环境保护与可持续发展232024/3/24石油泄漏频繁发生的石油泄漏事件对海洋生态系统造成严重破坏，影响海洋生物生存。有毒化学物质排放工业废水、农药和重金属等有毒化学物质排入海洋，对海洋环境产生长期负面影响。塑料垃圾污染塑料制品在海洋中大量积累，对海洋生物造成威胁，并通过食物链影响人类健康。海洋污染现状与危害242024/3/24建立完善的海洋环境保护法规01通过立法手段，限制污染物的排放，加强对污染行为的惩罚力度。推广清洁生产技术02鼓励企业采用环保技术，减少生产过程中的污染物排放。加强海洋环境监测和预警03建立完善的海洋环境监测网络，及时发现并应对污染事件。海洋环境保护措施252024/3/24合理开发利用海洋化学资源在保护海洋环境的前提下，科学合理地开发利用海洋