海洋環境化學

海洋化學的一個分支學科。除對海洋物質的性質、分佈、組成等進行研究外，另一方面，海洋環境化學又從保護海洋自然生態和人體健康的角度出發，將海洋化學與 海洋生物學、水文地質等進行綜合，逐漸發展了新的研究方法、手段、觀點和理論，因而它又是環境科學的一個重要組成部分。概括地説，海洋環境化學是研究化學污染物在海洋環境中的化學運動規律及其防治的科學。即它主要是運用海洋化學的理論和方法，監測化學污染物在海水、海洋生物及海洋沉積物中的含量；研究它們在海洋環境中存在形式及其遷移轉化和歸宿的規律，以及對環境的影響；研究預防和消除化學污染物的化學技術及原理。 ^[1] 

海洋環境化學的內容歸納為三個方面：

■海洋環境污染物的分析監測；

■海洋環境污染的化學機理；

■應用化學方法、物理化學方法和生物化學方法等防治海洋污染的有關技術中所涉及的化學原理。其研究領域中有時還旁及化學污染物對海洋生態產生毒性的化學機理。 ^[1] 

1、海洋資源的開發利用

① 海洋石油及其化工：海洋石油和天然氣儲量佔世界油氣總量的25%和20%，無論從儲量估計和開發趨勢看，海洋油氣資源的開發具有重要戰略意義。

② 海鹽工業和海水綜合利用：食鹽、碳酸鈉、氯化鉀、氯化鎂、金屬鎂、溴及其精細化工。

③ 海洋礦物：世界洋底廣泛分佈着多金屬礦物，富含Co、Ni、Cu、Zn、Pb等貴重金屬，美國、德國、英國、日本、澳大利亞、印度、中國等為這些礦物的調查與開發進行了大量工作。

2、海洋環境問題

① 海洋環境的化學污染：石油污染、重金屬污染、有機污染等。

② 海洋生態環境問題：海洋酸化、赤潮頻發、生物種類的滅絕等。

③ 海洋在氣候變化中的作用：海洋對温室氣體的吸收及其機理等。 ^[1] 

早期發展

■1670年R. Boyle（玻義耳）出版Observations andExperiment on the Saltnessof the Sea。

■1772年A. Lavoisier（拉瓦錫）測定並首次發表海鹽組成結果。

■1784年T.O. Bergman用沉澱稱重法測定海鹽成分。

■1819－1822年A. Marcet測定海水成分（14個水樣，5種成分）提出“世界海水含有相同成分，相互之間有接近相同的比例”（Marcet原理）。

■1843－1865年J.G. Forchhammer分析了上百個海水樣品，測定了多種組分（主要成分、氨、H2S等）。使用了“鹽度（salinity）”概念。

■1873－1876年Challenger（英）環球航行。

20世紀前期的發展

■1899年M. Knudsen建立了氯度測定法。1902年由Forch、Knudsen和Sørensen定義了鹽度和氯度，給出了鹽度－氯度關係式。

■海洋調查觀測：

1925－1927Meteor（德）南大西洋調查；

1947－1958信天翁（瑞士）赤道太平洋（放射性同位素測定沉積速率和年代）；

1940－1958勇士（蘇）太平洋調查；

1957－1958國際地球物理年，67個國家參加70餘船進行世界範圍的聯合調查；

1958－1960中國海洋綜合普查。

■海水化學研究：

二氧化碳系統（例如Bergman, 1788; Harmberg, 1885; Fox,1909; Buchet al., 1917, 1932, 1951）；

營養鹽（例如1955年H.W. Harvey出版The chemistry andfertility of Sea Water。）；

■海洋化學理論研究：

L.G. Sillen(1959)，海水物理化學；

R.M. Garrels(1961)，海水化學模型；

E.D. Goldberg (1958)， “穩態原理”研究海水中元素逗留時間；

W.S. Broecker(1970s)，箱式模型；

20世紀50年代以來的發展

■海洋科學國際研究計劃：

國際海洋十年調查規劃(IDOE, 1971－1980)；

地球化學海洋剖面研究(GEOSECS，1971－1980)：大西洋121站，太平洋147站。研究目標：海洋環流、污染物質稀釋擴散能力、營養鹽及成分循環速率。

深海鑽探(DSDP，1968－1983)；

大洋鑽探(ODP，1985－1995)；

國際全球大氣化學計劃（IGAC）；

全球海洋真光層計劃(GOEZS)；

熱帶海洋與全球大氣研究(TOGA)；

全球海洋生態動力學研究(GLOBEC)；

全球海洋觀測系統(GOOS)；

綜合海洋生物地球化學與生態系統(IMBER)。

■1990s-今，重點關注海洋碳循環及其調控機制，探索海洋對全球氣候變化的響應與反饋已實施的國際合作計劃包括：

“全球海洋通量聯合研究”（JGOFS）；

“海岸帶海陸相互作用”（LOICZ）；

“全球變化研究計劃”（IGBP）；

■正在實施的：

“上層海洋-低層大氣相互作用研究”（SOLAS）；

“海洋痕量元素與同位素的生物地球化學循環研究”（GEOTRACES）等。 ^[1]