我们能从海水得到什么
在我们生活的地球上,71%面积覆盖着海水,从人们开始认知海洋以来,一直在利用着海洋,全球的水量有约97%是海水。那海水有到底有什么呢?
海水的成分是很复杂的。
其实海水中还有很多种化学成分,人类已经发现或人工制造的元素109种,,在海水中可以找到80多种,在海水中化学元素的含量差别很大。除氢(H)和氧(O)外,还有氯(Cl)、钠(Na)、镁(Mg)、硫(S)、钙(Ca)、钾(K)、溴(Br)、碳(C)、锶(Sr)、硼(B)、氟(F)、铁、钼、钾、铀、碘、金、银、和镉等元素。
每升海水中含量在100毫克以上的元素,一般称为:“常量元素”。如:氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴、碳、锶、硼、氟共11种。
每升海水中含量在 1 毫克以上的元素,一般称为“主要元素”。如:铁、钼、钾、铀、碘等。
每升海水中含量在 1 毫克以下的元素,叫“微量元素”或叫“痕量元素”。如:金、银、和镉等。
和我们关系密切的重要元素
氯和钠:我们大家都知道,海水中含有海盐,海盐是烹饪中最主要的调味剂,它的主要成分是氯化钠。
以海盐为原料,还能生产出上万种不同用途的产品,例如烧碱(NaOH)、氯气、氢气和金属钠等,凡是用到氯和钠的产品几乎都离不开海盐。
钾:难以提取的钾是植物生长发育所必须的一种重要元素,它也是海洋宝库馈赠给人类的又一种宝物。海水中蕴藏着极其丰富的钾盐资源,据计算总储量达5×1013吨,但是由于钾的溶解性低,在1升海水中仅能提取380毫克钾。而且,钾与钠离子、镁离子和钙离子共存,分离较困难;
溴:溴是一种贵重的药品原料,可以生产许多消毒药品。例如大家熟悉的红药水就是溴与汞的有机化合物,溴还可以制成熏蒸剂、杀虫剂、抗爆剂等。地球上99%以上的溴都蕴藏在汪洋大海中,故溴还有“海洋元素”的美称。据计算,海水中的溴含量约65毫克/升,整个大洋水体的溴储量可达1×1014吨。
镁:镁不仅大量用于火箭、导弹和飞机制造业,它还可以用于钢铁工业。近年来镁还作为新型无机阻燃剂,用于多种热塑性树脂和橡胶制品的提取加工。另外,镁还是组成叶绿素的主要元素,可以促进作物对磷的吸收。镁在海水中的含量仅次于氯和钠,总储量约为1.8×1015吨。全世界镁砂的总产量为7.6×106吨/年,其中约有2.6×106吨是从海水中提取的。
微量元素中有很多能源
海洋为我们提供各种各样的能源,除了波浪发电,风力发电、洋流发电、温差发电等
海洋中也蕴藏着丰富的能源元素
铀:铀是高能量的核燃料,1千克铀可供利用的能量相当于2250吨优质煤。然而陆地上铀矿的分布极不均匀,全世界的铀矿总储量也不过2×106吨左右。但是,在巨大的海水水体中,含有丰富的铀矿资源,总量超过4×109吨,约相当于陆地总储量的2000倍。
从上世纪60年代起,世界各国先后着手从海水中提取铀的工作,并且逐渐建立了多种方法提取海水中的铀。日本已建成年产10千克铀的中试工厂,一些沿海国家亦计划建造百吨级或千吨级铀工业规模的海水提铀厂。如果将来海水中的铀能全部提取出来,所含的裂变能相当于1×1016吨优质煤,比地球上目前已探明的全部煤炭储量还多1000倍。
“能源金属”锂是用于制造氢弹的重要原料。海洋中每升海水含锂15~20毫克,海水中锂总储量约为2.5×1011吨。随着受控核聚变技术的发展,同位素锂6聚变释放的巨大能量最终将和平服务于人类。锂还是理想的电池原料,随着电子产品大面积应用,差不多我们每个人身边都有很多锂电池电源,锂的合金材料在航天工业中也占有重要位置。此外,锂在化工、玻璃、电子、陶瓷等领域的应用也有较大发展。因此,全世界对锂的需求量正以每年7%~11%速度增加。目前,主要是采用蒸发结晶法、沉淀法、溶剂萃取法及离子交换法从卤水中提取锂。
重水也是原子能反应堆的减速剂和传热介质,也是制造氢弹的原料,海水中含有2×1014吨重水,如果人类一直致力的受控热核聚变的研究得以解决,从海水中大规模提取重水一旦实现,海洋就能为人类提供取之不尽、用之不竭的能源。
合理利用海洋
我们从海洋中能得到很多东西,化学元素之外,还可以得到能源、各类丰富医药资源,在陆地上稀有的矿物资源。
我们要在利用海洋的同时保护好海洋环境,合理开发利用海洋,为我们的子孙后代留下一片蓝色的美丽的海洋。
“中国科学技术馆 钟刚”
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