海水為什么是咸的-海水是咸的真正原因
海水是名符其實的液體礦藏,平均每立方公里的海水中有3570萬噸的礦物質,而且是咸的。以下是由陽光網小編整理關于海水是咸的原因,希望大家喜歡!
海水是咸的原因
海水是鹽的“故鄉”,海水中含有各種鹽類,其中百分之90左右是氯化鈉,也就是食鹽。另外還含有氯化鎂、硫酸鎂、碳酸鎂及含鉀、碘、鈉、溴等各種元素的其他鹽類。氯化鎂是點豆腐用的鹵水的主要成分,味道是苦的,因此,含鹽類比重很大的海水喝起來就又咸又苦了。
如果把海水中的鹽全部提取出來平鋪在陸地上,陸地的高度可以增加153米;假如把世界海洋的水都蒸發干了,海底就會積上60米厚的鹽層。
海水里這么多的鹽是從哪兒來的呢?科學家們把海水和河水加以比較,研究了雨后的土壤和碎石,得知海水中的鹽是由陸地上的江河通過流水帶來的。當雨水降到地面,便向低處匯集,形成小河,流入江河,一部分水穿過各種地層滲人地下,然后又在其他地段冒出來,最后都流進大海。水在流動過程中,經過各種土壤和巖層,使其分解產生各種鹽類物質,這些物質隨水被帶進大海。海水經過不斷蒸發,鹽的濃度就越來越高,而海洋的形成經過了幾十萬年,海水中含有這么多的鹽也就不奇怪了。
海水的來源
起初,科學家們堅信,海水是地球固有的。它們開始以結構水、結晶水等形式貯存在礦物和巖石之中。以后,隨著地球的不斷演化,它們便從礦物、巖石中釋放出來,成為海水的來源。然而,一些科學家卻有不同看法。他們認為,這些“初生水”就是從地面滲入的。近代興起的天體地質研究表明,在地球的近鄰中,無論是距太陽最近的金星、水星,還是距太陽更遠一些的火星,都是貧水的,惟有地球得天獨厚,擁有如此大量的水。所有這些,都讓科學家倍感奇怪,紛紛探討地球水的真正來源。其實,所有這些觀點還都是猜測,離真正揭開地球水源之謎的日子還很遙遠。
隨著海洋化學的發展,人們逐漸認識了海水,已經確定海水含有80多種元素。這些元素在海水中的含量差別很大。
根據其含量的多少,大體上分為三類:每升海水中含有100毫克以上的常量元素;含有1毫克-100毫克的微量元素;含有1毫克以下的痕量元素。
海水的作用
海水制食鹽
我國海鹽生產發展很快,沿海11個省、自治區、直轄市都有鹽田,鹽田面積比建國初期有了大幅度增長。所生產的海鹽質量也不斷提高,品種越來越多。除原鹽外,已投入批量生產的有洗滌鹽、粉碎洗滌鹽、精制鹽、加碘鹽、餐桌鹽、腸衣鹽、蛋黃鹽和灘曬細鹽,并在試制調味鹽、飼畜用鹽磚等。
海水變肥料
鉀元素在海水中占第六位,共有600萬億噸。氯化鉀,是我們從海水中提取的肥料。鉀肥肥效快,易被植物吸收,不易流失。鉀肥能使農作物莖稈長得強壯,防止倒伏,促進開花結實,增強抗寒、抗病蟲害能力。海水中提鉀主要用來制造鉀肥。此外,鉀在工業上可用于制造含鉀玻璃,這種玻璃不易受化學藥品腐蝕,常用于制造化學儀器和裝飾品。鉀還可以制造軟皂,可用作洗滌劑。鉀鋁礬(明礬)可用作凈水劑。
海水提溴
茫茫大海是化學元素溴的“故鄉”,地球上99%以上的溴都在海水中,可謂源源溴素海中來。海水中溴含量約為65毫克/升,總量達100萬億噸。
我國1967年開始用“空氣吹出法”進行海水直接提溴,1968年獲得成功。青島、連云港、廣西的北海等地相繼建立了提溴工廠,進行試驗生產。“樹脂吸附法”海水提溴也于1972年試驗成功。
淡化的能源
慮到地球海洋中蘊含的廣袤水資源,通過淡化海水也只能滿足人類飲用水總需求的不到0.5%。人類每年需要新鮮淡水總量960立方英里(4000立方公里),總體上地表的淡水足夠滿足需要。但是卻存在區域性的飲水匱乏問題。因此,為什么我們不通過淡化更多的海水來緩解用水短缺和因用水發生的沖突?
問題在于,淡化海水需要大量的能源。鹽分在水里融化非常容易,形成的.化學鍵很難將之斷開。能源和海水淡化技術都是非常昂貴的,這意味著淡化海水將是費用昂貴的技術途徑。
實際上,要對海水淡化產生的費用進行估算卻也不太容易--這個數字與所在地區、勞動力價格、能源費用、土地成本、金融融資成本密切相關,甚至與海水中含鹽分也相關。淡化1立方米(264加侖)海水的成本從1美元以下到2美元以上都有可能。
而如果從江河或者地下采水,所需費用會直線下滑到10-20%,農夫通常在用水上所費甚少。
這意味著用當地的淡水總是比海水淡化要便宜的多。雖然從趨勢上看,價格之間的差距在不斷減小。比如,通過尋找新水源或者筑壩來滿足類似加州這種地方的飲用水需求,每立方米的成本相當于海水淡化成本的60%。
遺憾的是有時候這種傳統的獲取飲用水的辦法不再有效。而且,獲取水源的費用也在不斷上升,以至于加州這種地方開始嚴肅考慮是否通過淡化海水來獲取飲用水,而類似佛羅里達州Tampa這種地方已經決定建造全美最大的海水淡化廠了。
國際海水淡化協會提供的數據表明,2007年全球有大約13000座海水淡化廠在工作。這些工廠每天的產出大約147億加侖(556億升)可飲用的淡水。大部分工廠都分布在沙特這種水比油貴的地方。
能源在淡化海水技術中的作用
有兩種辦法來斷裂海水中的鹽水化學鍵:熱提溜方法和薄膜滲透方法。熱提溜方法需要熱量:把海水煮沸,水分蒸發留下鹽分,然后將水蒸氣冷卻獲得液態淡水。
使用最普遍的薄膜滲透方法稱為反滲透法。用半透膜將海水里面的水分和鹽分分開。因為這種技術比提溜法便宜,因此大多數的淡化廠都采用這種方法,比如Tampa的淡化廠就是采用反滲透法淡化海水。
需要注意的是,淡化海水也會產生環境成本。海洋生物隨著海水進入淡化廠后將被消滅殆盡,一些海洋生物比如小魚和浮游生物被消滅后會擾亂海洋里的食物鏈。另外,海水淡化產生的高純度鹽分如何處理也是個頭疼的問題。如果把這些高含鹽的廢水排入大海,那么本地的水生作物會受到嚴重傷害。處理這些環保問題難度不大,但是會增加淡化成本。
即便存在著經濟和環保上的種種問題,但如今人類耗盡其他水源的形勢下,海水淡化開始展現出吸引人的優勢。人類已經過度開采地表水,大地上遍布各種超出經濟和環境所能承受的大小水壩,只要是可資利用的江河,人類都將之堵塞。
雖然在有效合理利用現有水源上還有許多工作需要做,但是隨著世界人口的增長和水供應的縮減,海水淡化會越來越受到人們的青睞。
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