海水为什么是蓝色的

海水在流动，人类可利用的水量没有限制。海水是真正的液态矿藏，平均每立方千米海水含矿物质3570万吨。目前，世界上已知的100多种元素中，80%可以在海水中找到。海水也是陆地上淡水的来源，是气候的调节器。世界海洋每年蒸发450万立方公里的淡水，其中90%通过降雨回到海洋，10%变成雨雪，然后沿着河流回到海洋。海水淡化技术正在发展成为一个产业。据预测，随着生态环境的恶化，人类解决缺水的最后途径很可能是淡化海水。

海水是一种非常复杂的多组分水溶液。海水中的各种元素以一定的物理化学形式存在。铜在海水中以络合物的形式存在，大部分以有机络合物的形式存在。只有一小部分游离离子以二价阳离子的形式存在，大部分以负离子复合物的形式出现。因此，游离铜离子只占总溶解铜的一小部分。海水富含钠，但其化学行为非常简单，几乎全部以Na离子的形式存在。

海水中溶解的有机物非常复杂，主要称为“海洋腐殖质”。其性质类似于土壤中植被分解产生的腐殖酸和富敏酸。海洋腐殖质的分子结构尚未完全确定，但它能与金属形成牢固的络合物。

1.主要成分(大量和常量元素):海水中浓度大于1106mg/kg的成分。分子形式有Na、k、Ca2、Mg2、Sr2五种阳离子，Clˉ、SO42ˉ、Brˉ、HCO3ˉ(CO32ˉ)和Fˉ、H3BO3五种阴离子，占海水盐度的99.9%。所以叫主成分。

由于这些成分在海水中含量丰富，各成分的浓度比近似恒定，生物活动和总盐度变化对其影响不大，故称之为保守元素。

海水中的硅含量有时超过1毫克/千克，但由于其浓度受生物活动影响很大，性质不稳定，属于非保守元素，所以硅不包括在主要成分的讨论中。

2.溶解在海水中的气体成分，如氧气、氮气和惰性气体。

3.营养元素(营养素和生物元素):主要与海洋植物的生长有关，通常指N、P、Si等。海水中这些元素的含量往往受到植物活动的影响。当含量很低时，就会限制植物的正常生长，所以这些元素对生物体意义重大。

4.微量元素：海水中含量低，但不属于营养元素的。

5.海水中的有机物：如氨基酸、腐殖质、叶绿素等。

海水中溶解有各种各样的盐，海水中盐的来源是一个复杂的问题，它与地球的起源、海洋的形成和演化有关。一般认为盐主要来自地壳岩石风化产物和火山喷出物。此外，世界各地的河流每年向海洋输送5.51015g的溶解盐，也是海水盐分的来源之一。从其来源来看，海水似乎应该包含了地球上所有的元素，但由于分析水平的限制，目前只确定了80种元素。下表列出了一些重要元素。

海水中最重要的溶解元素的化学形式和浓度

表中浓度较高的成分基本代表其在海水中的平均浓度，而一些含量较低的成分由于测定困难而难以代表其平均浓度。许多有趣的金属在海水中含量极低，只能通过使用敏感的测试仪器和技术，避免样品收集和分析过程中的污染来确定。

污水、废渣、废油、化学品源源不断地流入大海。在很多海域，倾倒混有石油的污水是违法的，但这种事情还是时有发生，真正的石油灾难发生在巨型油轮泄漏或沉没的时候。现在，我们试图用化学物质来沉淀水中的油，以去除油。

向海洋倾倒化学和放射性废物已经持续了许多年。容器总有一天会被腐蚀，有害物质会进入海水。我们对深水和地表水的循环不太了解，过程可能比我们之前想象的要快。

因此，有害物质会扩散到生物活动的水层。

海洋中主要溶解成分的氯比基本不变。但是，由于上述原因，氯比会发生变化，主要如下：

(1)生物影响。上层海水中的生物在生长繁殖过程中，吸收溶解的Ca2、Sr2等成分，其残渣在下沉分解过程中逐渐向水中释放Ca2、Sr2，其循环类似于海水养分的循环。因此，深层和中层水中Ca2和Sr2的氯比大于表层水。

径流的影响。河水的溶解成分和含量与海水不同。例如：

海水中溶解成分的含量：

Na Mg2 Ca2

氯-硫-HCO(包括一氧化碳)

全球河水中溶解成分的平均含量：

钙钠镁

HCO……(包括CO-)SO……-Cl-因此，河口区海水受河水影响，溶解组分氯比发生变化，尤其是低盐海水。在这些地区的海水中，钙、硫和HCO的氯比例通常相对较高。

结冰和融化的影响。当海水在高纬度海域结冰时，Na SO7会进入冰晶，因此冻结海水的氯比降低。融化的冰则相反。

溶解氧的影响。在缺氧或厌氧海域，由于硫酸盐还原菌的滋生，一些SO-可以被还原到H2S，从而降低了SO-的氯比。比如黑海的表层水，SO-的氯比是0.1400，但在2000米深度的水层中降低到0.1361。

海底温泉的影响。在海底断裂带的裂缝处，往往有含盐量较高的海底温泉。比如红海盆地中心区2000米深度的温泉，水温45 ~ 48C，盐度255 ~ 326，使得附近海水中溶解成分的氯比与普通海水有很大不同。

我国沿海水域主要溶解成分的氯比与海洋水域基本相同。海水的主要溶解成分不仅以游离离子的形式存在，而且由于缔合形成各种离子对，从而影响海水的化学和物理性质。比如CaCO3在海水中溶解度高，硫酸镁对声波有很强的吸收作用。这方面的研究工作主要是确定各种离子对的缔合常数，计算主要溶解组分存在形式的分配比模型(见《海洋物理化学》)。

邓宇90年代的发明，《美国化学文摘》

水是生命之源。不久前，人类还沉迷于神话，在那里，淡水是大自然赐予的取之不尽的礼物。然而，工业化的蓬勃发展和人口的迅速增长无情地粉碎了这个神话。淡水危机比粮食危机和石油危机更具威胁性。解决淡水资源问题已经提到了人类的议事日程上。在这种背景下，将海水、苦咸水等含盐量高的水转化为生产和生活用水的海水淡化技术得到了迅速发展。目前海水淡化有十种方法简单介绍，其中最重要的介绍如下。

虽然蒸馏是一种古老的方法简单介绍，但由于技术的不断改进和发展，它仍然占据着主导地位。蒸馏脱盐过程的本质是水蒸气的形成过程，就像海水蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨，但雨没有咸味。按设备蒸馏法、蒸汽压缩蒸馏法、多级闪蒸法等。此外，上述方法简单介绍的结合也越来越受到重视。

该方法简单介绍的关键技术是开发新型离子交换膜。离子交换膜是一种厚度为0.5-1.0毫米的功能膜，根据其选择性渗透率可分为正离子交换膜(阳膜)和负离子交换膜(阴膜)。电渗析法是将具有选择性渗透率的正负膜交替排列，形成多个独立的隔室，在此对海水进行脱盐，同时对相邻隔室中的海水进行浓缩，将淡水和浓缩水分开。电渗析不仅可以淡化海水，还可以作为水质处理的手段，有助于污水的再利用。此外，这种方法简单介绍越来越多地用于化学、制药和食品工业的浓缩、分离和纯化。

这是1953年才采用的膜分离脱盐方法简单介绍。在这种方法简单介绍中，海水通过半透膜从淡水中分离出来，半透膜只允许溶剂渗透，但不允许溶质渗透。正常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水侧，使海水侧的液位逐渐上升，直至停在一定高度。这个过程就是渗透。此时水柱高于海水侧的静压称为渗透压。如果在海水的一侧施加一个大于海水渗透压的外压，海水中的纯水就会反渗透成淡水。反渗透最大的优点是节能。其能耗仅为电渗析的1/2和蒸馏的1/40。因此，自1974年以来，美国、日本等发达国家已将其发展转向反渗透和超滤。

随着科学技术的快速发展，压力驱动反渗透膜分离技术(RO)在膜、膜组件、设备和工艺等方面都有了很大的创新和改进，但人们越来越意识到RO技术在节能和环保领域的局限性，在脱盐方面，RO技术可以认为已经接近发展的巅峰。因此，近年来国外对“正渗透膜分离技术(FO)”进行了研究，并取得了一定的成果。它已被应用于海水淡化、污水处理、食品加工、医药等领域，特别是“压力延迟渗透(FRO)海水发电”，是一项很有前途的清洁可再生能源开发技术。然而，目前国内对正渗透膜分离技术的关注很少，相关的研究和论文也很少。虽然，在20世纪90年代，我国有了创造性的发明“无压吸附渗透海水淡化”(CN92110710.2)。

正渗透分离技术应用很早。很久以前，人们长期使用盐来储存食物，因为大多数细菌、霉菌和致病菌在高盐环境中由于渗透作用而脱水死亡或暂时失去活性。如今，人们已经开始利用正渗透膜分离技术研究海水淡化、工业废水处理、垃圾渗透处理等；食品工业使用正向渗透膜分离在实验室浓缩饮料；应急救援中的生命支持系统采用正渗透膜分离技术生产淡水。近年来，随着材料科学的发展，正渗透技术已经应用于药物从人体的控制释放。

非加压吸附渗透海水淡化法，或称“正向渗透法”，允许水通过多孔膜渗透到盐浓度甚至超过海水的高吸水性吸附剂或溶液或固体物质中，不需要外加压力，但溶液中特殊的盐‘提取物’容易蒸发，不需要太多热量(热能与反渗透压力能之比？).分固体盐和液体盐的方向。固体盐的解吸消耗较少的能量。

海水淡化技术：无压吸附渗透海水淡化法(cn 92110710.2)1992:90年代邓宇发明，收录于《美国化学文摘》。另外两种方法简单介绍对电影结构进行了创新和改进

一种使用碳纳米管作为薄膜的孔隙，另一种

膜的孔是由蛋白质组成的，这些蛋白质引导水分子穿过活细胞的膜。

起初，科学家们坚信海水是地球固有的。它们开始以结构水和结晶水的形式储存在矿物和岩石中。后来随着地球的不断演化，从矿物和岩石中释放出来，成为海水的来源。然而，一些科学家有不同的看法。他们认为这些“原生水”是从地下渗出的。近代天文地质研究表明，离太阳最近的金星和水星，离太阳较远的火星，水资源贫乏。只有地球有这么多水。这些都让科学家感到奇怪，纷纷讨论地球水的真正来源。其实这些观点都还是猜测，距离地球水源之谜真正解开的那一天还很遥远。

随着海洋化学的发展，人们逐渐了解了海水，现在已经确定海水中含有80多种元素。海水中这些元素的含量相差很大。

按其含量大致可分为三类：每升海水中含有100 mg以上的宏量元素；含微量元素1毫克-100毫克；它含有不到1毫克的微量元素。

中国海盐生产发展迅速。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大幅度增加。生产的海盐质量也在不断提高，品种越来越多。除原盐外，洗盐、碎洗盐、精盐、碘盐、食用盐、肠衣盐、蛋黄盐、沙滩干精盐已投入批量生产，牲畜用调味盐、盐砖正在试制中。

钾在海水中占第六位，总量600万亿吨。氯化钾是我们从海水中提取的肥料。钾肥见效快，易被植物吸收，不易流失。钾肥能使作物秸秆生长健壮，避免倒伏，促进开花结果，增强抗寒和抗病虫害能力。从海水中提取的钾主要用于生产钾肥。另外，工业上可以用钾来制作含钾玻璃，不易被化学物质腐蚀，常用于制作化学仪器和装饰品。钾也可以用作软皂和洗涤剂。明矾可以用作净水剂。

浩瀚的大海是化学元素溴的“故乡”。地球上99%以上的溴在海水中，可以说是海洋中溴的来源。海水中的溴含量约为65毫克/升，总量为100万亿吨。

1967年，中国开始使用“吹气法”直接从海水中提取溴，1968年获得成功。现在青岛、连云港、北海、广西等地先后建立了提溴厂进行试验生产。1972年，“树脂吸附法”成功用于海水提溴。

为什么不把海水中的盐过滤出来得到饮用水？

回答：海水之所以是蓝色，是因为光的反射。海水无色透明，但在阳光下有七种颜色。当它照射海水时，只有波长较短的蓝光被海水反射，而其他波长较长的红光、黄光和绿光被不同程度地吸收。

很多人说我们看到的水是透明的，为什么会变成海是蓝色的。这是因为海水的面积和体积比较大，所以反射的蓝光比较多，看起来比较暗。

太阳中的暖光，即红、橙、黄光，首先被海水吸收，海水会使水的温度升高，从而吸收一部分绿光，而紫光、蓝光会被水离子散射或折射，但人眼对紫光不敏感，只能看到蓝色。

相信大家都听过红海，黑海等。事实上，海水不仅是蓝色的，因为每个地区海水中的不同物质也会影响它的颜色变化：

1.红海：亚非大陆之间的“红海”是红色的，因为那里的水温极高，生长着许多红棕色的海藻。

2.黑海：由于海峡狭窄，底盐含量高，黑海水流不畅，底层处于缺氧状态，导致大量生物排泄物堆积，腐烂尸体无法排出，从而变成blac

3.粉海：其实很多海色都是赤潮造成的。粉红色的夜光赤潮会把海水变成粉红色，硅藻赤潮会把海水变成黄色，甲藻会把海水变成绿色。