中国海洋化学的发展现状及可持续发展研究

蔡钰灿（国家海洋局南海调查技术中心，广东 广州 510300）

中国海洋化学的发展现状及可持续发展研究

蔡钰灿（国家海洋局南海调查技术中心，广东 广州 510300）

海洋中有丰富的生物资源、矿产资源和水资源，对海洋进行研究有利于更好的发挥我国资源大国的优势，有利于更好的治理海水污染。笔者结合自己对海洋化学的了解谈谈我国海洋化学科学的发展和其可持续发展。

海洋化学；海洋化学发展；分析方法

我国是海洋大国，管辖的海洋面积达到300万平方公里。海水是一个由多种元素组成的体系，据目前相关数据显示，海水中含有82种元素，而且其性质区别大。对海洋进行研究是我国发展的必然选择。

1 海洋化学发展现状

20世纪50年代，海洋化学全面调查工作展开，我国海洋研究所联合黄海水产研究所等相关单位对海水营养盐进行研究分析，1958年～1960年，我国科委海洋组分别对黄海、南海、东海和渤海等海洋领域进行了海水盐度、氯度、磷酸盐和硅酸盐等重要元素的含量和分布特点和海水酸碱性测量的普查工作，此工作使国家政府对我国管辖海洋的状况有了初步较为详细的了解。20世纪80年代，我国的海洋研究不仅仅只限于对海洋的描述性工作，而且开展了对海洋所含元素的形态、迁移活动和物质平衡进行深入研究，我国实现了从定性研究向定量研究的转变，国家海洋化学研究逐渐成熟。

之后，我国的海洋化学研究工作一直在进行。2004年，《中国近海生物地球化学》专著出版，这是我国的第一部海洋生物地球化学专著，此书第一次对我国近海的主要生源要素硅、氮、碳和磷等的生物地球化学过程研究进行全面系统的阐述，此书的出版也标志着我国海洋生物地球化学学科的建立。近几年，海洋化学趋向于开发海洋资源和治理海洋污染两个部分。

2 海洋化学研究中使用的分析方法

2.1 营养盐

海水中的营养盐是指氨、氮、磷等维持海洋浮游植物生长繁殖必须的成分。对营养盐的分析方法根据物质的性质而定，当研究对象的是硝酸盐时，一般情况是加入人工海盐，使用没有盐误差的锡-镉换原法。目前基于常规测定海水中溶解态总磷的最优方案是连续流动分析系统。在对总氮与总磷进行分析时，先用过硫酸钾法氧化，再采用自动分析，这种分析方法不仅能分析总氮和总磷的含量，而且可以测定海水样品中的磷酸盐和硝酸盐。我国的第一台营养盐连续监测分析仪运用于检测氨和氮的含量测试。测定氨和氮还有两种新引进的技术是流动注射-气体扩散法和靛酚蓝光度法。

2.2 二氧化碳系统参数分析方法

碳循环是指碳元素在海洋中的循环状态我国对海水中二氧化碳系统参数的分析开始于工业革命以后生态系统发生变化。TOC分析仪即有机氮分析仪，以碳的含量表示海水中有机物质总量的综合指标。它使我国海洋科学家测定溶解无机碳、溶解有机碳和颗粒态有机碳等二氧化碳系统参数变得更加简单方便易操作。

最近十年，我国对碳系统参数测定的研究发展速度快。比如，酸化海水样品，使海水中的溶解无机碳转化为二氧化碳，，再用Li-Cor6262非色散红外检测器测定CO2体系，对于Pco2的测定比较重视研究的方法是自制平衡器-GC法、膜分离技术与流动注射分析相结合的Pco2流通式光度法和特制水气平衡器红外分析系统等多种测定Pco2的方法。

2.3 化学示踪与同位素分析

海洋物理过程对海洋中的生物和化学过程产生重要影响。同位素示踪法是利用海水总浓度和海水变化相似性较大的化学物质作为示踪物质对研究对象进行标记的微量分析方法，示踪物质大部分为具有适当半衰期的放射性物质和部分人造化合物。我国在示踪物质选择方面经常使用的的化学示踪物质是氯氟烃和14C，这两种物质用于深海循环类型和速率的测定效果较好。在海水中测量氯氟烃浓度普遍使用的分析方法是的吹扫-捕集GC/ECD法，GC/ECD仪器具有很高的灵敏度，其可以准确的测定海水中0.005pmol/L的氯氟烃。14C可以用来对海洋的搬运作用进行测定。

2.4 海水痕量有机物分析

海水中有机物的含量一般比较低，而且来源和组成较为复杂。到目前为止，即使是发达国家对海水中的溶解有机物的认识还尚未成熟，海水中还有一半以上的有机物其成分还尚未确定依然还用DOC表征有机物的量，观察测量其浓度梯度的变化。痕量组分指在物质中被测组分的含量不高于百万分之一的元素。痕量分析是指测定痕量元素在试样中的总浓度，或者利用探针技术对痕量元素在试样中的分布状况进行测定。分析痕量一般涉及取样、样品预处理和测定三个环节。对海水中氨基酸、烃类等的测定一般用SPME-GC快速分析水中酚类化合物、苯系化合物的方法；对二甲基硫进行测定时可用吹扫-搜集法处理海水样品、用GC-PFPD仪器检测。

比如，在对上层海水的溶解甲烷的研究方面就使用了此化学分析方法。甲烷是一种简单的有机物，是含碳量最小、含氢量最大的烃，甲烷的溶解度比较小，一般在20℃、0.1千帕的条件下，100单位体积的水只能溶解3单位体积的甲烷。根据其性质特点，我们在研究伊始就用动态技术，经过抽取、气相色普法环节对海水中溶存甲烷的浓度进行测定，其次，用真空脱气法将海水溶解气体脱出并且用MAT-271质谱仪测定组分；最后用MAT-252质谱仪对甲、乙、丙烷的碳同位素值进行测定。

3 结语

虽然，我国海洋化学研究取得了很大成就，但依然与世界发达国家存在一定差距，其中还存在监测数据的精确度不强、监测仪器昂贵、对中国边缘海系碳循环研究比较薄弱等问题，我国海洋化学的科学家还应该继续努力，发展海洋化学科学，充分发挥海洋化学在开发海洋资源、治理海洋污染等方面巨大作用。

[1]宋金明，中国海洋化学研发的主要进展及展望，中国科学院海洋研究所，山东青岛.

[2]郑彦、彭景吓，中国海洋化学分析方法研究进展，厦门大学学报，2007年8月.