| 词条 | 海洋界面 |
| 释义 | § 名称 海洋界面--化学家格外关注的领域 主题词或关键词:沉积物 海洋科学 真光层 § 内容 现代海洋化学几乎全是界面化学问题。这是近些年来从事海洋化学研究者的共识。研究发现，海洋中的化学反应，在很大程度上为发生在界面上的各种现象所制约。这是由于大洋海水被地球上两个最宽广的界面所包围：一个是海洋与上面大气发生接触的界面；另一个是海洋与下面洋底沉积物发生接触的界面。除此之外，海洋中的生物圈是与海洋发生接触的第三种界面。事实上，在海洋上，除了温度、压力和电解质的浓度变化对离子平衡发生调节作用之外，几乎很难再找出海洋中有什么化学反应不是在这样或即那样的界面上进行的。这是从一般宏观意义上讲的。若从微观上看，几乎所有物质进入或离开海洋，都是通过海洋微表面层进行海水-大气交换的边界，在微表层内进行转化。一般认为，海洋中的物质，可被扩散、对流、上升流和上升气泡搬入海洋表面；大气中物质，可通过降雨或若干种沉降，例如，气体、气溶胶和颗粒物的沉降，抵达海洋的表面，使得海洋的微表面含有各种物质。此外，在微表层中，特别富含细菌和浮游生物。这对促成海洋环境中天然物质和人类污染物质的转化方面，将起重要作用。同时，光谱紫外线区的辐射，能使很多微表层的有机物发生光化学反应。因此，人们有理由相信，在21世纪化学海洋学的研究方向将集中于有关海洋各种边界所发生的多种现象及其变化上。实践证明，现代化学海洋学已经进入到海水化学模型研究阶段。已从均相水体的研究，发展到非均相界面的研究。例如，海面-大气界面、海底-海水界面、悬浮体-海水界面、海洋生物体-海水界面、河水-海水界面等等。显然，那种传统化学海洋学以研究海水中元素的存在与物质含量的简单描述，已经不能适应社会进步对海洋学的要求了。今天，科学家在化学海洋学领域研究的前沿课题是，通过海洋界面化学过程的研究，了解对全球环境变化的影响，其重点是有关海洋生物、地球化学过程的研究。这是因为海洋化学的研究对象和研究方法已发生变化，从原有的简单无机物研究，发展到比较复杂的有机物、海洋高大分子化合物、悬浮离子和沉积物等研究，进而达到与全球变化有关的海洋生物地球化学过程和全球海洋通量的研究目的。 人们已经确定海水物理化学和海洋界面化学的研究方向之后，那么，首先要探明的问题是，如何掌握通过海洋-大气界面的元素和物质的通量，因为这是元素和物质全球循环研究的基础性资料。其次是，海水微表层化学研究，其具体研究内容有海水微表层研究的方法，微表层水的组成和界面性质，微表层有机膜中类脂化合物和表面活性剂的化学组成及含量，微表层中化学物质的反应和转化规律。 位于表层海域的真光层海水水体，由于接受太阳照射界面大，热能交换迅速而且量大，因此是海洋光化学研究的主要对象。科学家通过研究透光层中光分散物质和光感物质的光反应，了解它们的反应机制。另一方面，海水中的有机物质和海洋生物对光的反映和影响，光化学反应对海洋生物的影响，光化学反应在元素和物质全球通量研究的地位，都要求化学海洋学作出科学解释。在海洋真光层之中或之下的水体中，其化学变化作用和过程，均属溶液化学研究的范畴，它包括海水元素物质的活性系数研究、活性系数与其存在的形式的关系研究、海水体中金属-有机物的相互作用研究、水体的综合容量及实验测定方法研究、生物在海洋元素地球化学过程研究中的地位、作用研究等。因为，在海水水体中，微小的悬浮粒子与正离子/负荷离子的交换作用，在物质海洋通量和循环研究中，均起着关键性的重要作用。 海洋沉积物-海水界面，是地球上最大的界面之一。它与悬浮体-海水界面组成了液体与固体界面关系。沉积物化学，包括沉积物的生成和移动规律，沉积物的化学组成和矿物组成，沉积物与底栖生物的作用，沉积物中的有机物及其组成和变化规律，沉积物的间隙水化学。总而言之，从海面到海底，海水与不同属性物质问题界面接触发生的种种化学过程，都是人们正在探索的课题。海水-沉积物界面，海洋界面化学研究贯穿其全部过程。当然，这其中有界面热力学和非平衡动态热力学和统计力学，化学动力学和稳定态胶体的凝聚和动力学过程，以及再悬浮变化规律，也是化学海洋学探讨的课题。 由于社会经济生活的繁荣，河口海洋地区成为化学海洋学关注的又一重要领域。据粗略估计，世界各大小河流每年注入海洋的悬浮物约200亿吨。显然，河流排入海洋的溶解物和颗粒物，要比海洋中其他来源的总量多许多。但是，人们对刚进入海洋的溶解物和颗粒的组成、活性和化学性质，都不很了解，更无长期而有系统的资料统计。这里要特别提出的是，河流物质进入海洋后，将使河口海水的理论性质发生很大的变化，对沿岸海域环境和生态关系均产生影响。常识告诉我们，悬浮于海水中的极微小颗粒胶体，是海洋生物的“摇篮”，它是形成发展渔场的重要条件，但是，这些微小颗粒状的胶体，如果在交换过程中，吸附了许多诸如重金属和有机污染物质后，就会使那些将要成为幼小物质的生命发生夭折。这是我们都不愿意看到的事情。 今天，人们都公认，那就是在物质全球循环过程中，海洋起着十分重要的作用。那么，化学元素和物质是通过何种途径进入海洋？这是“海洋生成说”中最基本的问题之一。传统的经典说法是“岩石风化→降水过程、溶入河川→由河川流入海洋，并沉入海底”。但是，近年来又形成另一种说法：“风化和被风带入大气/人为加工(如，燃烧等)，而带入大气→大气过程→通过降水方式，进入海洋→水化过程，再次进入大气层”。这两种说法，代表了不同的学术派别。但是，不管是哪种说法，在海洋中的化学元素和物质，除了以溶解状态存在外，另外的存在形式，就是与海水固体粒子发生交换和被吸附。显然，这些问题，都在探讨之中。 现代海洋学发展已经证明，海洋中化学过程的物理化学研究，已经成为海洋物理化学的主要内容之一，也是海洋化学理论体系中重要理论支柱。 |
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