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第六章璀璨夺目的海洋宝藏2（第3页）

在我国沿海，特别是东南沿海有很多能量密度较高，平均潮差4~5米，最大潮差7~8米，且自然环境条件优越的站址。其中已做过大量调查勘测，规划设计和可行性研究工作，具有近期开发价值和条件的中型潮汐电站站址，有福建的大官坂（1．4万千瓦，O．45亿千瓦·时）、八尺门（3．3万千瓦，1．8亿千瓦·时）和浙江的健跳港（1．5万千瓦，0．48万千瓦·时）、黄墩港（5．9万千瓦，1．8亿千瓦·时）已做过规划设计，有较好的工作基础，还需要进行前期综合研究论证的大型潮汐电站站址的有长江口北支（70．4万千瓦，22．8亿千瓦·时）、杭州湾（316万千瓦，87亿千瓦·时）和乐清湾（55万千瓦、23．4亿千瓦·时）等。

丰富的滨海砂矿

我国的滨海砂矿储量十分丰富，近30年已发现滨海砂矿20多种，其中具有工业价值并探明量的有13种。各类砂矿床191个，总探明量达16亿多吨，矿种多达60多种，几乎世界上所有海滨砂矿的矿物在我国沿海都能找到。具有工业开采价值的钛铁矿、锆石、金红石、独居石、磷钇矿、金红石、磁铁矿和砂锡等。

我国是世界上海滨砂矿种类较多的国家之一。我国华南沿海地区滨海砂矿总储量达2720万吨。辽东半岛沿岸储藏大量的金红石、锆英石、玻璃石英和金刚石等滨海砂矿。我国滨海砂矿类型以海积砂矿为主，其次为混合堆积砂矿。多数矿床以共生、伴生矿的形式存在。海积砂矿中的砂堤砂矿是主要含矿矿体，也是主要开采的对象。不少矿产的含量都在我国工业品位线上，适合开采。

明天的水源

水是人类生存的头等重要物质，也是工农业生产和科学技术发展的必不可少的条件，随着现代化工业的发展和人口的不断增长，许多国家和地区的需水量已超过其天然淡水来源。

全球水量中，淡水仅占3．4％，淡水中有68．9％是固体的冰川水，真正可以利用的淡水资源，仅占地球水量的十万分之一。目前全世界60％的地区面临供水不足，约有四十多个国家12亿人口在闹“水荒”。长期以来，人们把水看作是取之不尽，用之不竭的天授之物。事实上，世界的“水荒”正在不断地加深，威胁着人类的生存。根据水循环和水量平衡原理，水，这种可以再生的资源，其数量还是有限的。为了解决水荒，寻找淡水资源，许多国家采取了不少措施。目前，海水淡化技术已比较成熟，因此世界各国对海水淡化寄予了极大希望，预计21世纪有可能成为沿海城市的主要淡水来源。

海水最重要的资源中，主要是水。所谓海水淡化，就是除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程，又称海水脱盐。

海水淡化的方法很多，主要有蒸馏法、电渗析法、溶剂萃取法、水合物法及离子交换法等。目前，世界上采用的最主要的方法是蒸馏法。

我们知道，海水在阳光的照射下有强烈的蒸腾作用，蒸腾的水汽在天空遇冷便凝结成小水滴，小水滴再在一定的天气条件下形成降水——雨。海水又苦又咸而雨水却是不咸不苦的天然淡水。根据这个原理，科学家发明了蒸馏淡化法。

蒸馏法淡化海水的方法比较简单。将海水不断加热，使海水一直保持沸腾状态，高温海水进入保持真空的蒸发室，使海水在瞬间急速蒸发变成水蒸汽，水蒸汽通过冷凝器冷却后便凝结成淡水。通常，冷却水蒸汽是用冷的海水作为冷却剂，同时，水蒸汽冷凝时放出大量的热又可以用来加热海水。

用蒸馏法淡化海水，需要不断地给海水加热，这就要消耗大量的燃料，从经济上看，淡化海水的成本比较高。是否可以不用燃料就能淡化海水呢?

科学家又发明了利用太阳能作为海水蒸发的热源，把水蒸发后再冷却回收得到淡水的太阳能淡化法。还有利用电厂的低压蒸汽为热源的蒸馏法，通常称为热电造水。

冷冻法，就是降低海水的温度，使海水结成冰块，而让盐分留下来，再把冰融化，就可以得到淡水。据测算，冷冻法使海水淡化所需要的能量要比用蒸馏法使等量的海水淡化所消耗的能量少得多，所以冷冻法在某种意义上比蒸馏法更有前途。

电渗析法，是使用两种薄膜——阴离子交换膜和阳离子交换膜，通电以后，将水中的盐类分解成阴阳离子，分别通过两种薄膜跑到一边，剩下来的就是没有盐分的淡水。

反渗透法，是用一张特殊结构的渗透膜，它只让水通过而不让盐类溜走，这样一来，水和盐就分开了。反渗透法分离效果好，只要将一种半透膜分层安装在淡化器里，用压力泵不断地向淡化器内泵人海水，通过半透膜渗透出来的淡水汇集到出水口流出；通不过半透膜的咸水从另一个出水口流出，这样反渗透淡化器就可以连续工作了。这种反渗透淡化器可大可小，大的放在海边和海岛上，可以解决居民饮水；小的可以放在船舰上，解决船舰上人员的用水。

不过，反渗透淡化海水的关键是选择一种理想的半透膜。这种半透膜要求有足够的强度，要求它的溶解度小和抗腐蚀性强，在海水中长期使用不溶解、不变质。制造这样的半透膜成本是很高的，现在还在进一步研究改进，以提高制造渗透膜的工艺水平，扩大生产规模。

尽管海水淡化是解决世界“水荒”的一条途径，已经采用的淡化海水的方法各种各样，虽然各有所长，但成本都很高。因此，人类探索低成本淡化海水之路还相当艰辛。于是科学家们想到了地球上南极大陆和北冰洋中的冰川。这些来自大洋中的海冰和大陆冰川的冰是地球上的“固体淡水库”。它们在海流、洋流、风浪等自然力的作用下漂流开来。因此，科学家们认为融化冰山是取得淡水资源的最好途径。

据估计，南极每年约有104万亿吨冰川成为冰山，如果把它们完全融化成淡水，那么，世界上平均每人每年可以得到三百多吨淡水，足以解决水荒带来的危机。法国科学家经考察认为，一座8500万吨重的冰山，拖过印度洋，到红海后将冰山分成好几块，然后运到沙特阿拉伯的吉达港。用这种方法获得淡水，一立方米只需55美分，而现在当地居民用水，一立方米需79美分。

1981年，法国成立了“国际冰山运输有限公司”，投资一亿美元，以实现这个计划。美国科学家研究认为，将南极冰山拖到美国加利福尼亚海岸融化成淡水，成本比淡化海水便宜得多。美国科学家还设计了一种方案：用大型海洋拖轮把事先选好的冰山拖到南美洲的西南角，使它随洋流北上，当它经过秘鲁和厄瓜多尔海面时，再用拖轮把冰山拖人另一条洋流，继续北上，在夏威夷海面转往东，到达美国西海岸。经过计算表明，即使冰山拖运过程中融化了一半，每吨冰山融化后的淡水成本也只有二到四美分，与我们现在用的自来水成本差不多。

融化冰山获取淡水，说起来简单，做起来却很不容易。首先，南极海域是个气候多变的地区，狂风、巨浪、洋流、大旋涡等，会给拖运冰山造成很多困难。海浪的冲击会使冰山上产生很深的凹槽和洞穴，很容易使冰山在拖运中崩解。其次，冰山进入温暖水域以后，外层冰会发生融化使整座冰山失去平衡，左右摇晃，翻转打滚，给拖船带来极大的危险。再者，当冰山被拖到窄小的海峡后，还要进行解体作业，如此等等，这样看来融化冰山取得淡水也是很不易的。不过可以说，在人还没有发明廉价的海水淡化的方法之前，拖运冰山仍然是解决淡水不足的一条有希望的途径。

展望21世纪，随着科学技术的飞速发展，科学家所有的设想都会成为现实，到那时，人类“水荒”问题一定会从根本上得到解决，人类会真正拥有用之不竭的淡水资源。

海底石油开采

海洋石油开发，经历了由沿岸、近海向更深海域发展的过程。19世纪，人们发现陆上石油向海里延伸。就向海里打斜井，这种方法至多只能开采离岸三千米的海底石油。1896年，美国在圣巴纳海峡，用木结构搭一个栈桥，钻机就安装在栈桥上，这样开采石油，只是一个试验，实际上是行不通的。1947年，美国在墨西哥湾建成一个钢管架搭起的固定平台，钻出第一口商业性石油井，标志海洋石油开发进入实质性阶段。以后，还有先在开采区，用砂石泥土筑一个人工小岛，再在岛上装置钻机，这跟陆上开采完全一样。这种方法只能用在离岸很近、水深不过12米的浅水区开采。现在大多采用固定式平台或浮式平台作业。用铁管造平台，需要大量钢材，一个20米的平台，要用上千吨钢材，100米以上的平台，要用几万吨钢材，海水对钢铁腐蚀性大，不要好久，钢管就被腐蚀得千疮百孔，不能再用，所以很不合算。采用钢筋混凝土建平台，重量大大增加，稳定性能好得多，也避免了海水的腐蚀，但装卸十分不方便，并不能减少投资。看来浮式平台是最有发展前途的，1984年，北海已建成世界上第一座浮式采油平台，耗资12．5亿美元。这种浮式平台，可以在水深200~400米的海域作业。在这个海域作业完了，还可以拖到那个海域，而且不很费力。投资虽多，反而合算。另外，还有不建平台，把整个装置设在水下，人在陆地上遥控作业，但眼下只处在研究试验阶段，还不可能广泛采用。

近30年，海洋石油生产发展很快，产量增加了20多倍，1990年达到12亿吨。2000年可能达到30亿吨，占世界总产量50％。海上开采石油比陆上耗费大得多，每吨石油，陆上开采耗费44．3美元，海上则为58．4美元，钻探费海上是陆地的5倍。尽管如此，开采石油，陆地向海上发展，浅海向深海发展，是全世界共同的趋势。开采海洋石油给许多国家带来了经济繁荣的新局面，最典型的例子是挪威。和二次世界大战前后，挪威在欧洲是一个穷国。60年代中期，在北海发现石油，1971年开始少量开采，1975年成为欧洲第一个石油出口国。1984年产石油5900多万吨，产值97．4亿美元，占挪威国民生产总值的20％。这样一来，石油生产带动了整个国家的生产。

海滩上的“宝”

（1）海滩上有哪些“宝”，海滩上除了砂子还是砂子，哪有什么宝物可取?不对，海滩上的宝物才多着呢。海滨砂矿就是海滩上的矿床，那里面含有许多贵重的金属，都称得上“宝”。黄金算不算宝?算宝。有一部分黄金就是海滨砂矿中开掘出来的。海滨砂金一般产于近岸线海区的沉没河床和古海滩沉积物中，含金的沉积物就藏在细砂、粗砂和砾石的交互层中。世界闻名的美国诺姆砂金，已有60年开采历史，金子就藏在粗砂与砾石之间，每吨砂子中可采掘5~10克金子。碰上好运气，1吨砂子可采50克金子。矿主在那里发了大财，成了大富翁。最近在白令海海滨发现好几条沉没河床和古海滩的含金沉积物，含金量非常大。日本东京湾也有含金的重砂矿物。

金刚石的产地，最大的是西南非洲奧兰治河的河口上，那里储量最多，大约有2100万克拉。

其他如金红石、钛铁矿是提炼金属的主要矿石，钛具有抗高温（熔点为1960℃）、比重小、强度高、耐腐蚀等优点。用钛制成的钛钢、铝钛合金、可承受500℃以上高温和零下100℃的低温，加上质量轻、硬度大，是制造超音速飞机、潜艇、卫星、火箭关键部件的优质材料，广泛用于国防工业、航空工业、造船工业上，有“空间金属”的美称。

锆石是提炼锆金属的主要矿石。锆金属除了具有抗高温、耐腐蚀等优点以外，还有一个特性：热中子很难穿透它，所以常用在原子工业上，原子反应堆、核潜艇中轴棒外的保护壳就是用它做成的。一个100万千瓦的原子能发电站每年要用锆20~25吨；3万马力的核潜艇的反应堆要用锆20~30吨。

锆石还是制造高级耐火材料和特种玻璃的配料。无色的锆石变种就成了美丽的宝石。

石英提纯出来的多晶硅和单晶硅，应用十分广泛，钟表上少不得它，精密仪器上少不得它，玻璃、陶瓷、水泥、冶金、机械、化工等许多方面都少不得它，但是最重要的还是用在半导体方面。硅晶管的特点是体积小、重最轻、耐用、省电、灵敏度高，已广泛用于无线电、电子计算机自动化技术等方面。

（2）“宝”的形成和开采也许你会问，既然海滨砂矿开采出来的东西，全是最值钱的“宝”，那就赶快去海滩上挖吧!可不是所有的海滩都能开采，形成海滨矿砂是有条件的。首先在海滩附近，特别是人河口不远的地方，要有含这些矿的岩石。其次，这些岩石要**在地面上，它们经过长时间的日晒夜露，风吹雨淋和冰雪冻蚀，慢慢崩裂成碎块，再破碎成粗细不同的砂粒，大量的砂粒，风吹水洗，散落海底，极少量比重大的坚硬矿物则保留在海滩上，只有这种情况的海滩，才可能取出上面所说的宝物。

可供综合利用的多种矿物，开采价值较高。又由于海滨矿产是一种未固结的矿产，既不需要掘矿井开地道，也不需要炸药爆破，从事大量的剥上工程，开采起来比较方便，世界各国都重视海滨砂矿的探测和开采。据统计，96％的锆石、90％的金红石、80％的独居石、30％的钛铁矿、10％的金、5．4％的金矿石都是从海滨砂矿中开采出来的。