氟(F2)
氟是最活泼的元素，常温下就几乎与任何其他元素相互作用。甚至黄金在受热后也能在氟气中燃烧，自然界中受热后也能在氟气中燃烧，自然界中不存在单体氟。氟气体为淡**，有强刺激性和文化馆性。工业中氟的污染主要是以氟化氢及其他氟化物的形式出现的。自然界中氟分布很广，约占地壳总得量的万分之二。最重的氟矿是萤石(氟化钙，CaF2)、冰晶石 (Na3A1A6)；磷灰石中含有约3%的氟[氟磷酸钙，Ca5F(PO4)3，(如摩洛哥磷灰石矿平均含五氧化二磷42%，氟3.7%)]，粘土含氟约0.02-1.5亿吨，是毒气中数量最大者，也是大气污染防治重点。密度为2.3，无色，不燃，具有强烈辛辣窒息性。常温下加以四个大气压即能液化为无色液体。环境中的二氧化硫57%发生于自然界，但由于分散，浓度不大而不致构成污染，43%来自工业生产等人为原因，由于发生源集中，浓度高而会造成大气污染。人为排放的二氧化碳中，燃煤约占70%，重油燃烧占16%，冶金工业约占11%，炼油工业约占4%。在城市里，工业和生活用煤是二氧化硫的主要来源。二氧化硫经高烟囱排放后，在1.5公里高空风的影响下，24小时之后会有50%以上超越700公里之外，60小时后，能扩散到1100公里以外。二氧化硫进入大气后，若大气干燥清洁，可停留1～2星期；若大气污染或潮湿，则转化为三氧化硫，降落地面。二氧化硫在大气中停留时间约2～4日。
二氧化硫对眼、鼻、咽喉和呼吸道有强烈刺激作用；对肝、肾和心脏有害。能使嗅觉和味觉减退，产生萎缩性鼻炎、慢性支气管炎、眼结膜炎和胃炎。急性中毒则可出现喉头水肿，肺水肿以至窒息死亡。二氧化硫常与粉尘，水蒸汽一直危害环境。美国多诺拉事件、英国伦敦烟雾事件、日本四日市事件等，都是与二氧化硫分不开的。对于特别敏感的人来说，空气中二氧化硫的浓度达到4mg/l即可觉察出来。即使千万分之一浓度的二氧化硫，对棉花、小麦、大麦等也有明显的作用。
二氧化硫的防治措施包括：1、城市的生活及工业用燃料低硫化，有条件的要逐步推广低硫煤、油和煤气、天然气，甚至以电为能源。2、燃料脱硫。如加强洗煤，煤的液化。3、烟气脱硫。如用石灰或石灰石洗涤烟气；以石灰或白云石掺煤作锅炉燃料等。4、高烟囱排放。5、改革工艺，综合利用。如硫酸厂以二转二吸代替一转一吸；回收有色冶金尾气中高浓度的二化硫制硫酸。等等。
铬(Cr)
铬是一种具有银白色光泽的金属，无毒，化学性质很稳定，不锈钢中便含有12%以上的铬。常见的铬化合物有六价的铬酐、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酸钾、铬酸钠等；三价的三氧化二铬(铬绿、Cr2O3)；二价的氧化亚铬。铬的化合物中以六价铬毒性最强，三价铬次之。据研究表明，铬是哺乳动物生命与健康所需的微量元素。缺乏铬可引起动脉粥样硬化。成人每天需500－700微克铬，而在一般伙食中每天仅能提供50－100微克。红糖全谷类糙米、未精制的油、小米、胡萝卜、豌豆含铬较高。铬对植物生长有刺激作用，微量铬可提高植物收获量；但浓度稍高，又可抑制土壤内有机物质的硝化作用。铬酸、重铬酸及其盐类对人的粘模及皮肤有刺激和灼烧作用、并导致伤、接触性皮炎。这些化合物以蒸气或粉尘方式进入人体，均会引中鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。皮肤接触铬化物，可引起愈合极慢的“铬疮”，当空气中铬酸酐的浓度达0.15～0.31毫克/立方米时就可使鼻中隔穿孔。三价铬还是一种蛋白凝聚剂。有人认为，六价铬可诱发肺癌。此外，六价铬，特别是铬酸对下水系统金属管道有强文化馆作用，浓度2为0.31mg/l的重铬酸钠即可腐蚀管道。含3.4-17.3mg/l的三价铬废水灌田，就能使所有植物中毒。
铬的污染主要由工业引起。铬的开采、冶炼、铬盐的制造、电镀、金属加工、制革、油漆、颜料、印染工业，都会有铬化合物排出。如制革工业通常处理一吨原皮，要排邮含铬410mg/l的废水50－60吨；若每天处理原皮十吨，则年排铬72－86吨。
防治铬的污染要从改革工艺和综合利用多考虑，如电镀的铬雾回收、低铬镀铬；铬渣制铸石、青砖和铬木质素；镀铬废水回收氢氧化铬再经锦绿等等。
汞(Hg)
汞即水银，是一种液体金属。比重13.6，熔点-39.3℃、沸点357℃。汞在常温下即可蒸发，其蒸气无色无味，比空气重七倍。汞及其化合物毒性都很大，特别是汞的有机化合物毒性更大。鱼在含汞量0.01－0.02毫克/升的水中生活就会中毒；人若食用0.1克汞就会中毒致死。汞及其化合物可通过呼吸道、皮肤或消化道等不同途径侵入人体。当汞进入人体后，即集聚于肝、肾、大脑、心脏和骨髓等部位，造成神经性中毒和深部组织病变，引起疲倦，头晕、颤抖、牙龈出血、秃发、手脚麻痹、神经衰弱等症状，甚至会出现精神混乱，进而疯狂痉挛致死。有机汞还能进入胎盘，使胎儿先天性汞中毒，或畸形，或痴呆。汞的毒性是积累性的，往往要几年或十几年才能反应出来。食物链对汞有相当大的富集能力。如淡水鱼和浮游植物对汞的富集倍数为一千，淡水无脊椎动物为十万，海洋植物为一百，海洋动物为二十万。
汞有着广泛的用途，如气压表、压力计、温度计、汞真空泵、日光灯、整流器、水银法制烧碱、汞触媒、升汞消毒剂(千分之一的氯化亚汞作外科器械消毒剂)、雷汞(雷酸汞、炸药起爆剂)、颜料(如朱砂、辰砂即硫化汞红色颜料、印泥)、农药(如西力生、赛力散)等等都要用到汞。汞的污染也来自这些方面。在有色金属冶炼时也会因矿石含汞(如硫化汞)而带来严重的汞污染。问题有机合成工业中的含汞触媒(如以活性炭为载体的氯化亚汞触媒)废弃物也会给环境来污染问题。
人们已研究了各种对付汞污染的办法。如以隔膜电解槽制烧碱，有色冶金中采用多硫化碱回收汞、以无汞差压计代替水银差压计，等等。含汞废水也可以化学沉淀法、活性炭吸附法、汞齐提取法等等处理。但必须指出，任何方法除汞、都只能改变其存在形态和转移其存在位置，而其固有毒性并未消除，因此还要与汞的回收利用相结合。在制汞或使用汞的工厂中，常常定期用碘熏蒸，以生成碘化汞，消除汞患。
氯(Cl2)
氯是一种具有强刺激性的黄绿色气体，比空气重2.43倍，易溶于水(水氯体积比为1:2.5)，易为活性炭所吸收。常温及六个大气上液化为液氯，比重为水的1.56倍。氯的用途相当广泛，多用于自水消毒，纸浆漂白，制溴、漂白粉(次氯酸钙)，六六六，橡胶，油墨颜料，油脂，聚氯乙烯和盐酸、农药，等等。冶金工业的氯化处理、氯碱工业等也有大量氯气排出。如每生产一吨液氯，隔膜电解法会有9.45公斤、水银电解法有18－72.5公斤氯排出。
人们胃中含有千分之五的盐酸，以帮助消化、杀死病菌。氯是很活泼的元素，几乎能与一切普通金属以及碳、氮、氧以外的所有非金属直接化合(在无水情况下不与铁作用，故用钢瓶装液氯)。大气中低浓度的氯(氯化氢)能刺激眼、鼻、喉；空气中含有万分之一的氯就会严重影响人的健康。人体吸入氯气会使呼吸道和皮肤粘膜中毒。轻度中毒时有灼烧、压迫感，喉炎发痒，呼吸困难，眼刺痛流泪。高浓度的氯气(氯化氢)会引起人慢性中毒，产生鼻炎、支气管炎、肺气肿等，有的还会过敏，出现皮炎、湿疹等。氯挥发性极强，空气中的水蒸汽即可与之反应生成盐酸雾及次氯酸，而于所到之处腐蚀物品、危害人体和动植物。所以，生产和使用氯的地方要严格管理，改进工艺设备，防止跑冒滴漏并大搞氯的综合利用。对于含氯废气，在浓度超过1%时，可以四氯化碳或一氯化硫等作为吸收剂吸收浓缩后解吸予以回收；稀浓度的氯可用水、碱液和亚铁化合物等吸收处理，但要注意二次污染问题。
酚
酚类化合物种类繁多，有苯酚、甲酚、氨基酚、硝基酚、萘酚、氯酚等，而以苯酚、甲酚污染最突出。苯酚简称酚，又名石炭酸，微酸性(腐蚀性)，常温下能挥发，放出一种特殊的刺激性臭味，在空气中变粉红色。医院常用的“来苏水”消毒剂便是苯酚钠盐的稀溶液。甲酚又称煤酚，与苯酚的化学活性及毒性类似，也经常同时存在。酚类按其芳环上所直接连接的羟基数目的不同，可分为一元酚和多元酚；按其挥发性又可分为挥发酚与不挥发酚。一元酚多具有挥发性(沸点在230℃以内)。
酚类化合物是一种原型质毒物，对一切生活个体都有毒杀作用。能使蛋白质凝固，所以有强烈的杀菌作用。其水溶液很易通过皮肤引起全身中毒；其蒸气由呼吸道吸入，对神经系统损害更大。长期吸入代浓度酚蒸汽或酚污染了的水可引起慢性积累性中毒；吸入高浓度酚蒸或酚液或大量酚液溅到皮肤上可引起急性中毒。如不及时抢救，可在三到八小时内因神经中枢麻痹而。残废慢性酚中毒常见有呕吐，腹泻、食欲不振、头晕、贫血和各种神经系病症。酚对水产和不生微生物、农作物都有一定的毒害。水中含酚0.1～0.2毫克/升时，鱼肉即有臭味有能食用；6.5～9.3毫克/升时，能破坏鱼的鳃和咽，使其腹腔出血、脾肿大甚至死亡。含酚浓度高于100毫克/升的废水直接灌田，会引起农作物枯死和减产。人对酚的口服致死量为530毫克/公斤体重。
苯酚的制造、炼焦、炼油、冶金、塑料、化纤、绝缘材料、酚醛树脂、制药、炸药、农药等等工业都会有较高浓度的含酚废水。例如，每生产一吨焦炭，就可产生0.2～0.3立方米的含酚废水。
解决含酚废水的途径，一是改革工艺，降低废水含酚浓度，或循环用水以减少废不量并提高废水中含酚浓度，便于回收；二是回收利用和处理，主要方法有：萃取、吸附、蒸汽吹脱、离子交换、化学沉淀、化学氧化、反渗透、生化处理等。一般说来，含酚浓度在1000毫克/升以上的废水应先考虑酚的回收，再加破坏处理以达无害排放。含酚浓度低于此浓度以下，则要进行无害处理。
氰化物
氰化物有氰、氢氰酸、氰化钠、氰化钾、氰化铵和腈类，均有剧毒！无机氰化遇酸即入出氢氰酸。氢氰酸比重为0.687，具苦杏仁臭味、无色透明液体，熔点－14℃，沸点25.6℃，极易挥发。氰化物侵入人体或接触它们(特别是通过皮肤伤口)，均能引起中毒。轻者头痛、眩晕、呼吸困难，重者昏、戏挛、血压下降，甚至在二、三分钟内无预兆而突然昏致死亡。氰化物中毒治愈者不可能有神经系统后遗症，如头痛、麻痹、失语、颠痫等。氢氰酸对人的致死量为0.06克、氰化钠为0.1克、氰化钾为0.12克。氰化物对鱼的毒害较大，当水中氰根含量为0.04～0.1ppm时，即可使鱼致死。
含氰废水、废气主要来自电镀、焦化、冶金、选矿、化纤、制药、有机玻璃、塑料、煤气等工业部门。消除其危害的主要措施有：1、改革工艺。如电镀的无氰或微氰化；选矿用无氰选矿。2、回收利用。如蒸发浓缩、离子交换、酸性挥发等方法回收氰化物3、废水处理。主要有是电解、氧化、吹脱与吸收、生化、化学处理等，破坏氰根。如向废不中投放液氯、次氯酸钠或漂白粉等，使氰转化为二氧化碳和氮。一般含氰浓度小于20毫克/升时可用活性污泥曝气池，20～40毫克/升时用生物滤池，等等。
镉(Cd)
镉是一种毒性很大的重金属，其化合物也大都属毒性物质。镉用途很广，镉盐、镉蒸灯、颜料、烟雾弹、合金、电镀、焊药、标准电池、冶金去氧剂、原子反应堆的中子收棒等，都要用到镉。如颜料镉红即为硫化镉、硒化镉和硫酸钡组成；镉黄为硫化镉与硫酸钡组成。镉在自然界中相当稀少，常伴生于硫化铅、锌矿特别是闪锌矿(ZnS)之中。金属矿的开采和冶炼、电镀、颜料等是镉的主要人为污染源。粗磷肥中含镉可达100毫克/公斤、普钙含镉可达50～170毫克/公斤；汽车废气中也有镉。资料表明，交通频繁的公路两旁土壤和草的含镉量，近处明显高于远处。烟草中也含有一定量的镉。
震惊世界的日本“痛痛痛”就是因镉污染而致。含镉的矿山废水污染了河水及河两岸的土壤、粮食、牧草、通过食物链进入人体而慢慢积累，在肾脏和骨骼中。会取代骨中钙，使骨骼严重软化，骨头寸断；镉会引起胃脏功能失调，干扰人体和生物体内锌的酶系统，使锌镉比降低，而导致高血压症上升。镉毒性是潜在性的。即使饮用水中镉浓度低至0.1毫克/升，也能在人体(特别是妇女)组织中积聚，潜伏期可长达十至三十年，且早期不易觉察。资料表明，人体内镉的生物学半衰期为20～40年。镉对人体组织和器官的毒害是多方面的，且治疗极为困难。因此，各国对工业排放“三废”中的镉都作了极严格的规定。日本还规定，大米含镉超过1毫克/公斤即为“镉米”，禁止食用。日本环境厅规定0.3ppm为大米中镉浓度的最高正常含量。
由于镉化合物具有程度不同的毒性，用任何方法从废水中除镉，只能改变其存在任何方法从废水中除隔，只能改变其存在方式和转移其存在的位置，并不能消除其毒性。因此，镉废水的处理应尽量与回收利用结合。
砷(As)
砷及砷的可溶性化合物者极毒。如砒霜(白砒)就是三氧化二砷。自然界中主要以化合物形态存在，间或成单质存在，有硫砷铁矿(FeAsS)、雄黄(As2S2)、雌黄(As2S3)。不少有色金属矿石中含有砷化物，所以在有色金属冶炼过程中(如矿石培烧)，均有砷化物(如白砒)排出。煤中含砷平均可达25毫克/公斤，故煤的燃烧可使周围空气的砷浓度达0.02微克/立方米。砷化物多用于制造硬质合金(如铅弹中加35%的砷)、砷酸盐药物、杀虫剂、杀鼠剂(一般为砷酸、亚砷酸盐类)、玻璃工业脱色剂、毛皮工业的脱毛剂和防腐剂。所以冶金、硫酸、化肥、皮革、农药等工业均有砷污染。问题砷可以通过呼吸、皮肤接触、饮食等途径进入人体。砷能与蛋白质和酶中的巯基结合，抑制体内很多生化过程，特别是与丙酮酸氧化酶的巯基结合，使其失去活性，引起细胞代谢的严重紊乱。砷对人的中毒剂量为0.01～0.052克，致死量为0.06～0.2克。砷的急性中毒症状是：咽喉、食道及胃肠烧灼感，腹泻、腹痛、头痛、恶心、呕吐、口喝、面部发绀、血压迅速降低，病情严重时可迅速死亡。砷中毒作用也是积累性的，能蓄积于骨质疏松部、肾、肝、脾、肌肉和角化组织(如头发、皮肤及指甲)。近年来还发现，与含砷物质经常接触的工人中，皮肤癌和肺癌的发病率锭高于其他行业；而皮肤溃疡、鼻中隔穿孔更为常见。
含砷废气应严格消烟除尘措施，在烟道中予以回收。含砷废一般用投加石灰、硫酸亚铁和液氯(或漂白粉)，将砷沉淀，然后对废渣进行处理。各种方法从饮用水中除砷的效率，石灰软化法可除去85%，木炭过滤为70%，硫化铁滤床94%，硫酸铁凝结80%以上，氯化铁凝结98%以上，氢氧化铁沉淀法94～96%。如人畜误食砷中毒，可以氧化镁与硫酸亚铁溶液强烈搅动生成的新鲜氢氧化铁悬浮液服用来解毒。
烟尘
除工业过程产生的粉尘外，烟尘主要是燃料燃烧的产物。工业用煤排烟量大致是燃烧的重量的3～18%，褐煤为11%，无烟煤为8～9%。同样一吨煤，居民用比工业用所产生的粉尘要多2～3倍。烟尘一般含硫、氮、碳的氧化物等有毒气体和粉尘。粉尘颗粒大于十策米的，很快会沉降到地面，称为落尘；颗粒小于十微米的称为飘尘，其中相当大一部分比细菌还小，可以几小时，甚至几天，几年地飘浮在大气中，尤其是直径在0.5～5微米的飘尘，不能为人的鼻毛所阻滞和呼吸道粘液所排除，可直接到达肺泡，被血液带到全身。有的飘尘还附有苯并(a)芘或本身就是一些有毒的金属(如铬、铍、镍)化合物、石棉、砷化物等，可以致癌。细小的飘尘随呼吸道进入人体后将有一半粘附在肺部细胞上，是构成人类和动植物呼吸道疾病的重要原因。烟尘还能削弱日光和能见度，吸收日光中对人体有紫外部分，而使儿童的佝偻病增多。
防治烟尘污染措施主要有：1、改变燃料构成和燃烧方式。如用无污染或少污染的燃料(天然气、煤气、石油炼厂气或其他日光、沼气、风、潮汐等能源)代替煤炭；现有炉窑实行技术改革。2、区域集中供热，大的燃煤电站实行热电并供，以集中的高效锅炉代替分散的低效锅炉；3、采用各种烟尘消烟除尘方式。等等。
粉煤灰
从燃煤锅炉烟囱收集下来的烟灰称为粉煤灰。许多火电厂将粉煤灰与锅炉底部的沉渣(炉渣)一起排出，即粉煤灰渣。我国火电站每年排放的粉煤灰渣有近四千万吨，是一个重要的污染源。它不仅占用大量土地堆积，还常排放江河，使河道淤塞，河水变质。煤灰渣主要成份为硅酸盐、铝硅酸盐、氧化硅、硫酸盐等，含铁也相当高。它本身没有水硬胶凝性，但经磨细后， 在有水份的条件下，能与石灰等起化学反应生成水硬胶凝性的化合物，因此粉煤灰用途极广，主要用以制作建材。不少西方国家都反灰渣资源再技术作为国策的一环，美国更把灰渣列为矿产资源中的第七位，在1978年已有24.1%(约1641万吨)作为商品销售。我国最近也制定了粉煤灰水泥的国家标准，将其列为正式产品。粉煤灰还可用于水泥的活性混合材，混凝土的掺合料、烧结粉煤灰陶粒(人造骨料)、砌筑水泥(砂浆水泥)、填筑和筑路材料。粉煤灰的综合利用，需要电力、建材、建工、环保各部门统一认识，建设起我国的粉煤灰渣利用工业，从发展燃煤电站的除尘技术、干排灰技术到废料资源化、资源产品化、产品系列化等方面着手，解决粉煤灰的污染与利用问题。
硫铁矿渣
又称烧渣，是生产硫酸过程中，焙烧硫铁矿时产生的。一般每生产一万吨硫酸可产生约七千吨硫铁矿渣。由于烧渣中还有残硫，故排放水体，将使其严重酸化，腐蚀桥梁、船舶。
烧渣含铁量一般为百分之四十至四十五，经磁选、重选后，可提高至百分之五十到六十(同时脱硫)，是很好的炼铁原料，每一万吨硫铁矿渣可选出四千吨左右的炼铁原料，选余物还可供水泥厂用，此外，烧渣中还有不少有价金属，应考虑综合利用问题。目前我省烧渣除部分供水泥厂外，大部分未处理，值得注意。
钢渣、高炉渣
每生产一吨生铁要排出0.75吨高炉渣(国外由于高断的改进和大型化、矿石品位提高，已降到0.3吨)；每生产一吨钢，要排出0.25吨钢渣。高炉渣化学成份接近水泥的化学成份，活性比较稳定，抗磨、水化、吸水性能好，水淬工艺成熟，易于加工，回收利用合算。目前我国对高炉渣的利用率达百分之六十。而钢渣质硬、块大、不易破碎，水淬技术不很成熟，利用较难。高炉渣一般用于制矿渣水泥、矿渣磷肥、铸石、矿渣纤维、微晶玻璃等。碱性炼铁炉(如托马斯炉)的钢渣经水淬后渣中钢形成小粒，可经磁选回收。选余渣再制磷肥和水泥(其成本仅为普通水泥一半)。钢渣磷肥含磷及多种微量元素，适用于酸性土壤，能改良土壤，又可作饮料添加剂，其有效五氧化二磷为14～18%。国外对钢渣利用着重研究炉前水淬，使其先行粒化；或采用大面积分层铺渣破法(热泼法)。一般将钢渣返回烧结矿或直接回高炉代石灰石作助溶剂。
放射性物质
某些元素的不稳定原子核进行蜕变，放出甲(a)、乙(β)、丙()等射线，(能量的形式)，而自己变成一种新原子，这种不稳定我的元素称为放射性元素，有天然的(如锕、钍、铀等)和人工的(钚、锔、钔等)之分。含放射性元素的物质即放射性物质它，在工、农、医、国防各方面均有着极重要价值。但它通过空气、饮食等途径进入人体，以体内或体外照射方式危害人体健康。人体受放射性危害，轻者头晕、疲乏、脱发、红斑、白血球减少或增多、血小板减少；而大剂量照射，还会引起白血病及骨、肺、甲状腺癌变甚至死亡，放射性还能引起基因突变和染色体畸变。不同射线对人的危害也有差别，如σ一粒子的放射性物质将引起所接触到的组织的高深度放射性危害；而 －射线主要是外部辐射引起危害；β－射线穿透能力介于二者之间，既能引起外部辐射性烧作和皮肤恶化，又能透过外层组织引起体内放射性损伤。
防止或减少放射源发出的射线对人体的伤害，主要有以下三种防护手段： (一)距离防护：距离放射源越远，接触的射线就越少，受到的伤害也越小。(二)屏蔽防护：选取适当的屏蔽材料(如混凝土、铁或铅等)做成屏蔽体遮挡放射源发出的射线。(三)时间防护：尽可能减少与放射源的接触时间。在实际工作中，通常将上述三种防护手段组合应用。
海洋资源的开发利用与海洋环境
海洋资源类型
海洋中有丰富的资源。在当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下，开发利用海洋中丰富的资源，已是历史发展的必然趋势。目前，人类开发利用的海洋资源，主要有海洋化学资源、海洋生物资源、海底矿产资源和海洋能源四类。
海水可以直接作为工业冷却水源，也是取之不尽的淡化水源。发展海水淡化技术，向海洋要淡水，是解决世界淡水不足问题的重要途径之一。
海水中已发现的化学元素有80多种。目前，海洋化学资源开发达到工业规模的有食盐、镁、溴、淡水等。随着科学技术的发展，丰富的海洋化学资源，将广泛地造福于人类。
海洋中有20多万种生物，其中动物18万种，包括16000多种鱼类。在远古时代，人类就已开始捕捞和采集海产品。现在，人类的海洋捕捞活动已从近海扩展到世界各个海域。渔具、渔船、探鱼技术的改进，大大提高了人类的海洋捕捞能力。海洋中由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源，除了直接捕捞供食用和药用外，通过养殖、增殖等途径还可实现可持续利用。
在大陆架浅海海底，埋藏着丰富的石油、天然气以及煤、硫、磷等矿产资源。在近岸带的滨海砂矿中，富集着砂、贝壳等建筑材料和金属矿产。在多数海盆中，广泛分布着深海锰结核，它们是未来可利用的潜力最大的金属矿产资源(图3.14《深海锰结核》)。
海水运动中蕴藏着巨大的能量，它们属于可再生能源，而且没有污染。但是，这些能量密度很小，要开发利用它们，必须采用特殊的能量转换装置。现在，具有商业开发价值的是潮汐发电和波浪发电，但是工程投资较大，效益也不高。
海洋渔业生产
海洋渔业资源主要集中在沿海大陆架海域，也就是从海岸延伸到水下大约200米深的大陆海底部分。这里阳光集中，生物光合作用强，入海河流带来丰富的营养盐类，因而浮游生物繁盛（图3．15《大陆架剖面示意》）。这些浮游生物是鱼类的饵料，它们在海洋中分布很不均匀，一般在温带海区比较多。
温带地区季节变化显著，冬季表层海水和底部海水发生交换时，上泛的底部海水含有丰富的营养盐类，这些营养盐类来自海洋中腐烂的生物遗体。暖流和寒流交汇处或有冷海水上泛的地方，饵料比较丰富。这些地方通常是渔场所在地（图3．16《世界主要渔业地区的分布》）。因此，尽管大陆架水域只占海洋总面积的7．5％，渔获量却占世界海洋总渔获量的90％以上。
世界主要渔业国都分布在温带地区，这些温带国家鱼产品消费量高，市场需求大。中国和日本是世界海洋渔获量较多的国家。中国在充分利用近海渔场（图3．17《舟山渔场的沈家门渔港》）和浅海滩涂大力发展海洋捕捞和海水增养殖业的同时，远洋捕捞也获得了较大的发展。日本可耕地有限，人口密度高，因此海洋水产品在食品结构中比重较大。
海洋油、气开发
海底油气的开发，开始于20世纪初。它的发展经历了从近海到远海、从浅海到深海的过程。受技术条件的限制，最初只能开采从海岸直接向浅海延伸的油气矿藏。80年代以来，在能源危机和技术进步的刺激下，近海石油勘探与开发飞速发展，海洋石油开发迅速向大陆架挺进，逐渐形成了崭新的近海石油工业部门。
地质学家和地球物理学家通常利用地震波方法来寻找海底油气矿藏，然后通过海上钻井来估计矿藏类型与分布，分析是否具有商业开发价值。
海上钻井平台（图3．18《海上钻井平台》）是实施海底油气勘探和开采的工作基地，它标志着海底油气开发技术的水平。工作人员和物资在平台和陆地间的运输一般通过直升机完成。油气田离炼油厂一般都较远，油气要经过装油站通过船舶运到目的地，或直接由海底管道输送至海岸。
海底石油和天然气的勘探、开采是一项高投资、高技术难度、高风险的工程，国际合作和工程招标是可行方式之一。
海洋空间利用
世界人口迅速增长，使陆地空间显得越来越拥挤，海洋空间的开发利用问题越来越令人关注。海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分，随着人类逐步向海洋挺进，海洋将成为人类活动的广阔空间（图3．19未来海洋空间利用示意）。
海洋环境不同于陆地，它的环境和生态条件有其复杂性和特殊性。人类活动在近海和海洋表面，要抗御多变的海洋气象状况和海水的运动；深海活动要能适应黑暗、高压、低温、缺氧的环境；海水的腐蚀性强，海冰的破坏性大，对工程设备材料和结构有严格的要求。因此，海洋空间资源开发对科学技术和资金投入的依赖性大、技术难度高、风险大。
海洋空间利用已从传统的交通运输，扩大到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。交通运输方面包括海港码头、海上船舶、航海运河、海底隧道、海上桥梁、海上机场、海底管道等。生产空间有海上电站、工业人工岛、海上石油城、围海造地、海洋牧场等。通信和电力输送空间主要是海底电缆。储藏空间方面，有海底货场、海底仓库、海上油库、海洋废物处理场等。文化娱乐设施空间包括海洋公园、海滨浴场和海上运动区等。
海洋运输和港口建设
海洋曾经是人类从事交通运输的天然屏障。长期以来，人类一直在努力将海洋屏障变为海上坦途。最初，人们利用人力、风力或洋流作为动力，驾驶木船在近海活动。随着欧洲人到达美洲大陆，世界海洋航运由近海转向远洋。之后，世界大洋重要的航道陆续开辟。20世纪初，开辟了通往南极和北极的航道，巴拿马运河和苏伊士运河相继开通。现在，人类已经能够将船舶驶人世界任何海域（图3．20世界主要海运路线）。
20世纪60年代，世界石油生产和运输增长，大型油轮得到发展。集装箱船的兴起，带来了海洋货物运输的革命。今天，穿梭在辽阔海洋上的是百万吨级的大型集装箱货轮和巨型油轮。这些船舶不仅拥有无线电导航和全球定位技术等现代化仪器设备，还可以选择最佳航线服务，以节省能源和航时，减少危险。
沿海港口是海洋运输船舶停泊、中转和装卸货物的场所，也是人们开发利用海洋空间的主要场所。港口一般有一个服务区域，即腹地，该区域的商品和货物通过这个港口向外扩散。为了完成运输任务，港口要有配套的设施，如码头、装卸设备等，还要有高效率的运作服务。在港口发展过程中，受内外因素的影响，港口的规模、服务功能和范围可能有所变化。例如，某些国家的政府为吸引船舶来本国港口中转，对港口实行特殊政策，将港口辟为自由贸易区、自由港等，不需或很少缴纳费用。
荷兰的鹿特丹很早就是世界贸易的中心。之后，鹿特丹港又通过开凿连通北海的运河，改善水运条件而持续发展。鹿特丹利用中转散装货物的机能，发展了农、矿产品加工业和造船工业（图3．21鹿特丹港口的土地利用）。中继贸易也带动了腹地近代工业的迅速发展。第二次世界大战以后，西欧各国经济复兴，鹿特丹成为欧洲联盟的大门，港湾和航空设施得到完善，港口的中转机能更加突出。现在，鹿特丹是世界最大的港口之一，腹地覆盖了欧盟的半数国家。
围海造陆
沿海地区人地矛盾激化，使人们将眼光投向大海。荷兰人从13世纪就开始围海造陆，目前，荷兰有 1／5的国土是从海中围起来的。围海造陆是缓解人多地少矛盾的重要途径，但是它需要经过充分的科学论证，特别是做好以水利工程为中心的配套建设。
在近岸浅海水域用砂石、泥土和废料建造陆地，通过海堤、栈桥或者海底隧道与海岸连接，这种新建陆地称为人工岛。世界上一些沿海发达国家如日本、美国、法国、荷兰等都已建造了人工岛。其中以海上城市（图3．22日本神户人工岛）的规模最大、功能最齐全。兴建海上城市，工程和费用巨大，需要以强大的国力作基础。
澳门人多地少，有限的土地不足以满足发展居住、绿化、交通、工业、商业等的建设需要。澳门沿岸有许多淤积成的浅滩，有的在落潮时能露出水面，澳门人将它们视为良好的后备土地资源。 100多年来，澳门人利用填海造陆的办法使土地面积扩大了1倍（表3．2澳门历年土地面积的变化和图3．23澳门历年填海范围）。
海洋环境保护
海洋环境问题包括两个方面：一是海洋污染，即污染物进入海洋，超过海洋的自净能力；二是海洋生态破坏，即在各种人为因素和自然因素的影响下，海洋生态环境遭到破坏。
（一）海洋污染
海洋污染物绝大部分于陆地上的生产过程。海岸活动，例如倾倒废物和港口工程建设等，也向沿岸海域排入污染物。污染物进入海洋，污染海洋环境，危害海洋生物，甚至危及人类的健康。
工业生产过程中排出的废弃物是海洋污染物的主要来源，它们集中在大型港口和工业城市附近。1953－1970年，日本九州岛水俣湾发生的汞污染事件，就是因为工厂在生产有机产品过程中，排出含汞废物。这些有害物质流入海洋后，逐渐在鱼和贝类体内富集。最后导致100多人严重中毒，并先后死亡。
核电站和工厂排出的冷却水，水温较高，流入河口或海中时，往往给海洋生物带来影响。施入农田的杀虫剂随雨水流进河流，或者随土壤颗粒在河口附近淤积，最终进入海洋。偶发性的海上石油平台和油轮事故，引起石油渗漏和溢出，造成海洋污染。
（二）海洋生态破坏
除海洋污染外，人类的生产活动，例如工程建设和渔业生（围垦和滥捕等），以及自然环境的变化，例如全球变暖和海平面上升，都会使海洋生态环境遭到破坏和改变。人类对某些海洋生物的过度捕捞，导致海洋生物资源数量减少，质量降低，也使部分物种濒临灭绝。有些海岸工程建设和围海造田缺乏科学论证，破坏了海岸环境和海岸带生态系统。目前，海洋开发活动还缺乏综合的、长远的规划、综合效益比较差。
石油污染和监测防治
沿海工业生产和海运航线上的船舶，是石油污染的主要来源。因此，石油污染区域集中于沿海水域和海上航道沿线。由意外事故造成的石油泄漏，因为污染迹象明显，污染物集中，危害严重，因而倍受公众的关注，也是目前治理污染的重点。
为减少意外事故的发生，很多国家在试验新的原油装载方法。有些国家配备了除污船，用来清除港口水面垃圾和污油。
海洋权益和《联合国海洋法公约》
20世纪60年代以来，出现了世界性的开发海洋热潮。海洋科学和技术迅猛发展，成为当代新技术革命的重要领域之一。为适应国际海洋开发、保护和管理的新形势，国际社会经过20多年的努力，通过了《联合国海洋法公约》，并于1994年11月16日正式生效。海洋法公约的诞生，使国际海洋法律制度发生了重大变革。例如，长期争执不休的领海宽度问题得到了解决；国际海底及其资源确立为人类的共同继承财产。
根据《联合国海洋法公约》，全球144个沿海国家除拥有12海里领海权外，其管辖海域面积可外延到200海里，作为该国的专属经济区，享有勘探、开发、利用、保护、管理海床上覆水域及底土自然资源的主权。我国管辖海域面积为473万平方千米，约相当于我国陆地面积的二分之一，因此，加强海洋综合管理显得日益重要。
《联合国海洋法公约》的诞生，为建立国际法律新秩序迈出了重要一步。但是，因为《联合国海洋法公约》要兼顾各个国家的利益和要求，还有许多不完善和不明确之处。因此，在实施过程中，必然会产生一些新的矛盾和问题。例如，在封闭和半封闭的海域，周边国家主张的200海里专属经济区就有可能存在着重叠，还有一些岛屿主权争议和渔业资源分配等问题，这些都有可能成为相邻国家关系紧张，甚至引发国际冲突的新的因素。因此，相邻国家间管辖海域划界和海洋权益，要求有关国家本着友好协商的精神，予以公平合理的解决。
海水化学资源概况
海洋化学资源是指海水中所蕴含的可供人类利用的各种化学元素。海水的成分非常复杂，全球海洋的含盐量就达5亿亿吨，还含有大量非常稀有的元素，如金达500万吨，铀达42亿吨，所以海洋是地球上最大的矿产资源库。海洋资源的持续利用是人类生存发展的重要前提，目前，全世界每年从海洋中提取淡水20多亿吨、食盐5000万吨、镁及氧化镁260多万吨、溴20万吨，总产值达6亿多美元。水是生命之源，世界上缺水的地区愈来愈多，海水淡化已成为获得淡水资源重要的途径，所有这些都是海洋化学要研究的。
海洋生物资源
1、海洋生物资源量估计。海洋是生物资源宝库。据生物学家统计，海洋中约有20万种生物，其中已知鱼类约1.9万种，甲壳类约2万种。许多海洋生物具有开发利用价值，为人类提供了丰富食物和其他资源。世界海洋浮游植物产量5000亿吨，折合成鱼类年生产量约6亿吨。假如以50%的资源量为可捕量，则世界海洋中鱼类可捕量约3亿吨。
2、海洋生物资源开发状况。开发海洋生物资源的主要产业是海洋渔业，另外还有少量海洋药用生物资源开发。1989年世界海洋渔业产量约8575万吨。1990年世界渔业总产量估计（正式统计数字尚未见报道）为1亿吨，其中海洋渔业产量也比1989年有所增长。其中，世界各大洋的渔业产量分别为：太平洋0.54亿吨，大西洋0.24亿吨，印度洋0.6亿吨。
各国海洋渔业的发展水平差别很大。长期以来，日本和原苏联是渔业产量超过1000万吨的渔业大国。中国的渔业发展比较快，1990年渔业产量达到1200多万吨，成为第一渔业大国。美国、加拿大和欧洲的一些国家，以及南朝鲜和东南亚的某些国家，渔业也比较发达。
3、海洋生物资源开发潜力。世界大洋生物资源的开发潜力是很大的。如前述各国专家所估计的，世界海洋渔业资源的总可捕量在2-3亿吨之间，目前的实际捕捞量不足1亿吨。另外，药用和其他生物资源也有很大开发潜力。近年来，日本等国正在探索大洋深水区的生物资源开发问题，首先是进行资源调查，同时开发新的捕捞技术。据报道，过去被认为是海洋中的荒漠的大洋深水区，蕴藏着大量的中层鱼类资源，其中仅灯笼鱼的生物量就有9亿吨，每年可捕量可达5亿吨。南大洋磷虾资源年可捕量可达0.5?亿吨。另外，水深200?000m的区域也有许多其他经济鱼类，如长尾鳕科鱼类，深海鳕科鱼类，平头鱼科鱼类，以及金眼鲷、鲽鱼等，可捕量约3000万吨。
海洋矿藏资源概述
用“聚宝盆”来形容海洋资源是再确切不过的。单就她的矿产资源来说，其种类之繁多，含量之丰富，令人咋舌。在地球上已发现的百余种元素中，有80余种在海洋中存在，其中可提取的有60余种，这些丰富的矿产资源以不同的形式存在于海洋中：海水中的“液体矿床”；海底富集的固体矿床；从海底内部滚滚而来的油气资源。
海水中最普通的是盐，即氯化钠，是人类最早从海水中提出的矿物质之一。另外还有一种镁盐，它们是造成海水又咸又苦的主要原因。除了这两种外，还有钾盐、碘、溴等几十种稀有元素及硼、铷、钡等，它们一般在陆地上比较少，而且分布较分散，但又极具价值，对人类用处很大。
据估计海水中含有的黄金可达550万吨，银5500万吨，钡27亿吨，铀40亿吨，锌70亿吨，钼137亿吨，锂2470亿吨，钙560万亿吨，镁1767万亿吨等等。这些东西，大都是国防工农业生产及生活的必需品。例如镁是制造飞机快艇的材料，又可以做火箭的燃料及照明弹等，是金属中的“后起之秀”，而世界上目前有一半以上的镁来自海水。
海水是宝，海洋矿砂也是宝。海洋矿砂主要有滨海矿砂和浅海矿砂。它们都是在水深不超过几十米的海滩和浅海中的由矿物富集而具有工业价值的矿砂，是开采最方便的矿藏。从这些砂子中，可以淘出黄金，而且还能淘出比金子更有价值的金刚石、石英、钻石、独居石、钛铁矿、磷钇矿、金红石、磁铁矿等，所以海洋矿砂成为增加矿产储量的最大的潜在资源之一，愈来愈受到人们的利用。
这种矿砂主要分布在浅海部分，而在那深海底处，更有着许多令人惊喜的发现：多金属结核锰结核就是其中最有经济价值的一种。它是1872-1876年英国一艘名为“挑战号”考察船在北大西洋的深海底处首次发现的。这些黑乎乎的，或者呈褐色的锰结核鹅卵团块，有的象土豆，有的象皮球，直径一般不超过20厘米，呈高度富集状态分布于300-6000米水深的大洋底表层沉积物上。
据估计整个大洋底锰结核的蕴藏量约3万亿吨，如果开采得当，它将是世界上一项取之不尽，用之不竭的宝贵资源。目前，锰结核矿成为世界许多国家的开发热点。在海洋这一表层矿产中，还有许多沉积物软泥，也是一种非同小可的矿产，含有丰富的金属元素和浮游生物残骸。例如覆盖一亿多平方公里的海底红粘土中，富含轴、铁、锰、锌、锢、银、金等，具有较大的经济价值。
近年来，科学家们在大洋底发现了33处“热液矿床”，是由海底热液成矿作用形成的块状硫化物多金属软泥及沉积物。这种热涂矿床主要形成于洋中脊，海底裂谷带中，热液通过热泉，间歇泉或喷气孔从海底排出，遇水变冷，加上周围环境中及酸碱度变化，使矿液中金属硫化物和铁锰氧化物沉淀，形成块状物质，堆积成矿丘。有的呈烟筒状，有的呈土堆状，有的呈地毯状从数吨到数千吨不等，是又一项极有开发前途的大洋矿产资源。
石油和天然气是遍及世界各大洲大陆架的矿产资源。石油可以说是海洋矿产资源中的“宠儿”，又被称为“黑色的金子”。据报告，1990年，全世界海上石油已探明储量达2.970×1010吨，海上天然气已探明储量达1.909×1013M3。油气加在一起的价值占了海洋中已知矿产物总产值的70%以上。
石油是“工业的血液”，然而目前全世界已开采石油640亿吨，石油的枯竭在所难免，从海湾战争可以看出石油的价值所在。所以人们转而求助的就是海洋石油资源。天然气是一种无色无味的气体，又称为沼气，成分主要是甲烷。由于含碳量极高，所以极易燃烧，放出大量热量。1000立方米天然气的热量，可相当于两吨半煤燃烧放出的势量。因此，天然气的价值在海洋中仅次于石油而位居第二。
海洋能源概述
浩瀚的大海，不仅蕴藏着丰富的矿产资源，更有真正意义上取之不尽，用之不竭的海洋能源。它既不同于海底所储存的煤、石油、天然气等海底能源资源，也不同于溶于水中的铀、镁、锂、重水等化学能源资源。它有自己独特的方式与形态，就是用潮汐、波浪、海流、温度差、盐度差等方式表达的动能、势能、热能、物理化学能等能源。直接地说就是潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。这是一种“再生性能源”，永远不会枯竭，也不会造成任何污染。
潮汐能就是潮汐运动时产生的能量，是人类利用最早的海洋动力资源。中国在唐朝沿海地区就出现了利用潮汐来推磨的小作坊。后来，到了11-12世纪，法、英等国也出现了潮汐磨坊。到了二十世纪，潮汐能的魅力达到了高峰，人们开始懂得利用海水上涨下落的潮差能来发电。据估计，全世界的海洋潮汐能约有二十亿多千瓦，每年可发电12400万亿度。
今天，世界上第一个也是最大的潮汐发电厂就处于法国的英吉利海峡的朗斯河河口，年供电量达5.44亿度。一些专家断言，未来无污染的廉价能源是永恒的潮汐。而另一些专家则着眼于普遍存在的，浮泛在全球潮汐之上的波浪。
波浪能主要是由风的作用引起的海水沿水平方向周期性运动而产生的能量。
波浪能是巨大的，一个巨浪就可以把13吨重的岩石抛出20米高，一个波高5米，波长100米的海浪，在一米长的波峰片上就具有3120千瓦的能量，由此可以想象整个海洋的波浪所具有的能量该是多么惊人。据计算，全球海洋的波浪能达700亿千瓦，可供开发利用的为20-30亿千瓦。每年发电量可达9-万亿度。
除了潮汐与波浪能，海流可以作出贡献，由于海流遍布大洋，纵横交错，川流不息，所以它们蕴藏的能量也是可观的。例如世界上最大的暖流——墨西哥洋流，在流经北欧时为1厘米长海岸线上提供的热量大约相当于燃烧600吨煤的热量。据估算世界上可利用的海流能约为0.5亿千瓦。而且利用海流发电并不复杂。因此要海流做出贡献还是有利可图的事业，当然也是冒险的事业。
把温度的差异作为海洋能源的想法倒是很奇妙。这就是海洋温差能，又叫海洋热能。由于海水是一种热容量很大的物质，海洋的体积又如此之大，所以海水容纳的热量是巨大的。这些热能主要来自太阳辐射，另外还有地球内部向海水放出的热量；海水中放射性物质的放热；海流摩擦产生的热，以及其他天体的辐射能，但99.99%来自太阳辐射。因此，海水热能随着海域位置的不同而差别较大。海洋热能是电能的来源之一，可转换为电能的为20亿千瓦。但1881年法国科学家德尔松石首次大胆提出海水发电的设想竟被埋没了近半个世纪，直到1926年，他的学生克劳德才实现了老师的夙愿。
此外，在江河入海口，淡水与海水之间还存在着鲜为人知的盐度差能。全世界可利用的盐度差能约26亿千瓦，其能量甚至比温差能还要大。盐差能发电原理实际上是利用浓溶液扩散到稀溶液中释放出的能量。
由此可见，海洋中蕴藏着巨大的能量，只要海水不枯竭，其能量就生生不息。作为新能源，海洋能源已吸引了越来越多的人们的兴趣。
