1947年,美国在墨西哥湾建成一个由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,不用多久,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。
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。
二次世界大战前后,挪威在欧洲是一个穷国。20世纪60年代中期,在北海发现石油后,在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。
丰富的海洋资源
海水淡化
汪洋大海水是多,可那是不能喝的,也不能灌溉土地。海上航行,一旦发生断水事件,那比遇上飓风还要糟糕。据调查,地球上缺水的干旱地区和半干旱地区有5000万平方千米,占陆地面积的34%。
随着人口的增加,经济事业的发展,供水量越来越大。全世界工农业生产用水和居民的生活用水,1900年是400立方千米,现在是3000立方千米,到21世纪需要6000立方千米。我国首都北京,现在有8个自来水厂,供水量比1949年增加了27倍,仍然满足不了各方面用水的需要。
1979年联合国水利会议上,有人大声疾呼:“水在不久以后,将成为一个严重的社会危机!”解决用水问题,就要开辟水源。既然地球上有70.8%水域面积,又何愁没有水用呢?原来海水是不能喝的,主要是因为含盐太多,海水平均含量3.5%,人喝了海水,不仅不能解渴,而且还会渴得更加厉害。含盐分的水进入人体内,随即从肾脏变成尿排出体外,人体肾脏排泄盐的功能非常有限,最高不能超过2%。遇到高于这种浓度的情况,口渴得不行,生理上要求补充淡水把留存体内的盐水稀释。如果喝100毫升海水,必须补充75毫升淡水去稀释。倘若没有淡水去稀释,人体机能自动把细胞里面的水挤出来,去稀释盐分,再排出体外。这样一来,你喝进去100毫升,排出去175毫升,岂不是得不偿失?不仅不能解渴,反而渴得更加厉害,严重的还会出现脱水现象。如果人体失水11%~20%,就会抽搐、耳聋、视觉模糊、精神紊乱,甚至死亡。
所谓海水淡化,主要就是去掉海水中过多的盐分。16世纪英国女皇颁布一道嘉奖令,谁能想出廉价淡化海水的办法,可以得1万英镑的奖赏。这道嘉奖令发布了快400年,仍没有人拿到这笔奖金。原因是海水淡化的方法虽多,但耗费都比较高,没有廉价的。
1606年,西班牙船工用蒸馏器在大帆船上提炼出了淡水,开创了人工淡化海水的先例。但是平日喝的水,里面含有人体需要的硫酸钾、硫酸镁、碳酸氢钠等微量元素。蒸馏水成分单一,久喝有损健康。所以直至今天,大海行船,都是预先储足用水,就像储足煤、油、粮食一样。航行中缺水断水,可以电话通知补给船送来。补给船就像公路上的加油站,它的任务是专给来往船舰加油添水的。贵是贵一点,可比海水淡化还要合算些。
现已经普遍采用低温蒸馏法淡化海水。大家知道,高山上煮东西,压力小,不到100益就开了。如果只有1/43个大气压,水温20益就沸腾起来了。
行船的废气废热用在低温蒸馏机上,便可得到廉价的淡水。海水淡化还有电渗析法、反渗析法、冷冻法。以上方法中,采用低温蒸馏法最普遍,占了90%以上。日本主要用反渗析法,最近一种低压、高流量、高脱盐率的反渗透膜研制成功,也可以获得廉价的淡水。
这个“廉价”,只是对过去而言,最早淡化海水,1千克石油仅能生产35千克淡水,现在1千克石汕可以生产300千克淡水,当然可以算廉价,但比之自来水公司供应的水,那要贵7~10倍,所以英国女皇颁布的嘉奖令,至今仍有效,一直到目前,谁也没有去领这笔奖金。
海水淡化,都是在缺水无可奈何的情况下进行的,例如中东干旱缺水的科威特和沙特阿拉伯,气候炎热,年平均温度33益,夏季最高52益,年降雨量37毫升,那里沙丘起伏,荒漠纵横,没有一处常年积水的江河湖泊,居民吃水用水,严加限制,工业用水更是困难之极。过去只好靠船载车拉,到国外去运水,现在已建起了许多淡化工厂,并将淡化的水储存在高耸入云、巍峨壮观的具有本民族艺术风格的水塔之中,保证居民的用水。
海水制盐
人必须每天吃盐,才能维持体液的正常盐分。人的血清中含盐0.9%。所以浓度为0.9%的盐水叫做生理盐水,注射用的就是这种生理盐水。健康人每天需要补充10~12克盐。盐对人体的新陈代谢起着重要的作用。胃液中的盐酸就是由盐产生的,盐酸不仅有帮助消化的作用,而且有杀菌作用,它能杀死随食物进入胃里的细菌。所以食盐不仅是重要调味品,也是人体正常生理活动所必不可少的物质。
古代人,缺少制盐的技术,面对含盐极其丰富的大海,却没有盐吃。那些远离海洋的人,盐就是“宝”,是“宝中之宝”。公元6世纪,撒哈拉南部,50克食盐可换50克黄金。阿比西尼亚曾以盐砖作通用货币,用3~5块盐砖能买回一个奴隶。古代有些国王就餐,盐便放在他的面前,同桌吃饭,只有王公贵族,才能坐在盐的附近。盐成了区分人的地位的标志。有些国家用盐支付工资,古罗马士兵领饷就是领盐。难怪英文“工资”(salary)一词是从“盐”(salt)演化来的。那时候,盐的特殊地位是我们今天无法想象的。人们随身带着一包盐,驱邪压惊,就像护身符一样,遇上不幸,就轻轻呼唤:“我要吃盐,我要吃盐”。
就像今天念“南无阿弥陀佛”,或者“菩萨保佑”一样。如果有人不慎把盐罐子碰翻了,打碎了,那就预示着大祸将要临头。
我们说盐是“宝中之宝”,也许有的少年朋友会笑,1元钱买500克,哪有这么便宜的“宝”?是的,工业发达的今天,盐是最便宜的,海水中的盐多得不得了,世界海洋平均盐度为35译,1吨海水里面含了35千克盐,如果把所有海水中的盐提取出来覆盖在大陆上,那足有150米厚。但我们仍要称它是“宝中之宝”,因为它的用途,它对国计民生的意义实在太大,别的东西无法取代它。
从海水中取盐,最普通的是采用太阳蒸发法,先把海水引入盐田,经过日晒风吹,盐分不断加大,变成苦卤,苦卤再晒,排除氧化铁、硫酸钙之类的杂质,析出盐分,使之成为氯化钠结晶,便得到海盐。还有采用其他方法的,如前苏联、瑞典这些高纬国家采用冷冻法;日本因温度和降雨条件不利,不适宜用蒸发法,所以主要采用电渗析法。冷冻法和电渗析法既是海水淡化的方法,又是海水盐制的方法,两道工序一次完成,一箭双雕,利益倍增。
我国海岸线长达18000多千米,海滩平坦辽阔有大量土地可以开辟为盐田,气候也适于晒盐,特别是渤海、黄海沿岸,降雨量少,蒸发量大,生产食盐,极为方便。
我国海水生产食盐的历史悠久,相传公元前4000多年夙沙氏就教民煮海水为盐,从福建省发掘出土的古物中即有熬盐工具,证明早在仰韶时期,当地已用海水煮盐。春秋时期,管仲作了齐桓公的宰相,专设了盐官煮盐。大约到明朝永乐年间,开始废锅灶,建盐田,改火煮为日晒。
我国过去多采用涨潮纳水,人工扒盐,手推车运等一套老办法,盐民十分辛苦。现在已经实现机械化生产,电力机械扬水,收盐机扒盐,水力管道运输,产量大大增加,年产量1000万~1500万吨,居世界首位。我们还在盐场新建了一批化工厂,生产氯化钾、氯化镁、芒硝、溴素等多种产品,在综合开发、充分利用海水资源方面取得了好成绩。
海水提铀