水是人类赖以生存和发展不可或缺的资源。随着经济的迅猛发展、人口的急剧膨胀和生活水平的不断提高，世界各国对水的需求也日益增加。
可是，世界上的淡水资源非常有限。当今全球共有100多个国家面临缺水，其中严重缺水的达20多个。而世界用水量仍以每年4％的速度递增，水源不足已影响了人类的生存环境和生产水平的提高。
为了解决水的问题，人类使用了很多方法。海水淡化就是其中的一种。海水淡化实际上是采取化学方法，将海水中的淡水与其内溶存的盐类和化学元素分离开来。
目前，海水淡化的方法已有几十种，其中主要的有蒸馏法、电渗透法、冷冻法、膜分离法等。蒸馏法是目前应用最多的淡化海水方法。进入20世纪80年代中期后，其产水量依然占总脱盐装置的60％以上。这种方法是先把海水加热、煮沸产生蒸汽，再把蒸汽冷激下来变成蒸馏水。依据所用能源、设备及流程不同，蒸馏又分为太阳能蒸馏、立式长管蒸馏、蒸汽压迫蒸馏、多级闪急蒸馏等多种。此外，以上方法的组合，也日益受到重视。用组合方法制造的淡水约占整个蒸馏法的一半。
现在，海水淡化的成本还很高，所以探索新的经济的海水淡化方法始终是各国主攻的目标。太阳能法目前是一些国家重点研究的一种海水淡化方法。日本新能源产业技术综合开发机构于1990年7月开始试验“太阳能发电河口水淡化系统”。该系统由直流输出65千瓦的太阳电池和电渗析法河口水淡化装置构成，作为具有太阳电池发电特性和电渗析技术脱盐特点的独立系统被开发使用。除了研制和开发新的海水淡化方法外，对现有的淡化方法进行多种形式的组合，也是当前海水淡化的发展方向。
淡化方法的主要组合形式有三种：即方法本身的组合及方法之间的组合，发电——淡化组合和发电——淡化——综合利用组合。尤其是后者，将是今后发展的趋势。
沙特阿拉伯在中东乃至世界都是成功应用海水淡化技术的典范。沙特海水淡化厂基本都是沿海湾和红海岸建的。20世纪80年代初，该国第一个大型海水淡化联合企业在西部的吉达地区建成投产，不仅解决了西部地区的缺水问题，也解决了全国1／3地区的用电问题。紧接着，又在东部朱拜勒地区建立了世界最大的海水淡化厂，日产淡化水13．18亿升，发电165万千瓦。同时，还修建了世界上最长的直径为1．5米、长为466千米的海水淡化输送管道，将淡化水从东部送到首都利雅得及其附近地区。目前，沙特有23个大型现代化海水淡化工厂，产量由1970年的日产0．2273亿升淡化水增加到1995年的23．16亿升，同时发电360万千瓦。下一步，沙特将再建造六个新的采用现代最新技术设备建设的大型海水淡化厂。届时，沙特海水淡化厂的总日产量将达到36．37亿升。
至1958年来，我国研究海水淡化技术取得了巨大的成就在蒸馏淡化方面，100立方米／日多级闪蒸扩试获得成功，日产5～50吨不同规模的多级闪蒸及压汽式舰船用蒸馏淡化装置已在工厂系列化生产，陆用负压低温压汽式30立方米／日海水淡化装置已经投入使用。我国用于苦咸水脱盐的反渗透膜研制成功，投入批量生产，并广泛应用于工业纯水、高纯木的制备，食品、制药和化学工业的浓缩、分离、提纯、水处理等化工过程。应用反渗透技术，先后出现了板框式、管式、卷式和中空纤维式等海水淡化装置，有些已进入了大规模的工业应用阶段。我国的电渗析淡化技术已基本成熟，现在使用电渗析淡化装置的部门已逾千家。
大海里的“草原”和“森林”
据统计，海洋里约1万多种植物，不过绝大多数都是低等的叶状植物，也就是海藻和海洋菌类。这些藻和菌类，大的如参天大树，小的肉眼几乎看不到。它们有的漂浮于海面，形成辽阔的海上草原；有的生长于海底，形成繁茂的海底森林。
在北大西洋中心，就有一块马尾藻形成的海上草原。由于这里风平浪静，水流微弱，飘浮的马尾藻不能远游，便在这里定居下来，并不断繁衍，覆盖了大约450万平方公里的海面，远远看去真像是一片辽阔无边的草原。于是这片海域有了“马尾藻海”的称号。
海洋植物不但可以构成一片片海上草原，而且那些长得高大的海藻，还可以形成巨大的海底森林。长在海底的藻类，不像陆地上的植物那样，扎根于土壤。而是用假根附着在海底或岩石上，直接从海水里获得营养物质。在南太平洋沿岸生长的“海藻树”，高3～15米，粗如人腿，退潮时才露出上部的枝叶。在北美洲的一些沿海地区，生长着一种“棕榈”，长在海底岩石上，不怕风浪冲击，高达90余米。有一种巨藻，是藻类之王，高几十米到百余米，有的甚至达到500米，其“叶片”就有40～100厘米长，它的寿命有12年之久。就是这些巨藻形成了海底森林。
对人类来说，海洋“草原”和“森林”也是宝贵的财富。许多海藻营养价值很高，如紫菜、海带、江篱、石花菜、海萝等，都是人们常吃的海菜。许多海藻具有相当高的药用价值，如海带含碘多，可治粗脖子病；紫菜可治高血压；海人草、铜藻、铁丁菜、青虫子等可入药驱蛔虫；萱藻、马尾藻、海蒿子等还可以提炼出抗癌药物呢！还有许多海藻是很好的氮肥和钾肥及重要的牲畜饲料。因此，人类正致力于开发海上草原和海底森林。
“黑色鹅卵石”的发现与开采
由英国海洋学家汤姆森教授担任首席
科学家的“挑战者”号海洋考察船于1872年从英国出发，驶向浩瀚的大西洋，开始了一次令全世界震惊的考察。次年2月18日，“挑战者”号航行到北大西洋加那利群岛的费得罗岛西南大约300千米海域时，用拖船采集到一些黑乎乎、类似鹅卵石的团块。
10多天后，他们又一次用拖网捞起了这种团块。简单化验表明：这种团块几乎全由纯净的氧化铁和氧化锰组成。不久之后，“挑战者”号又相继用拖船在大西洋、印度洋及太平洋的其他深海区共获取了约200升这样的团块。1882年，英国的约·雷默爵士和地学家雷纳教授开始对这些团块进行系统研究，证实其中含有大量的锰、铁、铜、镍、钴等元素。最后将它命名为“大洋锰结核”（正式称“大洋多金属矿”）。锰结核形似鹅卵石或土豆，也有的呈球状、皮壳状、团盘状、多角状、结节状、葡萄状……其大小迥异，但常见为1～25厘米，个别的可达1米以上。
锰结核主要都分布在远离海岸、水深在3000～5000米的深海大洋的表层沉积中。据统计，目前各大洋已知的锰结核总储量为3万亿吨；其中太平洋储量最为丰富，多达1．7万亿吨，内含锰4000亿吨、镍164亿吨、铜88亿吨、钴58亿吨。这些储量相当于目前陆地锰储量的400多倍、镍的1000多倍、铜的88倍、钴的5000多倍。如果以世界每年消耗锰2400万吨计，可供人类使用1．6万年以上；如果以世界每年消耗钴5万吨计可供使用11万年以上；如果以世界每年消耗铜400万吨计，可供全世界使用2200年；如果以世界每年消耗镍60万吨计，可供全世界使用2．5万年以上。更为有趣和有意义的是，锰结核还在不断地生长。据美国科学家梅鲁称，太平洋底的锰结核以每年1000万吨左右的速度在“疯狂”地生长。
如果只从每年在太平洋底新生出来的锰结核中提取金属的话，其中铜即可供全世界用3年，钴可用4年，镍可以用1年。因而，毫不夸张地说，深海中的锰结核的确称得上是—种取之不尽、用之不竭的矿产资源，为了使这些深藏于海底的宝藏尽早发挥它们的价值，美、日、法、德、英、加拿大等从20世纪50年代起即开始深海锰结核的勘探，并组织试采和加工处理。在20世纪50年代，前苏联出动“勇士”号先对太平洋和印度洋，而后对大西洋实施调查。美国的锰结核调查研究工作起步于1958年，1962年以来，美国一些公司正式进行锰结核的调查和勘探。70年代初，美国锰结核研究勘探工作全面展开。1975年2月25日，美在内务部建立大洋采矿管理局，以管理美国的海洋采矿公司。经过多年的调查勘探，美国在此领域卓有成效。1978年，美国一家地质研究所正式出版了《海底沉积物和锰结核分布图》，使世界各国对各大洋特别是太平洋海域的锰结核情况有了较全面、正确的了解。
我国从20世纪70年代中期以来，陆续开展了大洋海底资源的勘察活动，并且制定了大洋锰结核资源调查开发研究计划。从1987年12月10日我国签署《联合国海洋法公约》以后，上述计划执行规模更加扩大。到1990年，我国先后在太平洋赤道水域、中太平洋海盆和东太平洋海盆进行了数十次调查，调查面积达200多万平方千米，总投资6亿多美元，从而在太平洋CC区范围内选出有足够商用价值、可供采矿作业的结核矿区30万平方千米。1990年8月22日，我国向联合国国际海底管理局和国际海洋法法庭筹委会申请国际海洋矿区，要求登记为先驱投资者，并要求分配到一定的国际海底矿区，目的是遵照《联合国海洋法公约》所确定的原则，开辟新的矿产资源的来源，满足我国对矿产资源的部分需求。
