1670年前后，英国玻意耳研究了海水的含盐量和海水密度变化的关系，这是海洋化学研究的开始。1819年，马塞特发现世界大洋海水中主要成分的含量之间，有几乎恒定的比例关系。1884年，迪特马尔发表了他对英国“挑战者”号调查船在1873～1876年间所采集的77个海水样品进行分析的结果，进一步证实了世界大洋海水中，各主要溶解成分的含量之间的恒比关系。 & b% Z7 X! ?2 c9 G. G' e) [
1900年前后，丹麦克努曾等学者建立了氯度、盐度和密度的测定方法。20世纪30年代，芬兰布赫建立了海水中碳酸盐各存在形态的浓度计算方法。英国哈维系统地研究了海水中氨、磷、硅等元素的无机盐对浮游生物的营养作用，于1955年出版了他的《海水的化学与肥度》一书，它成为当时关于海洋生物生产力的化学的经典著作。 ' a8 }1 j: g6 z4 D
1959～1962年，瑞典物理化学家西伦和美国地球化学家加勒尔斯等人先后运用物理化学原理，对海水中各类化学平衡进行了一些定量的研究，使化学海洋学从定性描述阶段逐步过渡到定量理论研究阶段，初步建立了海洋物理化学的理论体系。同时，随着对一些元素的地球化学问题的深入研究，逐渐形成了海洋地球化学，它研究海洋中各种元素的化学过程，是化学海洋学的一个重要分支。
) t- i- [, O& Q/ a9 i 根据1971～1980年“国际海洋调查十年规划”，进行了“海洋断面地球化学研究”等一系列课题的研究，弄清了大洋中许多物质的时空变化，提出了揭示大洋化学特征的全球模式，使化学海洋学得到新的发展。当前进行的“海洋瞬时示踪剂”研究计划，将更深入地探索海洋中的一些规律。
* E/ U" ~* ^! t1 `1 w 海洋化学是从化学物质的分布变化和运移的角度，来研究海洋中的化学问题的，故有突出的地区性特点。它既研究海洋中各种宏观化学过程，如不同水团在混合时的化学过程、海洋和大气的物质交换过程、海水和海底之间的化学通量和化学过程等。也研究海洋环境中某一微小区域的化学过程，如表面吸附过程、络合过程、离子对的缔合过程等。
1 y% v7 C7 Z- I( i# O8 f 由于海洋是一个综合的自然体系，在海洋的任一个空间单元中，常可能同时发生物理变化、化学变化、生物变化和地质变化，这些变化往往交织在一起。因此化学海洋学要同物理海洋学、生物海洋学和地质海洋学相互渗透和相互配合，才能全面地研究海洋学问题。 & ?, G. j: W, H# Y" r' u7 M1 ^
海洋资源化学主要研究从海洋水体、海洋生物体和海底沉积层中开发利用化学资源的化学问题。对海洋资源的开发，早期是从海水提取无机物，包括制盐、卤水或海水的综合利用，比如提取芒硝、钾盐、溴、镁盐或其他含量较低的无机物；近代还研究海水淡化、海水中铀的提取、海洋生物天然产物的分离等。 , m5 k4 t8 l$ t& I9 [8 P
此外，开发海洋的工程设施，存在一些亟待解决的化学问题，诸如金属在海水中的腐蚀，防止生物对设备或船体的污着等，也是海洋化学所研究的内容。
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