天津科技大学化学海洋学复习资料(DOC)

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化学海洋学答案

化学海洋学答案

课程名称:《化学海洋学》(考试方式:闭卷,考试时间:,考试要求:)一,填空( 每空1分,共计20分)1)海洋有机质按生物化学类别分类可分为_类脂物、碳水化合物、氨基酸和多肽、腐殖质,烃和氯代烃、维生素类和色素。

2)开阔大洋表层水盐度通常在___亚热带海域____(赤道海域、亚热带海域、亚极地海域)出现极大值。

3)在现场大气压为101.325 kPa时,一定温度和盐度的海水中,某一气体的饱和含量称为该温度、盐度下该气体的___溶解度_____。

4)在海-气界面气体交换的薄膜模型中,一般而言,风速约大,薄膜层厚度越_____薄___,海-气界面气体交换通量越_____大___ 。

5)在海-气界面气体交换的薄膜模型中,气体分子的海-气净扩散通量与该气体分子的分子扩散系数有关,一般而言,水体温度的增加,分子扩散系数越__大______;气体分子量越大,分子扩散系数越___小____ 。

6)在全球海水碳储库中,___ DIC _____的储量最多,其下依次是__ DOC_____和_ POC _。

(从DIC、DOC、POC、PIC中选择)。

7)假设某海水的pH值完全由其无机碳体系所控制,则温度升高时,pH值降低;盐度增加时,pH值增加;压力增加时,pH值降低;Ca(Mg)CO3沉淀形成时,pH值降低。

二,名词解释(每小题5分,共计20分)1)新生产力由光合作用区域以外所提供营养盐支持的净初级生产力份额,称为新生产力2)富营养化海水中营养物质过度增加,并导致生态系统有机质增多、低氧区形成、藻华暴发等一些异常改变的过程。

3)成岩作用沉积物在沉积和埋藏时所发生的所有过程的通用术语。

它包括沉积物与上覆水接触时所发生的变化以及沉积物和上覆水脱离接触时所发生的变化。

成岩过程改变了沉积物的构造、结构和矿物学性质,并导致最后形成坚硬的岩石。

4)表观溶解氧假设海表面水体与大气处于平衡,水体的含氧量达到饱和,水体下沉后,由于有机物等的分解,氧的含量发生了变化,两者之差称为AOU。

海洋化学复习资料

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第一章1.化学海洋学的研究内容:(p2)研究海洋环境中各种物质的含量,存在形式,化学组成及其迁移变化规律以及控制海洋物质循环的各种过程与通量,特别是海——气,海——底,海——陆,海——生等界面的地球化学过程与通量,可用“含量,迁移,过程,通量”来概括化学海洋学的研究内容。

2.化学海洋学的奠基者-挑战者号的意义(p3,p6)化学海洋学是一门年轻的学科,以英国的“挑战者”号调查为起点。

挑战者号航行了13万千米,调查了南北美,南非,澳大利亚,新西兰,香港,日本及数百个大西洋和太平洋岛屿,获得了大西洋,太平洋和南大洋大约1.3万种不同的动物和植物样本以及1441份水样,成功地确定了海底的两个主要路标:大西洋中脊和马里亚纳海沟。

挑战者号对深海的勘测以及对世界海洋的温度,洋流,化学成分,海洋生物的调查,开启了人们对海洋物理,化学和生物学性质的了解。

第二章1.水的性质❖水具有异常高的冰点和沸点,导致其具有高的热容量❖水具有异常的密度变化❖水中盐分的增加导致渗透压增加❖水中盐分的增加导致冰点的降低以及达到最大密度的温度降低❖水是极好的溶剂2.现代海水的种类:颗粒物质,胶体物质,气体,真正溶解物质颗粒物质:由海洋生物碎屑等形成的颗粒有机物和各种矿物所构成的颗粒无机物;胶体物质:多糖、蛋白质等构成的胶体有机物和Fe、Al等无机胶体;气体:保守性气体(N2、Ar、Xe)和非保守气体(O2、CO2);真正溶解物质:溶解于海水中的无机离子和分子以及小分子量的有机分子。

3.海水的元素组成:微量元素,常量元素常量元素:在海水中的浓度一般高于0.05mmol/kg,其中包括钠,钾,钙,镁,Sr等5种阳离子,氯,硫酸根,溴,碳酸氢跟(碳酸根),氟等5中阴离子和H3BO3 分子,它们构成了海水溶解态组分的99%以上微量元素:在海水中的浓度一般小于0.05μmol/kg,包括Li,Ni,Mn,Fe,Zn,Pb,Cu,Co,U,Hg等金属元素4.Marcet-Dittmar恒比定律,原因(p18-19)Marcet-Dittmar恒比定律:尽管各大洋各海区海水的含盐量可能不同,但海水主要溶解成分的含量间有恒定的比值原因:水体在海洋中的迁移速率快于海洋中运输或迁出这些元素的化学过程的速率。

化学海洋学复习题教学文稿

化学海洋学复习题教学文稿

化学海洋学复习题化学海洋学期末考核题型填空题(约20分)单项选择题(约10分)正误判断题(约10分)概念解释(约15分)简答题(约35分)化学海洋学常识性数据1、标准海水的实用盐度通常为35;其氯度为19.475‰。

2、海水的总碱度约为2.3mmol/L;其中碳酸碱度所占比例最大。

3、海水的pH范围约7.5-8.5之间,所以海水一般呈弱碱性,一般认为海水得pH主要受二氧化碳体系的控制;陆地水一般呈弱酸性。

4、海水的离子强度约为0.7(单位?);密度约为1.025(单位?)。

5、化学海洋学最关注在海水中停留数天的悬浮颗粒。

6、钾40对海水中放射性贡献的百分比。

7、海水中平均停留时间最长、最短的元素及其停留时间。

8、海水中水的平均停留时间。

9、海水的更新时间。

10、到目前为止,海水中被鉴定的有机物大约占到50%。

11、海水中含量最多的元素及其在海水中的含量。

12、海水的平均深度近4000米,最大深度约11000米;风混合层深度约40米,真光层深度在200以内,温跃层下缘深度0米(极锋处)~1000米(赤道附近);13、海水垂直方向上的混合强度远远弱于水平方向。

海水中分子扩散系数、垂直和水平方向上的涡流扩散系数的数量级。

14、海水中的氮元素95.2%以溶解氮气的形式存在,而氮气生物与化学惰性突出。

15、海水体系中DIC、DIP、DISi、DIN的主要存在形式及其所占比例。

问答题(部分示例,具体考核内容以各章知识点为准)1、请多角度概括海水的化学组成。

2、为什么(相对于大西洋而言)太平洋深层水中硅的富集倍数,高于氮和磷。

3、河口海区水体化学环境的特殊性体现在哪些方面?4、海水中生源要素水平分布的典型特征是什么?请解释该分布的成因。

5、请解释海水化学物质的来源和维持海水化学组成恒定的机制。

6、什么是元素在河口水体中的保守和非保守行为;它有哪几种类型,并分别解释;影响元素非保守行为的因素是什么?7、简述18O或氘的纬度效应及其成因。

海洋化学复习

海洋化学复习

⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧+↓=++↓=+↑++=+⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧+↓=+↑++=+⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧↑++=+↓=+++⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧42243232224242323232222322232343223)(22)(CO O H SO Na :2)()(CO O H 2NaCl 2HCl 7PH CO O H 2NaHCO Cl NH NaHCO NaCl CO O H NH NaCl SO Na OH Cu NaOH CuSO NaOH CaCO OH Ca CO Na SO H CO Na NaOH CaCO OH Ca CO Na OH Ca CO Na CO Na 与碱反应:与酸反应性质溶解性根离子组成的化合物定义:由金属离子与酸盐日常生活中用途广泛用途:重要化工原料,反应:与与酸反应:>与指示剂作用:化学性质纯碱原理、石灰石、氨等原料:碱海水制碱:氨碱法制纯生物资源动力资源矿产资源结晶法蒸馏法海水淡化多金属结核(锰结核))天然气水合物(可燃冰油、天然气常见化石燃料:煤、石海底矿物水盐分--“海水提镁”海水中物质化学资源海洋资源第六单元 海水中的化学 复习学案【复习目标】1、 了解海水淡化、海水晒盐的过程,认识饱和溶液、结晶等概念。

2、 掌握溶解度曲线的意义,会根据溶解度曲线提供的信息来解决实际问题。

3、 了解粗盐提纯的实验方法,认识食盐在生产、生活中的重要用途。

4、 了解氨碱法制纯碱的简单原理和主要流程,掌握纯碱的性质。

【本章知识网络】【复习过程】考点1、海洋化学资源一、 基础知识梳理1、 人类提取海水中的多种元素来大量制备对我们有用的物质,从海水中提取镁的过程为: ( ) ( ) ( ) ( )上述过程所涉及到的化学反应为:①②③2、 海底不仅蕴藏着大量的煤、石油、天然气的部分常规化石燃料,还有一种新型矿产资源 ,又被称为3、海水淡化普遍采用的是 中的 。

海洋化学 期末复习资料

海洋化学 期末复习资料

海洋化学期末复习资料海洋化学期末复习资料第一章1.海洋化学的定义是什么,研究内容是什么?海洋化学是海洋科学的一个分支,研究海洋各部分的化学组成、物质分布、化学性质和化学过程,以及海洋资源开发利用中的化学问题。

研究内容概括:含量、迁移、过程、通量① 海洋环境中各种物质的含量、存在形式、化学组成和迁移规律;②控制海洋物质循环的各种过程与通量,特别是海-气、海-底、海-陆、海-生等界面的地球化学过程与通量。

2.海洋化学和化学海洋学的定义和区别。

化学海洋学是研究海洋各部分的化学组成、物质分布、化学性质和化学过程的科学,是海洋化学的主要组成部分。

海洋化学包括:化学海洋学、海洋资源化学区别:海洋化学是研究海水或海洋中物质的化学,主要是化学。

化学海洋学是用化学的方法来研究海洋。

3.海洋中广泛存在五种主要的化学过程,即:氧化还原作用、沉淀溶解作用、酸碱作用、络合作用、界面作用第二章1.海水中包含各种各样的物质,分为几类,分别是什么?(p16,元素存(以表格形式)颗粒物质:包括由海洋生物碎屑等形成的颗粒有机物和各类矿物所构成的颗粒无机物;胶体物质:包括多糖、蛋白质等构成的胶体有机物个fe、al等无机胶体;气体:包括保守性气体(n2、ar、xe)和非保守气体(o2、co2);真正的溶解物质:包括溶解在海水中的无机离子和分子,以及小分子量的有机分子。

2.marcet-dittmar恒比规律是什么?海水中常量元素基本保持恒定的原因是什么?影响海水中常量元素恒定性的原因是什么?Marcet-Dittmar常数比值定律意味着海水中大多数主要元素的含量比值基本不变。

(这意味着,无论盐度从一个地方到另一个地方如何变化,海水中主要元素的比例几乎是恒定的。

)海水中常量元素基本保持恒定的原因是:水体在海洋中的迁移速率快于海洋中输入或迁出这些元素的化学过程的速率。

(加入和迁出不改变海洋中元素总量,只改变离子浓度和盐度)海水常量成分恒定性成因:混合——海水通过循环、潮流、垂直流和其他运动不断混合。

环境海洋学化学部分复习资料[1]

环境海洋学化学部分复习资料[1]

一.名词解释1.常量元素:即海水的主要的成分。

除组成水的H和O外,溶解组分的含量大于1的仅有11种,包括、2+、2+、和2+五种阳离子,、42-、32-(3-)、和五种阴离子,以与H33分子。

这些成分占海水中总盐分的99.9%,所以称主要成分。

2.营养元素:主要是与海洋生物生长有关的一些元素,通常是指N、P和。

3.主要成分恒比定律:尽管各大洋各海区海水的含盐量可能不同,但海水主要溶解成分的含量间有恒定的比值,这就是海水主要成分的恒比定律,也称为恒比定律。

4.元素的保守性:海水中物质的浓度只能被物理过程(蒸发和降水稀释)而不被生物和化学过程所改变。

5.海水的碱度:在温度为20℃时,1L海水中弱酸阴离子全部被释放时所需要氢离子的毫摩尔数6.碳酸碱度:由32-和3-所形成的碱度7.硼酸碱度:由B()4-所形成的碱度8.海洋低氧现象:对水生生物的生理或行为,如生长速率、繁殖能力、多样性、死亡等产生有害影响的氧环境。

通常把溶解氧浓度不大于2作为缺氧判断临界值。

9.悬浮颗粒物:简称“悬浮物”,亦称“悬浮体”、“悬浮固体”或“悬浮胶体”,是能在海水中悬浮相当长时间的固体颗粒,包括有机和无机两大部分。

10.硝酸盐的还原作用:3-被细菌作用还原为2-,并进一步转化为3或4+的过程11.反硝化作用:3-在某些脱氮细菌的作用下,还原为N2或2的过程12.海洋生物固氮作用:通过海-气界面交换进入海水中的溶解N2,在海洋中某些细菌和蓝藻的作用下还原为3、4+或有机氮化合物的过程。

13比值:海洋漂游生物对营养盐的吸收一般按照C:N:106:16:1进行,这一比例关系常被称为比值。

14.营养盐限制:营养盐比例不平衡会导致浮游植物生长受制于某一相对不足的营养盐,通常被称为营养盐限制。

15.氮限制海区:一个海区含氮营养盐含量相对不足,导致浮游植物生长受制于氮营养盐。

16.磷限制海区:一个海区含磷营养盐含量相对不足,导致浮游植物生长受制于磷营养盐。

化学海洋学

化学海洋学
1. 海水的化学组成
内容概要: 海水的化学组成 海洋中元素的来源 元素的停留时间 海水组成恒定性理论 盐度、氯度的概念
1.海水的化学组成
1.1. 海水的化学组成
1.1.1 海水中的元素 (见表1.1, 浓度单位mg/kg)
海水中溶有 80 多种元素(目前确认的)。 含量大于 1mg/kg 的元素称为常量元素,共 15 种,
1. 海水的化学组成
1.1.2.2.营养元素 有广义营养元素和狭义营养元素的区别。 本课程所介绍的营养元素是狭义营养元素,指对海洋 生物生长起控制作用的、与海洋的生物生产力有关的元 素,指N、P、Si 当其含量较低时,浓度大小为生物活动强 弱所左右,故属于非保守成分;另一方面其浓度的大小, 常常成为海洋生物生长的控制性因素,故又称生原要素。 生源要素所有存在形式中能被海洋生物直接吸收利用的化 合物形式称为营养盐。 在海水中如As、Co、 Cu 、 Fe、 Mn、Mo等等微量元 素,也与生物生长密切相关,被称为微量营养元素。
[相当于CSTR]
输出R
Q、R = 组分y输入、输出海洋的速率 M = 组分y在海洋中的总量 dMy /dt = Qy -Ry 经无数次循环,海洋与地壳岩石间元素分布基本平衡。 所以有: dMy /dt = Qy -Ry = 0 即对同一种组分y而言:Qy = Ry 不同组分之间的 Q(R)各不相同。
1. 海水的化学组成
1.2.1.海洋形成简史参见导论P25:海水的起源与演化
地质学、矿物学及地球化学研究的许多结果表明:海水的 形成大概可分成三个时期: A,雏形期。自距今约40亿年至距今约27亿年。 1)在海洋形成之前,地球表面地质变化剧烈,地球化学组成 分异速率大,挥发性物质(H2O、CO2、N2、H2、CH4)被从地 壳中喷出形成原始大气,称为地球的排气作用。原始大气是 酸性的,CO2浓度很大。 2)在距今约40亿年时,历时几百万年的剧烈降雨和蒸发交替 出现,伴随着地球表面温度逐渐降低,终于形成覆盖全球表 面、深度差别不大的原始海洋。 3)陆地、深海大洋和板块运动出现得更晚些。陆地出现后, 陆地风化产物逐渐取代地球“排气”成为海水化学物质的主要 来源,陆地岩石中金属阳离子被输进海洋,海水也逐渐向弱 碱性转化。

天津科技大学化学海洋学复习资料

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第一章:海水的化学组成1. 海水中化学成分分成哪几类?如何理解这种分类方式?(1) 海水的元素构成:常量元素:含量大于1mg/kg的元素,共15种。

分别是O、H、Cl、Na、mg、S、Ca、K、Br、C、N、Sr、B、Si、F。

微量元素:含量小于1mg/kg的元素。

(2) 海水中的化学物质组成:主要成分:在海水中浓度大于1mg/kg的成分。

包括Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Sr2+、Cl-、SO42-、Br-、HCO3-(CO32)、F-、H3BO3共11种成分。

营养元素:非保守成分(生原要素或营养盐)N、P、和Si;微量营养元素As、Co、Cu、Fe、Mn、Mo等。

微量元素:在海水中的含量小于1mg/kg的元素。

溶解气体:海水中溶有大量的气体,它们主要来源于大气。

如氧、二氧化碳、氮及惰性气体等。

海水中的有机物质:海水中的有机物质,包括有生命的生物体、生物残体、生物的代谢物、排泄物和溶解有机物。

悬浮颗粒:可以在海水中悬浮数天的固体颗粒。

2. 海水中的常量元素、主要成分都是哪几种?(参看第1题)3. 什么是海水组成的恒定性?是谁首先提出的?1819年,Marcet提出“全世界所有的海水水样都含有同样种类的成分,这些成分之间具有非常接近恒定的比例关系,而这些水样之间只有含盐量总值不同的区别”。

1884年Dittmar仔细地分析和研究了“挑战者”号调查船在环球海洋调查航行期间从世界各大洋中不同深度所采集的77个海水水样,结果证实海水中主要溶解成分的恒比关系,即“尽管各大海各海区海水的含盐量可能不同,但海水主要溶解成分的含量间有恒定的比值。

4. 什么是海水中的溶解气体?海水中的溶解气体主要指溶存形式的气体分子,而不是指“气泡”,前者分布在海水的各个深度,后者集中出现在表层。

海水中的溶解气体种类(1)活性气体和非活性气体。

参与海水中生物和化学反应的气体称为活性气体,又称非保守气体;例如CO2、O2;不参与生物和化学反应,仅受物理过程影响的气体称为非活性气体,又称保守气体;例如惰性气体和氮气。

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第一章:海水的化学组成1. 海水中化学成分分成哪几类?如何理解这种分类方式?(1) 海水的元素构成:常量元素:含量大于1mg/kg的元素,共15种。

分别是O、H、Cl、Na、mg、S、Ca、K、Br、C、N、Sr、B、Si、F。

微量元素:含量小于1mg/kg的元素。

(2) 海水中的化学物质组成:主要成分:在海水中浓度大于1mg/kg的成分。

包括Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Sr2+、Cl-、SO42-、Br-、HCO3-(CO32)、F-、H3BO3共11种成分。

营养元素:非保守成分(生原要素或营养盐)N、P、和Si;微量营养元素As、Co、Cu、Fe、Mn、Mo等。

微量元素:在海水中的含量小于1mg/kg的元素。

溶解气体:海水中溶有大量的气体,它们主要来源于大气。

如氧、二氧化碳、氮及惰性气体等。

海水中的有机物质:海水中的有机物质,包括有生命的生物体、生物残体、生物的代谢物、排泄物和溶解有机物。

悬浮颗粒:可以在海水中悬浮数天的固体颗粒。

2. 海水中的常量元素、主要成分都是哪几种?(参看第1题)3. 什么是海水组成的恒定性?是谁首先提出的?1819年,Marcet提出“全世界所有的海水水样都含有同样种类的成分,这些成分之间具有非常接近恒定的比例关系,而这些水样之间只有含盐量总值不同的区别”。

1884年Dittmar仔细地分析和研究了“挑战者”号调查船在环球海洋调查航行期间从世界各大洋中不同深度所采集的77个海水水样,结果证实海水中主要溶解成分的恒比关系,即“尽管各大海各海区海水的含盐量可能不同,但海水主要溶解成分的含量间有恒定的比值。

4. 什么是海水中的溶解气体?海水中的溶解气体主要指溶存形式的气体分子,而不是指“气泡”,前者分布在海水的各个深度,后者集中出现在表层。

海水中的溶解气体种类(1)活性气体和非活性气体。

参与海水中生物和化学反应的气体称为活性气体,又称非保守气体;例如CO2、O2;不参与生物和化学反应,仅受物理过程影响的气体称为非活性气体,又称保守气体;例如惰性气体和氮气。

(2)微量气体。

以空气中的含量为区分标准,除N2、O2、Ar、CO2外的气体,例如:甲烷和一氧化碳。

(3)放射性气体。

例如;3H、222Rn、3He。

5. 海水是怎样形成的?海水物质的来源?(1) 最初的海水是伴随地球本身的形成,较轻物质从接近地核的中心向地表迁移形成大气和海水雏形;(2) 在地球地质结构成熟(15亿年)以前,原生火成岩中易溶物质和频繁的火山喷发带来的酸性挥发物质溶于地表水中,汇成海水;(3) 在地球地质状况进入稳定期后,陆地岩石风化后淋滤水携带溶解物质通过径流入海是海水物质的主要来源。

海洋中大部分的阳离子和一小部分阴离子看来似乎是来源于火成硅酸盐的风化和火山的排出物,并由河流带入海洋。

也有一部分来自海底的水热作用产物。

多数主要阴离子是来源于挥发性物质。

6. 理解表1.2与Goldschmidt模型的关系。

图1-4 Goldschmidt 地球化学平衡模型示意表1.2 海水中常量元素的种类和含量7. 会计算元素或某中成分在海水中的停留时间。

掌握几种主要元素的平均停留时间:富集元素:Cl 、Br 、Na 、Mg 、K 、S 、B 、Sr 、Rh 、U 、Ca 、C 、F预平衡元素:N 、P 、Si 、I贫乏元素:Al 、Fe 、Mn 、Cu 。

Q 、R :元素y 输入、输出海洋的速率M :元素y 在海洋中的总量显然:dMy /dt = Qy -Ry经无数次循环,海洋与地壳岩石间元素分布基本平衡。

所以有:dM y /dt = Q y -R y = 0该式称为稳定海洋假设,即对同一种元素y 而言:Q y = R y ;但不同元素之间的 Q 或R 各不相同。

海水中某种元素y 的平均停留时间定义如下:t y = My / Q y利用平均停留时间定义式,可以进行各种元素平均停留时间的计算,风化总量Ai 元素浓度a i 形成沉积量B i 元素浓度b i海水总量Ci 元素浓度c i Aa i = Bb i R 输入也可以对海水中其他组分(例如海水中的水分)进行这种计算;海洋中水的停留时间t W≈ 4000年(这里海水平均深度 4000 m、以海水平均蒸发量1 m/yr作为海洋中水的输出速率)。

8. 对维持海水化学组成的机制的理解:⑴影响海水化学组成的本质因素是元素的特性,主要是元素的水溶性和元素在海水中的地球化学活性;另外,元素在地球体系中的总存在量也制约着元素在海水中的浓度。

解释:元素在海水中以溶解态存在的前提是该元素存在形式是水溶性的,水溶性越强,海水中含量越多;在海水体系中,某元素的地球化学活性越弱,海水中含量越多。

不同元素的特性相异,导致海水各元素的含量差异。

如果一种元素在地球中本来存在量就小,那么它在海水中的浓度也不会大。

⑵维持海水化学组成的机制,有几种理论进行解释。

A.元素的地球化学循环平衡过程作为维持机制。

即:海水中某种元素的多少,是由该元素在地球各储库间的大循环、大平衡所决定的。

地球进入稳定期(距今15亿年)以来,各元素在各储库间已达到了地球化学循环的平衡,作为储库之一——海水的化学组成无实质变化。

这意味着各种元素已经在海水与地壳岩石、海水与大气间建立了化学平衡。

相比之下,海水中生物循环过程只对局部海水的元素构成产生影响,但实际上它只是内部循环,短时间尺度有影响;长时间尺度看,不能作为整体海水化学组成的维持机制。

B. 海水中的其它化学过程作为维持机制。

包括酸-碱反应,氧化还原反应,溶解-沉淀反应,络合反应,气-液和液-固反应。

但是,在这些反应过程,有的属于海水的内部循环,短时间尺度有影响;其余属于元素地球大循环(即①)的组成部分。

C. 溶存元素-矿物平衡过程作为维持机制。

克雷莫(Kramer,J.R.1965)提出的理论。

他研究了海水中的10种主要成分,H+,Na+,K+,Ca2+,Mg2+,PO43-,SO42-,Cl-,F-,CO2。

认为这些溶存组分和在海底沉积物中出现的矿物之间存在着化学平衡,海水中这些元素的浓度就是由这种化学平衡关系来决定的。

该理论还有待验证。

显然溶存元素-矿物平衡属于元素地球大循环(即①)的组成部分。

综上所述,维持海水化学组成的因素有两方面:⑴本质因素是元素的特性,主要是元素的水溶性、元素在海水中的地球化学活性和元素在地球体系中的总存在量。

⑵过程因素是元素的地球化学循环平衡过程。

9.元素的(分离)分配系数和电负性函数关系如何?两者的定义和物理意义?(答案提示:分离分配系数与电负性函数的关系要强调线性递减(负相关)关系,同时注意电负性函数不等同于电负性。

)分离分配系数的物理意义:它反映了海水中的目标元素浓度与其在地壳岩石中浓度的相对大小。

电负性函数的物理意义:以氧为参比元素,综合表征了元素(地球)化学性质的差异。

10. 海水中富集、贫乏和预平衡元素划分的具体标准是什么?若以c s、c r分别表示元素y在海水和河水中平均浓度(单位µmol/kg)。

可将海水中元素粗略划分如下:(1) 海水富集元素: c s>10c r在漫长的地质年代里不断聚集,充分混合,相互间的浓度比例基本保持恒定(变化在±10%以内)。

(2) 海水贫乏元素: c s<0.1c r与河水比较,海水中这些组分含量少,一旦进入迅速从海洋中离去,因此在整个海洋中的分布是不均匀的,不同海区浓度差异常常很大。

(3) 预平衡元素: 10c r>c s>0.1c r在河水和海水中的浓度相近,流入海洋的该元素似乎是被河水“预平衡”的。

11.盐度与氯度的定义和单位?如何测定?海水的盐度和氯度(范围)分别是多少?盐度定义为:在1千克海水中,所有的溴化物和碘化物为等摩尔的氯化物所取代,所有的碳酸盐全部转换为氧化物,有机物全部被氧化以后所含固体物质的总克数,以克/千克为单位,用符号S‰表示。

氯度定义为:在1千克海水中,当溴和碘为等摩尔的氯取代后,所含氯的克数。

以克/千克为单位,用符号Cl‰表示。

新定义为:沉淀0.3285234千克海水中卤素所需银的克数。

测定方法:(1) 1902年国际海洋学委员会规定下列操作方法:取一定量的海水,用HCl酸化以后,再加氯水,在水浴上蒸干,而后放在150℃烘干24小时,最后先后在380℃及480℃分别烘烧48小时至恒重,称出每千克海水残留固体物的重量。

(2)电导法测定。

第二章海水中的微量元素1. 微量元素的界定值。

研究微量元素的意义。

微量元素的界定值:1 mg/kg研究微量元素的意义:(1) 微量元素虽然含量少,但也参与了海洋中的各种生物化学过程;(2) 相同的海洋过程对微量元素的含量的影响要比常量元素更明显,或者说同一海洋过程所造成的微量元素的相对变化幅度要大于常量元素,这使我们更容易发现问题。

2.叙述1970s后期海水微量元素研究的变化。

变化的背景是什么?这种变化表现在两个方面:1)采样更科学和分析技术更精确。

采样技术的改进使得我们可以在尽可能地避免样品沾污的条件下采集海水样品;分析技术的改进后得到的分析仪器和分析方法的检测限更低、能够得到更为精确的微量元素含量值。

2)海洋学界公认的微量元素含量值普遍比之前低1~2个数量级。

经过海洋学上的一致性检验的微量元素含量数据普遍降低。

3. 什么是“海洋学上的一致性”?痕量元素的浓度的时空变化与海洋中已知的生物过程、物理过程、地质过程相一致。

或者说,海洋中经过相同的物质循环过程的微量元素间应有较好的相关关系。

他们在海水中应有类似的分布。

或者说,实测数据能用海洋中已知的生物过程、物理过程、地质过程解释。

4. 布鲁兰分类法的优点是什么?其他分类方式有哪些?(1) 直观地描述了微量元素的空间分布。

(2) 其他分类方式:1)根据平均停留时间分类法——角皆静男等于1983年提出的。

2)根据与生物的关系的分类法——Broecker和彭宗宏于1982年提出的。

3)根据痕量元素在海水中的垂直分布进行分类——Bruland于1983年提出的。

5. 海洋中微量元素的输入和再生方式有哪些?哪种输入量最大?输入方式:(1)两种主要的外部来源:A.大气或河流把陆地岩石风化的产物输入到海洋中。

B.通过海水的相互作用在海脊伸展中心引入矿物,形成海洋地壳玄武岩,经由高温热液活动和低温的相互作用重新释放痕量元素。

(2)热液活动,海底高温的热液活动把痕量元素引入海水中。

(3)伴随中层、深层颗粒物质的氧化分解及浮游生物外壳骨骼(硅酸、CaCO 3 )的溶解而发生的再生过程。

(4)伴随沉到海底的沉积物的重新溶解而发生的再生过程。

海水中微量元素的再生:(1) 颗粒相的再生作用:颗粒物质的产生、沉降、分解是控制海洋中微量元素分布的重要因素。

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