海洋大气化学
简述地球化学循环的主要类型及其特点。
地球化学循环是指地球上各种元素在地壳、海洋和大气中的循环过程。
地球化学循环主要分为岩石循环、水文循环、碳循环、氮循环和硫循环等多种类型，每种类型都有其独特的特点和重要作用。
1. 岩石循环岩石循环是指地球上岩石和矿物质之间的相互作用和循环过程。
在岩石循环中，地壳中的岩石会经历物理风化和化学风化等作用，释放出各种元素，其中部分元素被携带到海洋中，部分元素又沉积在地壳中。
岩石循环是地球上元素循环的起始环节，对地球表面元素的分布和循环有着至关重要的影响。
2. 水文循环水文循环是指地球上水在大气、地表和地下的循环过程。
水文循环包括了蒸发、降水、地表径流、地下水流等多种过程，是地球上最重要的循环过程之一。
水文循环不仅影响了地表的水资源分布和利用，还对地球气候和生态系统有着重要的调节作用。
3. 碳循环碳循环是指地球上碳元素在大气、陆地和海洋之间的循环过程。
碳循环主要包括了生物作用、地球化学作用和人类活动三个方面，其中生物作用包括了生物固定和有机物降解等，地球化学作用包括了碳酸盐岩的生成和分解等，人类活动则包括了化石燃料燃烧和土地利用变化等。
碳循环对地球气候和生态系统的调节有着重要的影响。
4. 氮循环氮循环是指地球上氮元素在大气、生物圈和土壤之间的循环过程。
氮循环主要包括了固氮、硝化、还原和脱氮等多种过程，是地球上最重要的生物元素循环之一。
氮循环对生物圈的营养循环和生物多样性的维持起着关键作用。
5. 硫循环硫循环是指地球上硫元素在大气、地表和地下的循环过程。
硫循环主要包括了硫化还原作用、硫氧化作用和硫酸生成等多种过程，是地球上最重要的地球化学循环之一。
硫循环不仅影响了地球大气的气候和环境质量，还对生物圈的生物循环和能量流动产生重要影响。
地球化学循环是地球上元素在地壳、海洋和大气中的循环过程，主要包括了岩石循环、水文循环、碳循环、氮循环和硫循环等多种类型。
每种类型都有其独特的特点和重要作用，对地球环境和生态系统都有着重要的影响。
大气科学中的海气相互作用和气溶胶化学
大气科学中的海气相互作用和气溶胶化学大气科学是研究地球大气组成、结构、运动、能量及其相互作用的学科。
其中，海气相互作用和气溶胶化学是大气科学领域中比较重要的研究方向。
海气相互作用是指海洋和大气之间的相互作用，包括水汽的输送、海洋表面的气体交换和海洋表面特征对气象要素的影响等。
海气相互作用对全球气候变化有着重要的影响。
气溶胶是指在大气中漂浮的固体和液体颗粒，来源包括天然和人为。
气溶胶化学研究这些颗粒的成分和对大气中的光、能和化学反应的影响。
气溶胶是影响大气质量和气象环境的重要因素。
海气相互作用和气溶胶化学是相互关联的。
海洋表面是最大的气溶胶来源之一，影响大气中的气溶胶浓度和成分。
同时，海气交换也会改变气溶胶在大气中的分布和性质。
在海气交换中，水汽的输送是一个重要的过程。
近年来的研究表明，海洋表面的温度和盐度对水汽输送的影响很大。
此外，气体交换是海气相互作用的重要组成部分，影响气体浓度的变化和传输。
气体交换在大气中的化学反应过程中也有着重要的影响。
气溶胶的成分和来源对大气中的化学反应和光学性质影响很大。
海洋表面通过海盐气溶胶、生物气溶胶等多种方式对大气中的气溶胶质量和来源进行影响。
同时，温度、盐度、光照等因素也会影响气溶胶在海洋中的生成和分布。
总的来说，海气相互作用和气溶胶化学是大气科学中的两个重要领域。
这两个领域的研究成果可以为我们提供更多有关气候变化和环境污染等问题的信息。
未来的研究需要更加深入地探讨海气交换和气溶胶化学相互关系的机制，以便更好地预测和应对全球气候和环境问题。
海水 海洋大气腐蚀特点及防腐
海水、海洋大气中的金属腐蚀1、海水水质的主要特点含盐量高，盐度一般在35g/L左右；腐蚀性大；海水中动、植物多；海水中各种离子组成比例比较稳。
pH变化小，海水表层pH在8.1～8.3范围内，而在深层pH则为7.8左右。
2、海水腐蚀的特点海水腐蚀为电化学腐蚀；海水腐蚀的阳极极化阻滞对大多数金属（铁、钢、铸铁、锌等）都很小，因而腐蚀速度相当大;海水氯离子含量很高，Cl-破坏钝化膜，因此大多数金属在海水中不能建立钝态，在海水中由于钝化的局部破坏，很容易发生空隙和缝隙腐蚀等局部腐蚀。
不锈钢在海水中也遭到严重腐蚀；多数金属阴极过程为氧去极化作用，少数负电性很强金属（Mg）及合金腐蚀时发生阴极氢去极化作用；海水电导率很大，海水腐蚀电阻性阻滞很小，所以海水腐蚀中不仅腐蚀微电池的活性大，腐蚀宏电池的活性也很大。
海水的电阻率很小，因此异种金属接触能造成的显着的电偶腐蚀。
其作用强烈，作用范围大。
3、海水腐蚀的影响因素3.1盐类及浓度盐度是指100克海水中溶解的固体盐类物质的总克数。
一般在相通的海洋中总盐度和各种盐的相对比例并无明显改变，在公海的表层海水中，其盐度范围为3.20％～3.75％，这对一般金属的腐蚀无明显的差异。
但海水的盐度波动却直接影响到海水的比电导率，比电导率又是影响金属腐蚀速度的一个重要因素，同时因海水中含有大量的氯离子，破坏金属的钝化，所以很多金属在海水中遭到严重腐蚀。
盐类以Cl-为主，一方面：盐浓度的增加使得海水导电性增加，使海水腐蚀性很强；另一方面：盐浓度增大使溶解氧浓度下降，超过一定值时金属腐蚀速度下降。
3.2 pH值海水pH在7.2-8.6之间，为弱碱性，对腐蚀影响不大。
3.3碳酸盐饱和度在海水pH条件下，碳酸盐达到饱和，易沉积在金属表面形成保护层。
若未饱和，则不会形成保护层，使腐蚀速度增加。
3.4含氧量海水腐蚀是以阴极氧去极化控制为主的腐蚀过程。
海水中的含氧量是影响海水腐蚀性的重要因素。
海洋化学
1.地球形成初期，火山活动持续不断，底下熔融的岩浆从地表爆发出来，释放出CO2,N2,CH4,H2和水蒸气，随着地球的冷却，聚集在大气中的水蒸气转化为一场持续几百万年的大雨，加上带有冰的彗星不断落在地球上，水蒸气的冷凝及冰的融化形成液态水，液态水累积在低洼地带，形成了海洋。
海洋中水的来源：海水是地球内部物质排气作用的产物，即水汽和其它气体是通过岩浆活动和火山作用不断从地球内部排出的。
差别：原始海水中Mg2+,Ca2+,K+含量远比现代海水的多，而Na+远比现代的少。
2.来源和输入途径：陆地径流，大气输入，冰川运动，海底火山作用，水热活动不是，因为海水中阴离子Cl->SO2->CO2-,阳离子Na+>Mg2+>Ca2+,河水中阴离子CO2->SO2->Cl-，阳离子Ca2+>Na+>Mg2+,浓度比不一样，所以不是成分的简单浓缩。
3.平均盐度:3.5% 平均离子强度：0.74.海水的大部分常量元素，其含量比值基本上是不变的。
5. 定义：某元素以一稳定的速率向海洋输送，如果要把全部水中该元素置换出来需要的时间。
通过元素逗留时间的长短来反映元素在海洋中的性质或行为。
6.最长：Cl,Br,Na最短：Al,Fe关系：碱金属和碱土金属逗留时间长，并随原子序数增加而减少。
因为这些是海洋生物生长所需要的主要营养盐，它们的分布主要由海洋生物决定，同时还与区域，深度，季节有关。
7.垂直分布:保守型，消除型，再循环型水平分布:由海水的运动和所处的环境决定时间分布:与生物活动密切相关8.克纽森盐度：在1千克海水中，当溴和碘为等摩尔的氯所取代，所含氯的克数，单位g/kg 实用盐度：在1个标准大气压下，15o C的环境温度下，海水样品与KCl标准溶液的电导比。
9.在开阔大洋，表层水盐度主要受控于蒸发导致的水分损失与降雨导致的水分增加之间的相对平衡。
表层水在南北纬20o-30o的亚热带海域有较高的盐度，而在赤道与极地附近海域盐度较低。
海洋N2O的研究进展
第21卷第3期2006年3月地球科学进展A DVANCE S I N E AR TH S C I ENC EV o l.21 N o.3M a r.，2006文章编号：1001-8166（2006）03-0269-09海洋N2O的研究进展*詹力扬1，2，陈立奇2，3（1.厦门大学海洋系，福建 厦门 361005；2.国家海洋局海洋—大气化学与全球变化重点实验室，福建 厦门 361005；3.国家海洋局第三海洋研究所，福建 厦门 361005）摘 要：N2O在大气中的浓度仅为C O2的浓度的千分之一左右，但在同等浓度的情况下温室效应却是C O2的200～300倍；它在大气层中的光化学产物会与臭氧反应，从而损耗平流层的臭氧。
N2O 的环境效应引起人们的关注，许多国际气候变化研究项目都把其列入重要研究内容。
通过对过去40年的相关研究工作进行综合分析，阐述N2O在海洋中的分布规律和其影响因素、产生的机制、它的海气通量及其影响因素，从而揭示N2O的海洋生物地球化学循环过程以及这一过程对全球氮循环的贡献。
关 键 词：海洋氧化亚氮；温室效应；硝化；反硝化；海气通量中图分类号：P734 文献标识码：A N2O是一种会对气候和大气化学产生重要影响的痕量气体。
同等浓度条件下其温室效应是C O2的200～300倍。
同时，它在大气中的光化学产物N O 在平流层中会与O3进行反应，从而破坏大气臭氧层。
因此，对N2O的研究越来越受到人们的重视。
冰芯数据分析的结果显示［1］，工业革命之前大气中的N2O的体积浓度约为287±1n L/L，目前大气中N2O的体积浓度已增至314±1n L/L。
这一明显的变化主要发生在过去的一个世纪中。
根据这一大气浓度的增量，有学者推算出平均每年有大约7 T g“额外的”N2O进入大气圈，主要来源是诸如汽车使用、含氮化肥施用以及尼龙生产等的人为生产活动［2］。
此外，每年还有约15T g的自然源的N2O释放到大气中，其中，约有1.2～6.8T g/a（平均为4T g/a）［3］的N2O由占地球表面积71％的海洋释放进入大气。
Chapter03-3 海洋化学
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§ 3-4 海洋中的氮和惰性气体(非活性气体)
一、海洋中非活性气体的现场浓度
1. 湿度影响和大气压偏离1atm 水体在海面上与大气交换处于平衡时，当大气压力非1 atm，或相对湿
度h% ≠100时，会影响大气中各气体的分压。
例pT= 1 atm, t = 30℃, h% = 80（pS= 31.8 mmHg）时各种气体ΔG
例pT=1.1 atm（1 米水深），各种气体ΔG均为＋10%。
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§ 3-4 海洋中的氮和惰性气体(非活性气体)
一、海洋中非活性气体的现场浓度
3. 空气气泡潜入海水完全溶解 即气泡来不及逸出，即被带入海水深处，静压力增大，气泡就会完全溶
解。由于各种气体溶解度不同，完全溶解后所受到的影响的程度各不相
§ 3-4 海洋中的氮和惰性气体(非活性气体)
一、海洋中非活性气体的现场浓度
5. 水团混合时的影响
当两个温度或盐度不同的水团混合（体积相同）时，如果混合前各气体 都处于溶解平衡（饱和），则混合后气体会呈过饱和。 不同气体的过饱和程度不同。温度系数大的气体，混合后ΔG大。
Seawater (S=35, t=0℃)mixed with that (S=35, t=30℃)
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§3-5
海水中的微(痕)量活性气体
一氧化碳
——西北大西洋表层水 中CO超过大气中的通常 分压，因此海洋可能是 CO的一种天然来源。—
—海水溶解有机碳可通
过 光 化 学 作 用 产 生 CO。——生物化学产生 的CO是更重要的，生物 化学反应对光强度很灵
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地球化学循环过程的分析与研究
地球化学循环过程的分析与研究地球是我们生存的家园，自然界中存在着各种元素和化合物。
它们不断地在地球之间不断循环，构成了地球化学循环。
地球化学循环是指在地球大气、陆地、海洋和生物圈之间相互作用的全球性循环过程。
这个循环过程包括大气化学循环、陆地化学循环、海洋化学循环和生物圈化学循环等。
本文将对这些化学循环过程进行分析与研究。
一、大气化学循环大气化学循环是指气态和气溶胶形态的大气成分在大气之间的循环过程。
大气化学循环包括氮气循环、碳循环和氧循环等。
其中，氮气循环是指氮气从大气进入生物圈中，再回到大气的循环过程。
氮气在土壤中通过一系列微生物反应，将氮固定成有机物质，然后又被放回大气中的氮氧化细菌释放出来。
碳循环是指二氧化碳从大气中进入植物体内形成有机物质，再通过光合作用释放氧气，最后形成二氧化碳，不断循环的过程。
氧循环是指氧气通过动植物的呼吸作用、大气光化学反应和水生生物的光合作用等，不断循环的过程。
二、陆地化学循环陆地化学循环是指地球表面的岩石和土壤中的化学元素和物质在陆地之间不断循环的过程。
其中，重要的是地球的岩石循环和土壤循环。
岩石循环是指岩石之间的磨耗和碎裂作用，然后通过地球内部活动的力量，如地震、火山爆发等，再一次合并成岩石。
土壤循环是指来自地球表面有机物质的降解过程，并再一次形成土壤，这种过程被称为“旋转业”。
三、海洋化学循环海洋化学循环是指海洋气溶胶、水体和沉积物等环境中的化学元素和物质在海洋之间相互传递和循环的过程。
海洋化学循环中的元素和物质包括碳、硫、氮、铁等。
这些元素和物质通过海洋浊度、海水流动、海洋生物活动以及下落的物质沉积等机制构成了完整的海洋生态系统。
四、生物圈化学循环生物圈化学循环是指生物体内所含的元素和物质在生物圈之间相互循环的过程。
这个循环过程包括水生生态化学循环和陆生生态化学循环。
其中，水生生态化学循环包括在水体中的有机物、无机物的生物降解、生物释放和水中的元素和物质的扩散过程。
碘元素在海洋中的存在
碘元素在海洋中的存在碘（Iodine）是一种化学元素，原子序数为53，原子量为126.90，它在自然界中广泛存在，包括大气、土壤、水体和生物体中。
其中，海洋是碘元素的重要来源之一。
碘在海洋中的存在对生物体的生存和发展具有重要意义，它参与了海洋生态系统的循环和能量传递过程。
本文将探讨碘元素在海洋中的来源、分布、作用和对生态环境的影响。
首先，碘元素在海洋中的来源主要有两个方面，一是大气沉降，二是水体中的溶解盐。
大气中的碘主要来自于海洋表面的气溶胶和海洋生物活动。
当海水气化时，会释放出一定量的气态碘化物和有机碘物质，它们可以在大气中进行传播和转化。
这些被带入大气中的碘化合物，随着降雨而沉降到地面或直接进入海洋，成为海洋碘元素的重要来源之一。
同时，海洋中的溶解盐含有一定的碘离子，当海水蒸发或者水体中的溶解盐被水生生物吸收时，碘元素会进一步富集和积累。
其次，碘元素在海洋中的分布表现出一定的特点。
研究表明，碘元素的分布呈现出明显的地理和季节变化。
地理上，碘元素在热带海域通常较为丰富，而在极地海域相对较低。
季节上，碘元素在暖季通常比寒季更为丰富。
这主要与温度、光照和海洋生物活动等因素有关。
另外，碘元素还在海洋中呈现出垂直分布的现象，即水体深度越深，碘元素浓度越低。
这一现象主要是由于海洋水体的混合和垂直交换作用引起的。
碘元素在海洋生态系统中具有多种重要的生物地球化学作用。
首先，它是一种微量元素，在生物体内具有重要的生理功能。
例如，碘可以参与甲状腺激素的合成，对动物的生长和发育具有关键作用。
此外，碘还可以抑制细菌和病毒的生长，对海洋生物的免疫系统具有调节作用。
其次，碘元素在海洋中可以被生物体积累和富集。
一些海洋生物，特别是海藻和浮游生物，具有较高的碘吸收和蓄积能力。
这些生物通过摄取和转化海水中的溶解碘，将其转化为有机碘物质，进而成为海洋碘元素循环的重要环节。
最后，碘元素还参与了海洋中的氧化还原反应和化学转化过程。
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中国海洋大学本科生课程大纲
课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修
一、课程介绍
1.课程描述：
《海洋大气化学》是环境科学专业知识教育层面的一门选修课程，是主要研究海洋大气污染及
化学反应过程的基础课程，涉及气象、大气物理、大气化学等方面的知识。
本课程以环境科学基础
课和其他专业基础课为基础，可为学生后期从事海洋环境研究奠定基础。
要求修读学生必须熟悉环
境科学基本概念、环境化学和环境监测基本原理。
2.设计思路：
大气化学本身是伴随着大气污染新问题的出现和控制需求的发展而迅速发展起来的，因此对于备受关注的大气污染问题，主要研究其产生和消失的化学反应机制、存在状态和结构以及质和量的变化等动态过程。
近几十年来，国际上大气环境热点问题，包括酸雨、臭氧空洞、气候变化及气溶胶污染等，对其由来、危害和防治都有了一定的科学认识。
内陆大气污染的加剧，使得传输到海洋的大气污染物质增多，海洋大气污染特别是近海的大气污染以及这些污染物质的沉降对海洋的影响也越来越受到关注。
《海洋大气化学》这门课程的开设，对于提高学生对海洋大气环境问题的认识，增强学生的环境保护意识有重要的意义。
本课程共八章内容。
第一章介绍了海洋大气环境方面的一些基本知识,如海洋大气的组成等。
第二章讲述了大气中化学反应的反应速率、反应速率常数等。
第三章介绍了导致平流层臭氧层变化的各种化学物质及变化的化学机制。
第四、五、六章介绍了大气污染物在海洋大气边界层中的各种化学行为,包括形
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成、消耗、相互作用、转化、沉降等。
第七章讲述了大气化学传输模型的原理和应用等。
第八章从大气化学的角度,分析海洋大气化学组成和化学过程在气候变化中的作用。
3. 课程与其他课程的关系：
先修课：《无机及分析化学》
二、课程目标
本课程目标是引导环境科学专业学生关注发生在海洋大气环境领域的热点问题，认识海洋大气
污染的现状、变化以及主要形成机制，使学生领悟到学好大气环境化学知识的重要性，并从环境专
业人士的角度思考大气环境污染对生态环境和人体健康的影响；引导学生的探究和创新能力，增强
沟通能力和团队合作意识。
在完成该课程的学习之后，要求学生理解如下知识：1）主要海洋大气污染现象及我国海洋大
气污染现状；2）海洋大气污染物的来源、输送和清除过程；3）海洋大气化学特有的机制和过程；
4）人类活动对大气包括海洋大气的影响。
同时要求学生逐步培养查阅文献能力，树立严谨科学的
学习态度，为后期从事海洋环境研究奠定基础。
三、学习要求
为达到最佳的学习效果，学生需完成下列准备工作：
课前，学生按教学计划完成相应章节的预习或者网上学习。
课中，学生认真听课，力争即时理
解重点知识内容，积极参与课堂小组讨论。
课下，及时完成和上交课后作业，小组成员加强交流合作，利用互联网和图书资料主查询有关知识。
四、教学进度
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五、参考教材与主要参考书
1、参考教材（告知学生需要购买的教材）
《大气化学基础》，秦瑜，赵春生编著；气象出版社；2003，第1版。
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2、主要参考书
1）唐孝炎，张远航，邵敏主编，大气环境化学，高等教育出版社，2006.
六、成绩评定
（一）考核方式 C ：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他
（二）成绩综合评分体系：
平时成绩评分标准
平时成绩（100分）=课下作业（100分）×50% +课堂讨论（20分）+出勤率（100分）×30% 七、学术诚信
学习成果不能造假，如考试作弊、盗取他人学习成果、一份报告用于不同的课程等，均属造假行为。
他人的想法、说法和意见如不注明出处按盗用论处。
本课程如有发现上述不良行为，将按学校有关规定取消本课程的学习成绩。
八、大纲审核
教学院长：院学术委员会签章：
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