化学海洋

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化学与海洋科学

化学与海洋科学

化学与海洋科学化学与海洋科学是两个独立但又有着紧密联系的学科领域。

化学关注物质的组成、性质和变化,而海洋科学则研究海洋环境、生物和地质过程。

这两个学科相互交叉,共同促进了我们对海洋的深入认识和保护。

一、化学在海洋科学中的应用1. 海水成分分析海洋是一个巨大而复杂的化学系统,而化学分析提供了研究海洋的关键信息。

通过对海水中溶解物质的分析,我们可以了解海洋的营养物质循环、盐度、酸碱度等参数,从而对海洋环境提供科学依据。

2. 水质监测化学技术在海洋水质监测中起着重要作用。

通过检测海洋中的污染物质,如重金属、有机污染物等,我们可以评估海洋生态系统的健康状况,并采取相应的措施进行保护和治理。

3. 海洋生物化学海洋中存在着丰富的生物活动,而这些生物活动与化学过程密切相关。

例如,海洋中的浮游植物通过光合作用吸收二氧化碳,调节大气中的温室效应。

同时,浮游植物的生物化学反应也会影响海洋的营养物质循环和气候变化。

二、海洋科学对化学的影响1. 海洋资源开发海洋中蕴含着丰富的矿产资源,如油气、金属矿物等。

而这些资源的开发需要化学技术的支持。

化学方法可以提取和分离海洋中的有用物质,从而促进海洋资源的可持续利用。

2. 海洋生物技术许多海洋生物具有独特的化学成分和生物活性分子,这些物质对于药物开发和生物技术具有重要应用价值。

通过研究海洋生物的化学成分和生物活性,我们可以开发出新型药物、生物材料和环境保护技术。

3. 气候变化研究海洋是地球上最大的碳储库之一,对全球气候具有重要影响。

化学分析可以帮助我们了解海洋中的碳循环、气候变化机制等关键问题,为气候预测和应对气候变化提供科学依据。

三、化学与海洋科学的未来发展化学和海洋科学作为学科交叉领域,将继续深化合作,推动海洋科学的发展。

未来,我们可以期待以下发展方向:1. 创新分析技术随着化学分析技术的不断发展,我们将能够更准确、高效地监测和分析海洋中的物质组分。

新的分析方法和仪器的引入将加速海洋科学的研究进程。

海洋资源化学

海洋资源化学

海洋资源化学
海洋资源化学是研究海洋环境中各种化学资源的分布、形成机制、提取利用及其环境效应的学科。

它涉及的内容广泛,主要包括以下几个方面:
1. 海洋无机化学资源:如海水中的溶解盐类(主要是氯化钠)、稀有金属元素(如锂、铀、锰、钴等)、以及非传统矿产资源(如深海沉积物中的锰结核、富集在海水或海底的稀土元素)。

2. 海洋有机化学资源:包括海洋生物资源中的天然产物,如从海洋动植物和微生物中提取的各种活性化合物,这些化合物在医药、化工等领域具有重要价值,例如抗肿瘤药物紫杉醇、抗病毒药物、生物酶抑制剂等。

3. 海洋能源资源:研究可再生能源的开发与利用,如潮汐能、波浪能、海洋温差能及海洋生物质能(如藻类产生的生物燃料)。

4. 海洋环境保护与修复:关注海洋环境污染问题,研究污染物在海洋环境中的行为、转化规律以及对生态系统的影响,并探索污染治理技术和生态修复方法。

5. 海洋新材料:基于海洋资源研发新型功能材料,比如从海洋生物中提取的生物胶原蛋白、壳聚糖等可用于生物医药和环保材料领域。

海洋资源化学不仅关注资源的开发和利用,同时强调可持续发展,注重保护海洋生态环境,在发掘和利用海洋资源的过程中实现经济效益与生态效益的和谐统一。

海洋化学 复习重点

海洋化学 复习重点

元素逗留时间:某元素以稳定速率向海洋输送,将海水胸该元素全部置换出来所需要的时间(单位:年)称为该元素的逗留时间。

前提条件 1.稳态 2. 元素在海洋中是均匀的海洋“稳态”原理: 海洋中各元素的含量(供给和从海水中去除)处于一种动态平衡的状态。

dA/dt=0 各元素含量不随时间改变保守性元素:海洋中的浓度表现为无变化或几乎无变化的元素。

非保守性元素:海洋中的浓度表现为随位置变化而变化的元素。

恒比规律: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。

海水盐度:是指海水中全部溶解固体与海水重量之比,通常以每千克海水中所含的克数表示。

海水氯度简称“氯度”:早期定义为:一千克海水中所含的溴和碘由等当量的氯置换后所含氯的总克数。

单位为“克/千克,符号为Cl‰。

为了使氯度值保持永恒性,便于相互比较,克努森和雅科布森在1940年提出新的定义:沉淀0.3285233千克海水中全部卤素所需银原子的克数,即为氯度。

标准海水:经过放置和严格的过滤处理,调整其氯度为19.38‰左右(其氯度值准确测定到0.001‰)的大洋海水。

中国标准海水由中国海洋大学生产,其氯度值与中国海平均氯度数值相近,在17—19‰左右。

实用盐度标度:将盐度为35的国际标准海水用蒸馏水稀释或经蒸发浓缩,在15℃时测得的相对电导比.绝对盐度:符号SA,定义为海水中溶解物质的质量与溶液质量的比值营养盐:一般指磷、氮、硅元素的盐类。

营养盐再生:在真光层内,营养盐经生物光合作用被吸收,成为生物有机体组成部分,生物体死亡后下沉到真光层以下,有机体分解、矿化,营养元素最终以无机化学形式返回到海水中的过程为营养盐再生。

铁假说:离子缔合:两个异号电荷离子相互接近到某一临界距离形成离子对的过程。

EH:通称氧化还原电位,氧化还原反应强度的指标。

PH:指氢离子浓度指数,是指溶液中氢离子的总数和总物质的量的比。

1.大气的气体组成可分为不变气体成分和可变气体成分两部分:不变气体成分(11种)主要成分:N2、O2、Ar 微量成分:He、Ne、Kr、Xe、H2、CH4、N2O;可变气体成分:CO2、O3、NO2、CO、SO2、NH3、H2O2.生源: CH4、NH3、 N2O、 H2、 CS2、 OCS 光化学: CO、 O3、 NO2、 HNO3、 OH、 HO2、H2O2、 H2CO 闪电: NO、HO2 火山: SO24.真实气体( Vander Waals方程)式中,a、b为范德华常数。

海洋为主题的高中化学相关核心知识

海洋为主题的高中化学相关核心知识

海洋为主题的高中化学相关核心知识摘要:1.海洋与化学的关系2.海洋中的化学元素及其重要性3.海洋化学资源的开发与利用4.海洋环境保护与化学技术应用5.高中化学相关核心知识总结正文:在我们的星球上,海洋占据了约71%的表面面积,它是地球上生命和化学元素的摇篮。

高中化学课程中,海洋主题的相关知识占据了重要地位。

本文将从以下几个方面介绍海洋与化学的关系,以及高中化学相关的核心知识。

一、海洋与化学的关系海洋是地球上化学元素的大宝库,其中包括了自然界中几乎所有的化学元素。

这些元素在海洋中以各种形式存在,形成了丰富的海洋化学资源。

同时,海洋中的生物、化学和物理过程相互交织,共同塑造了海洋环境的稳定与繁荣。

二、海洋中的化学元素及其重要性1.溴:溴是海洋中最丰富的卤素元素,具有很高的化学活性。

它在医药、农业和工业领域有广泛应用,如制备灭火剂、合成药物等。

2.碘:碘是人体必需的微量元素,主要来源于海洋。

海洋生物如海带、海藻等富含碘,可通过食物链传递给人。

3.镁:镁是生物体细胞内的重要元素,对维持生命活动具有重要意义。

海洋水中含有丰富的镁,可用于制备轻合金、防火材料等。

4.稀土元素:稀土元素在海洋中分布广泛,具有独特的物理、化学性质。

它们在磁性材料、新能源、高科技领域具有重要应用价值。

三、海洋化学资源的开发与利用1.溴资源的开发:通过海水提取、离子交换等方法从海水中提取溴,应用于医药、化工等领域。

2.镁资源的开发:利用海水中的镁离子,通过晒盐、结晶等方法提取氢氧化镁,进一步制备轻合金等材料。

3.稀土资源的开发:采用离子交换、萃取等方法从海水中提取稀土元素,应用于高科技领域。

四、海洋环境保护与化学技术应用1.海洋污染治理:采用化学方法处理海洋污染物,如絮凝剂用于油污吸附、生物降解剂用于降解有机污染物等。

2.海洋生态保护:通过化学技术促进海洋生态修复,如使用生物制剂促进珊瑚生长、投放有益微生物改善水质等。

五、高中化学相关核心知识总结1.海洋化学元素分布与循环:掌握海水、生物体中化学元素的含量、分布及循环规律。

海洋化学复习资料

海洋化学复习资料

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。

海洋中的化学

海洋中的化学

第一节海洋化学资源【知识梳理】一、海洋是巨大的资源宝库1、海水中的物质:①海水是溶液:海洋中含水96.5%,溶解在其中的盐类化合物约占3.5%,盐类物质主要有:NaCl、MgCl2、CaCl2、Na2SO4、KCl等。

②利用海水制取金属镁的原理:海水中主要含有的盐为NaCl,其次是MgCl2,利用化学反应可以将MgCl2中镁元素转化为镁单质,具体操作是:将石灰乳加入到海水中沉淀出氢氧化镁,过滤出来氢氧化镁,氢氧化镁再与盐酸反应生成氯化镁,电解熔融状态氯化镁即能制得金属镁。

金属镁广泛用于火箭、导弹和飞机制造业。

制取熟石灰的方法:①高温煅烧石灰石:;②制熟石灰:;③④⑤化学反应原理:③:;④:;⑤:;2、海底矿物:(1)海底蕴藏常规化石燃料:煤、石油、天然气,此外,在海底还发现了“可燃冰”这种新型矿产资源。

所谓“可燃冰”是由天然气(主要成份为甲烷)和水在低温、高压下形成的冰状固体,是一种天然气水合物(CH4·H2O),因其极易燃烧,又被称为可燃冰。

可燃冰优点:①产热量高或热值大;②燃烧后不产生残渣或废气。

可燃冰被称为“未来能源”,“21世纪能源”。

思考:可燃冰燃烧后生成物有什么?请写出甲烷(CH4) 燃烧的化学方程式。

可燃冰燃烧后生成CO2和H2O。

甲烷(CH4)燃烧的化学方程式::;(2)海底蕴藏金属矿物金属矿物主要以多金属结核形式存在,主要含有锰铁镍铜钴钛等20多种金属元素。

此外,海洋中还有丰富的动植物生物资源,还能提供动力资源。

可见海洋是人类共有的巨大的资源宝库。

二、海水的淡化:地球上可供人类使用的淡水不到总水量的1%,淡水资源的短缺越来越成为制约社会发展的重要因素,从海水中获取淡水对解决淡水危机具有重大意义。

海水淡化的方法:①多级闪急蒸馏法、②结晶法、③膜法。

70%的淡化海水是采用①方法生产的。

思考:海洋是人类的共同财富,人类正在运用各种方法开发利用海洋资源,在合理开发海洋资源的同时,如何保护海洋环境?随着海洋资源的开发,海洋污染越来越严重,为保护海洋资源,可采取多种措施,如:①海洋环境立法:禁止向其中排放工业“三废”;②建立海洋保护区;③加强对海洋环境监测;④提高消除污染的技术水平等。

海洋化学发展简史(1)

第一章导论1.1 海洋化学生长简史史前时代制海盐1670年R. Boyle 颁发“关于海水的含盐度的观察和实验”。

1776年Antoine lavoiser 第一个颁发了海水阐发结果。

1778年Marcquer阐发死海之水。

19世纪初,人们对海水密度进行了研究。

1819年Marcet阐发了大西洋、北冰洋、黑海、波罗的海等14个水样,首先提出海洋主要溶解组成有近似恒比干系。

1.1.1海洋化学遵循“实践—理论—再实践—再理论……”的划定,螺旋式上升生长海洋化学沿着“深”、“广”两度辩证统一地生长海洋化学是“全球海洋化学”和“区域海洋化学”相结合地互补生长1.2 海洋化学理论体系海洋化学理论体系的研究目标是:(1)研究海洋中产生地一切化学历程地现象和纪律(2)应用于海洋资源开发和海洋资源情况掩护,包管百姓经济连续生长如图1.1所示,海洋化学的理论体系是以海洋中的无机物和有机物为根本研究工具,以三大理论为纵线,五大作用为横线的两方面理论内容交织编织而成。

在海内外一般海洋化学著作根本内容的底子上,本书又有自己奇特的编排:(1)将海洋中常量身分的一般海洋化学介绍与我国的盐化工和海水综合利用相结合在一起撰写,强调在百姓经济中的重要性;(2)将海洋中的气体与温室效应、酸雨等重要气候现象相结合;(3)将“海水中营养盐—富营养化—赤潮”,“海水中微量元素—海水重金属污染和防护—情况生态系”,“海洋有机物—海水有机物污染和治理”作为一种系统工程来处置惩罚。

海洋情况化学具体渗透在第1章到第8章之中。

1.3 海洋化学在百姓经济生长中的职位和应用目前,人类正面临着资源和情况的严重挑战,海洋化学在百姓经济生长中的职位即由此而论。

主要涉及以下几个方面:海洋资源开发利用(1)海洋石油及其化工(2)海盐产业和海水综合利用(3)海洋矿物海洋情况问题(1)海洋情况的化学污染(2)海洋生态情况问题——防备物种灭绝(3)海洋在恒久气候变革中的作用1.4 海洋化学与化学海洋学界说:(1)海洋化学是研究海洋及其相邻情况中产生的一切化学历程和变革;(2)化学海洋学是用化学的看法、理论和要领来研究海洋。

海洋化学小知识




1873年2月,由英国海洋学家汤姆森教授担任首席 科学家的远洋科学考察船“挑战者”号,在进行环球 海洋考察时发现了一些类似于鹅卵石的团块,经过分 析化验,这些鹅卵石竟是沉睡在大洋底部达亿万年之 久的“深海珍宝”它几乎是由纯氧化锰和氧化铁组成 的。1882年被科学家正式定名为:锰结核。它主要存 在于3000米-6000米水深的大洋底部。 对于它的产生,一般的说法是:陆地及海岛上的岩 石风化后,分解出的金属离子被河流送入大海,进入 大洋,渐渐凝聚,沉降到洋底,并依附在贝克、石子、 鱼骨等物体上,经过几百年的时间,如同滚雪球似的 越长越大,就成了锰结核。

从200米深度往下,就是人们所说的无光区 了,在这个终年无光的黑暗水体中,溶解 氧很快降到最小值,而在300米以下,溶解 氧的含量有随着海洋深度的增加而逐步增 大,这是为什么呢?这是由于两极地区有 表层水不仅温度低,含氧量高而且密度大, 它们会不断的沉入海底,并向各处运动, 从而使深层水的到氧的补充,所以,虽然 海底层一片黑暗,但由于有了氧的供应而 充满生机。

随着科学技术的发展,海洋污染问题日益突出。

2001年1月24日,在厄尔多尔 加拉镈戈斯群岛,生物学家正 在清洗一头遭石油浸泡的海豹。

海豹分布在全球各处海域,也 出现在神秘的贝加尔湖。它们 在陆地上憨态可掬,在水中却 优雅自如;它们和人类拥有相 近的体温,却将极地的严寒视 若等闲。尽管拥有强大的生存 能力和惹人怜爱的外表,它们 却不能幸免于全球变暖和海洋 污染的威胁,更不能逃离人类 逐利的枪口。为了保护这种大 眼睛的海中精灵,人们把每年 的3月1日定为国际海豹日。

时至今日,世界上盐业生产主要有三种方法: 盐田法、电渗析法和冷冻法。世界上大多数的国 家使用的是盐田法制盐,但与先前的技术相比, 盐田法的生产技术已经大大改进,生产中的各个 环节基本上已经实现机械化,产量也大大提高。 电渗析法制盐与电渗析法淡化海水方法一样,它 较盐田法的优势:占地面积小、节省劳动力、基 础建设少,制盐后的卤水含量高,因此电渗析法 制盐具有十分广阔的前途,目前日本是世界上唯 一用电渗析法完全取代盐田法制盐的国家 。冷冻 法制盐最适合纬度较高的国家,它通过海水冷冻 后,取走冰,用剩下的高浓度海水制盐,目前, 像俄罗斯、瑞典等位于寒带的国家多使用此法。

海洋化学与生物海洋

海洋化学与生物海洋引言海洋是地球上最广阔的生态系统之一,占据了地球表面积的71%。

海洋环境中存在着丰富的生物种类和复杂的生态系统,而海洋化学则是研究海洋中各种化学物质的分布、变化和相互作用的学科。

在海洋化学的背景下,了解生物海洋的研究对我们深入理解海洋生态系统的结构和功能具有重要意义。

海洋化学的主要内容海洋化学主要研究海洋中的化学物质,包括溶解态和悬浮物中的无机元素、有机物、气体等。

它的主要内容包括以下几个方面:1. 溶解态无机元素和有机物海洋中的溶解态无机元素和有机物的分布对海洋生物的生长和发展具有重要影响。

海水中的无机元素包括钠、钾、钙、镁等,它们是维持生物生命活动所必需的。

有机物则包括溶解有机碳、溶解有机氮和溶解有机磷等,这些有机物是生物的重要营养来源。

2. 悬浮物和沉积物中的化学物质海洋中的悬浮物和沉积物中也含有丰富的化学物质,如颗粒态有机碳、颗粒态无机氮、颗粒态无机磷等。

研究这些悬浮物和沉积物中的化学物质可以了解海洋中的物质循环过程,同时还可以获取有关古气候、沉积环境及生物演化等方面的信息。

3. 海洋化学过程海洋化学过程指的是海水中各种化学物质之间的相互作用过程,如离子交换、溶解和沉降等。

这些过程在海洋中起着至关重要的作用,影响着海水的化学组成,并进而影响着海洋生态系统的结构和功能。

生物海洋研究的方法生物海洋研究的主要方法包括实地采样、实验室分析和计算模型等。

1. 实地采样实地采样是生物海洋研究的基础工作。

通过在海洋中采集水样、浮游生物和底栖生物等样品,可以获取有关海洋生物的丰度、氮、磷等营养元素含量以及其它生物学特征的信息。

2. 实验室分析实验室分析是对采集到的样品进行化学和生物学分析的过程。

通过实验室分析可以确定海洋中的化学物质浓度、生物活性以及生物之间的相互关系等。

3. 计算模型计算模型是对海洋生态系统进行理论建模和模拟的方法。

通过建立数学模型,可以模拟海洋中化学物质的迁移和转化过程,预测生物海洋系统的响应和调控机制。

化学海洋学名词解释总结

氯度:在1Kg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。

盐度:在1Kg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。

总碱度:在20℃时,1dm3海水中弱酸阴离子全部被中和时,所需要的氢离子的摩尔数;单位用mol/dm3。

全球双箱模型:这是最简单的箱式模型。

第一个箱子由海洋低纬度的表层水组成,高温低盐度;第二个箱子由各大洋的深层水和高纬度的表层水组成,低温高盐度。

两个箱子间被温跃层隔开。

海水化学模型:( 1)指研究海水中元素存在形式的理论模式( 2)专指海水中常量元素的存在形式。

海洋学上的一致性:海洋中微量元素测定数据,必须与海洋学上已知的生物过程、物理过程和地质过程相一致。

营养盐的定义:生源要素能被海洋生物直接吸收利用的化合物形式。

海水中的溶解气体:以溶存形式的气体分子呈现为液态。

分离分配系数:某元素在海水中的平均浓度与在地壳岩石中平均浓度的比值,即Ky(sw)=Cs/Cc,其中Cs为y元素在海水中的平均浓度;Cc为y元素在岩石中的平均浓度,分离分配系数反映了海水中元素相对于地壳岩石浓度的多少。

海水的缓冲容量:加入酸或碱调节海水使其pH不发生明显变化的能力的一种量度。

清除:指元素被各种颗粒物吸附(物理和化学的)后随之从海水中迁出,进入沉积物的过程。

矿物平衡理论:克雷默提出的解释海水化学组成维持机制的理论,他认为海水中的溶存元素与海底沉积物中的不同矿物间存在着元素的固液平衡,海水中所有溶存元素的浓度都受这种固液平衡的制约。

移流:海水水团在三维空间上的宏观流动,或者说是海水大规模相对稳定的流动,也即海流,如上升流、北赤道流、黑潮、渤海沿岸流等。

表观平衡常数:在给定离子强度的介质,用浓度商表示的平衡常数。

生物性颗粒:生物的残体,排泄物,代谢物以及生物活体的合称。

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1、化学海洋学研究的内容①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;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。

可概括为:含量、迁移、过程、通量2、现代海水的化学组成(1)元素存在形态①海洋物质:②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;③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;④气体:保守性气体(N2、Ar、Xe)和非保守气体(O2、CO2);⑤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。

实际工作中,一般以孔径为0.4或0.2μm的滤膜过滤海水,被滤膜截留的称为颗粒物,通过滤膜的称为溶解物质,其中包含了胶体物质(操作性定义)。

(3)恒比规律海水的大部分常量元素,其含量比值基本上是不变的。

原因:水体在海洋中的移动速率快于加入或迁出元素的化学过程的速率。

(4)海水常量组分组成非恒定性的影响因素①河口区:河水输入对区域恒比规律有一定影响②缺氧海盆:细菌的还原作用,使SO42-被还原为H2S,进而可通过形成FeS2、ZnS、CuS 等沉淀将迁出水体,由此导致海水中的SO42- /Cl-非常低,偏离恒比规律。

③海冰的形成:海冰形成时,仅少量离子结合进入海冰,导致盐卤水常量组分比值偏离恒比规律。

海冰形成时,SO42-结合进入冰体,导致海冰具有高SO42- /Cl-比值,而残余水的SO42- /Cl-比值较低。

海冰形成过程中,CaCO3沉淀在海冰中的形成也会导致Ca/Cl比值的变化。

④矿物的沉淀与溶解:海洋中文石或方解石的沉淀会导致海水中Ca2+浓度的减少,而文石或方解石在深层水中的溶解可导致Ca2+浓度增加约1%,这就导致海水中Ca/Cl比值的变化。

⑤海底热液的输入:热液的注入对绝大多数海水主要成分的影响很小,但会使局部海域一些常量组分也会发生变化,如Si和Ca浓度的增加,Mg、K、B和SO42-浓度的降低等。

此外,在大西洋海脊处观察到高的F/Cl比值,也被归因于海底火山气体的注入。

⑥与盐卤水的混合:不同矿物,如NaCl(食盐)、CaCO3(文石)、CaSO4⋅2H2O(石膏)是在蒸发的不同阶段形成,即在不同时间以不同的速率迁出。

⑦海-气界面物质的交换:每年通过气泡释放至大气中的离子高达109吨,其中的绝大多数直接或间接地返回海洋。

在此过程中,由于气泡会将部分溶解组分和颗粒物选择性地富集在其表面并离开海洋,导致元素组成发生分馏。

由风引起的海水飞沫的搬运:Cl、Br、F海面的蒸发:I、Br、S、H2BO3气体溶入海水中:CO2、SO2、CH4⑧沉积物间隙水的影响:沉积物间隙水的一些常量组分与海水明显不同,受沉积物间隙水影响的水体,其常量组分会发生一定的变化。

3、盐度(Salinity)的原始定义(1902)在1 kg海水中,将所有的碳酸盐转变为氧化物,所有的溴和碘为等摩尔的氯所取代,且所有有机物被氧化以后,所含全部固体物质的总克数。

单位:g/kg,以符号S‰表示。

实用盐度1978年,Lewis和Perkin提出用KCl水溶液作为海水盐度测定的标准,并建议该KCl标准溶液的浓度应使其电导率与氯度为19.374的平均海水的电导率相同。

由此形成了此后广泛采用的实用盐度(psu,practical salinity units)定义。

4、气体溶解度的定义在现场大气压为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、盐度下该种气体的溶解度。

5、气体饱和度定义用以衡量海水和大气中气体的平衡情况如果实测海水中气体浓度超过与大气平衡时的浓度,称为过饱和;如果二者相等,则称为饱和;否则称为不饱和。

6、海-气交换的薄膜模型假定:海洋上方的大气充分混合;上层海水也充分混合(混合层);大气与海水以一层“静止”的水薄膜隔开,气体通过分子扩散穿过此薄膜。

7、海-气界面气体交换的影响因素(1)薄膜层的厚度(z)薄膜层越厚,气体分子于薄膜层运动的时间越长,气体交换速率越慢;(2)气体分子在海水中的扩散速率(DA)水体温度越高,气体分子运动越快;(3)浓度梯度薄膜层顶部和底部气体浓度的差异越大,气体扩散输送越快。

在未达到平衡的状态下,气体分子的净扩散通量(FA)正比于薄膜中气体分子的浓度梯度(d[A]/dz):其中z 是薄膜的厚度,DA是分子扩散系数,浓度梯度由薄膜层顶部和底部的浓度差估算。

8、活塞速率:海洋学家经常采用分子扩散系数与薄膜层厚度的比值(DA/z)来表示气体跨越海-气界面的速率,这被称为活塞速率,它代表的是某一水柱中气体通过该水柱的速率,单位为cm/s。

如:DA=2×10-5cm2/sz =40 μm,则DA/z =5×10-3 cm/s或4m/d,活塞速率可用来估算海水中气体与大气达到平衡所需的时间如果海洋混合层深度为20~100 m,活塞速率为4m/d,则混合层中气体与大气达到平衡所需的时间约为5~20 d 。

9、非活性气体偏离饱和的影响因素(1)气压偏离标准大气压(2)空气泡的部分溶解(3)空气的注入(4)热量与气体交换的差异(5)不同温度水团的混合(6)放射来源与原生来源的加入10、溶解氧定义:溶于海水中的氧的量简称为溶解氧。

海洋中氧的来源:大气输送海洋植物光合作用溶解氧的消耗过程1)生物的呼吸作用真光层以下,光线逐渐减弱,海洋生物的呼吸作用占主导。

补偿深度:在某一深度处,溶解氧的产生量恰好等于消耗量,此深度称为“补偿深度”。

2)有机物的分解(主要方面)3)还原态无机物的氧化作用11、海水的总碱度:海水中有相当数量的HCO3-、CO32-、H2BO3-、H2PO4-和SiO(OH)3-等弱酸阴离子,它们都是氢离子接受体。

这些氢离子接受体的浓度总和在海洋学上称为“总碱度”,常用符号“Alk”、“A”或“AT”表示。

在温度20℃时,单位体积(重量)海水中,所有弱酸根阴离子全部转换为不解离的酸所需要的氢离子的量,常以mmol/dm3或mmol/kg表示。

也可以定义为中和单位体积(重量)海水中全部弱酸根阴离子所需的H+的量。

碳酸碱度:海水中碳酸氢盐和两倍碳酸根离子摩尔浓度的总和称为碳酸碱度,单位为mol/dm3或mol/kg,通常以符号CA表示对于天然海水,碳酸碱度对总碱度的贡献通常占90%以上,因此是总碱度的最重要组分12、海水中CaCO3的饱和度CaCO3的饱和度可用下式表示:P97海水中CaCO3的饱和深度CaCO3溶度积随压力的增加而增加,由于开阔大洋水Ca2+饱和浓度随深度变化较小,CaCO3溶度积随压力的变化很大程度上来自CO32-变化所致。

即,在海水中CO32-饱和浓度随深度(即压力)的增加而增大。

实测的海水中CO32-浓度垂直分布曲线将与CO32-饱和浓度垂直分布曲线产生交点,该交点对应的深度即为饱和深度。

13、主要营养盐14、氮循环的关键过程海洋生物活动是导致海洋中氮于各种形态之间相互转化的重要影响因素,其中生物固氮作用、氮的生物吸收、硝化作用和反硝化作用是海洋氮循环的关键过程15、海洋中痕量金属的来源(1)大陆径流(2)大气沉降(3)海底沉积物间隙水向上覆水体的扩散(4)海底热液作用(5)人类活动痕量金属的迁出:海洋中痕量金属的浓度均很低,原因在于它们被很快而有效地清除至颗粒物上,并随颗粒物从海洋中迁出。

迁出具体途径包括(1)氧化环境下颗粒物表面的吸附和沉淀(2)结合进入到生源颗粒物(3)还原性环境的沉淀(4)海底热液作用周转时间或停留时间通过一系列过程将海洋中某一特定组分全部清除、迁出海洋所需要的时间。

也代表通过一系列过程重新产生海洋中现有储量所需要的时间16、海洋痕量金属的垂直分布根据特点可分7类17、中层亚氧层的极大或极小值海洋的次表层相对于溶解氧通常是不饱和的,在存在少量溶解氧的情况下,称为亚氧化环境。

最明显的亚氧化环境出现在沿岸上升流区和水体运动不活跃的区域。

亚氧化条件下,部分金属元素会发生还原作用,如果其还原形态比氧化形态溶解度更大的话,那么元素在该水层中将出现极大值。

如果某金属元素的还原形态比氧化形态溶解度小的话,则将产生极小值的分布形态,如Cr3+。

18、溶解态Fe浓度垂直分布特点:由于生物吸收,表层水含量较低中层水体存在极大值,受控于真光层输出生产力的高低和细菌对输出有机物的降解深海水中溶解态Fe浓度较低且稳定19、有机组分的类别:氨基酸、蛋白质、碳水化合物、类脂、色素、腐殖质氨基酸是一种有机酸,其-COOH功能团中的alpha碳与-NH2功能团相结合,其通用分子式为RCHNH2COOH。

蛋白质由一系列氨基酸通过肽键结合而成,一般将分子量大于10000的多肽聚合物称为蛋白质。

蛋白质的氨基酸组成千差万别,但绝大多数活体生物中的氨基酸组成非常类似。

碳水化合物通用分子式为Cn(H2O)m,仅由C、H、O元素构成,且H、O原子的摩尔数比与水分子相同。

重要性:所有活体细胞生化反应的能量来源,占海洋生物干重的比例可高达60~70%,海洋颗粒有机物的重要组成部分。

分类:单糖(仅一个碳链)、双糖和多糖。

20、再生生产力:由光合作用区域内再循环营养盐所支持的净初级生产力份额,称为再生生产力。

21、开阔大洋POC垂直分布(1)在光合作用强烈的真光层,POC浓度高且变化大。

(2)真光层颗粒有机物主要由浮游植物所贡献,其含量与浮游植物种类及其生理学状态有关。

(3)随深度增加,碎屑有机物的贡献逐渐增加。

(4)由于富氮有机组分的降解速率比贫氮组分来得快,因而碎屑颗粒有机物中的C/N比值随深度增加而增加。

By 聃。

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