cha.5 海水的化学组成.ppt

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1、第五章海水的化学组成化学海洋学是用化学的原理和方法解决海洋中有关问题的科学，基本内容就是研究海水的化学组成和特性掌握:主要成分海水中CO2存在形式及浓度营养盐分布及变化规律海洋污染及种类1第三章海水的化学组成及性质第一节海水的化学组成第二节海水中的CO2系统第三节海水中的营养元素第四节海水中的化学资源2第一节海水化学组成海水化学组成包括：纯水：965.3‰溶质：34.7‰1、主要成分2.气体：氧气、氮气、二氧化碳、惰性气体等3.营养元素：N、P、Si等4.微量元素：Ca、Mn、Zn等5.有机物质：氨基酸、叶绿素等3海水主要成分（P4.1）主要成分：浓度＞10-6mg/kg的成分，约占溶质9

2、9.9%。阳离子：Na+，K+，Ca2+，Mg2+，Sr2+阴离子：Cl-，SO42-，HCO3-，Br-，F-分子：HBO3这些成分在海水的含量较大，各成分的浓度比例近似恒定，生物活动和总盐度变化对其影响不大，也称为保守元素。来源：岩石风化产物、河流径流含量：周期表两端元素较高（除惰性气体）微量元素：海水中除了14种主要元素浓度大于10-6mg/kg外，其余元素浓度值均低于此值，这些元素即为微量元素第一节海水化学组成4海水中的气体与生物相关:CO2、O2气体与生物无关：N2、惰性气体决定海水中气体含量首要因素是大气中气体含量，如果没有生物活动，海水中气体含量应与大气中该气体含量成正比。实

3、际含量因生物活动会产生显著变化，两者之差反映海水中生物活动。5海水中的气体夏威夷和南极CO2含量近20年增加了20个ppm。CO2可显著吸收海水和陆地发出长波辐射而让太阳短波辐射顺利通过，故CO2含量高时易形成温室效应一般气体在海水中的溶解量与其在大气中的分压成正比，但CO2例外，CO2与水有反应，因此提高了它在海水中的浓度。藻类光合作用消耗CO2，产生有机物和氧气。因此，大部分地区的海水表层CO2是不饱和的深层水由于下沉有机物的分解含有较多的CO2临界深度-光照衰减至不能满足光合作用需要海水中CO2铅直分布CO2（mmol/kg）深度（m）200大气中CO2含量6生物泵海洋植物能够吸收大

4、气中CO2，将CO2以有机物形式固定在海水中，有机物经过食物链传递，最后以碳酸钙形式沉降到海底，该过程称为生物泵－减少大气中CO2含量减轻温室效应途径之一—增加海洋中植物生物量；赤道、两极硝盐和磷盐丰富，生物量很低，可能是因为铁的限制。向该海域中增加微量铁盐，可以提高藻类的增殖速度，从而吸收更多的CO2。7海水中的气体－O2表层（0~80m）DO最高，随深度增加DO（80~200）递减表层光合作用较强，DO高深层（200m下）含量较低且较稳定光照弱，光合作用弱，DO低在某一深度，溶解氧的生产量等于消耗量。该深度即为溶解氧的补偿深度。近岸补偿深度1~2m，马尾藻海100m，平均20m。O2测

5、量：碘量法O2呼吸光合深度补偿深度溶解氧（DO）在海水中分布2008海水中的气体－O2生化需氧量（BOD）：需氧条件下有机物由于微生物的作用所消耗氧气的量。一般用20℃下培养5天－5日生化需氧量，记为BOD5化学耗氧量（COD）：向海水中加入氧化剂，反应后将消耗的氧化剂的量换算成氧的毫克数。9海洋污染（P4.1.4）海洋污染：人类把物质或能量引入海洋环境，造成损害海洋生物资源，危害人类健康，损坏海水和海洋环境质量等有害影响的活动。分为：石油等碳氢化合物－生态恶化；重金属－易被生物体富集；农药等合成有机物－难分解；生活污水和有机废物－富营养化；放射性物质；热污染。第一节海水化学组成10第二节

6、海水中的二氧化碳系统二氧化碳溶解于海水中，存在电解方程CO2+H2O→H2CO3→H++HCO3-→2H++CO32-Ca2++CO32-=CaCO3CO2在海水中存在形式：CO32-、HCO3-、H2CO3+CO2浓度：HCO3->CO32->CO2（pH值8.1）海水总二氧化碳中含量约2.2mmol/kg2.2mmol/kg=CO32-+HCO3-+H2CO3+CO2二氧化碳的电解方程使得海水具有一定缓冲能力，确保海水保持相对稳定的pH值11海洋成为生命的摇篮海水的pH值约为8.1，海水具备缓冲溶液性质，使得pH值变化很小，因此有利于海洋生物的生长海水的弱碱性有利于海洋生物利用CaCO

7、3组成贝壳海水中溶解无机盐为植物生长提供必需营养盐、微量元素大洋水体大，比热大，温盐变化小，生物环境较稳定，洋流等水平（铅直）方向水交换，保证大洋水体热盐较长时间内维持相对稳定海水的CO2含量足以满足海洋生物光合作用的需要，因此海洋成为生命的摇篮12营养盐微量营养盐：N、P、Si痕量营养盐：Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、Co、B各种营养元素在海水中含量很低，常被植物大量消耗，易成为初级生产力的限制因素。一、营养盐存在形式