環(huán)境海洋學化學部分講義

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1、第六章海洋環(huán)境化學主講教師：石金輝E-mail:engroup@ouc.edu.cnTel:66782823;13589279074辦公室：環(huán)境科學與工程學院A304室實驗室：環(huán)境科學與工程學院A301-303室第六章環(huán)境海洋化學主要參考書：￠《海洋科學導論》馮士笮主編，1999年，高等教育出版社?！椤逗Ｑ蠡瘜W原理與應(yīng)用》張正斌等著，1999年，海洋出版社?！椤痘瘜W海洋學》郭錦寶主編，1997年，廈門大學出版社。2第六章環(huán)境海洋化學主要內(nèi)容§6.1海洋環(huán)境化學要素§6.2海水中溶解氣體的環(huán)境效應(yīng)§6.3海水中的營養(yǎng)鹽和海洋富營養(yǎng)化§6.4海洋中的放射性污染及放射性物

2、質(zhì)在海洋研究中的應(yīng)用3第六章環(huán)境海洋化學§6.1海洋環(huán)境化學要素§6.1.1海水的化學組成及特點§6.1.2海水中元素的停留時間§6.1.3海水中的微量元素及其環(huán)境效應(yīng)§6.1.4海洋中的有機物及有機污染的危害4§6.1海洋環(huán)境化學要素§6.1.1海水的化學組成及特點一、海水的化學組成￠1873～1876年，英國海洋調(diào)查船挑戰(zhàn)者號進行了首次環(huán)球海洋科學調(diào)查，在這次調(diào)查中首次測定了海水的化學組成?！榇嬖谟诤Ｋ械奈镔|(zhì)大致可分為兩種類型：一類是溶解物質(zhì)，包括溶解無機鹽類，有機化合物和氣體。另一類是不溶于液相的物質(zhì)，包括以氣相存在于水體中的氣泡，以固相存在于水體中的無機和

3、有機物質(zhì)。5§6.1.1海水的化學組成及特點一、海水的化學組成按組分含量和性質(zhì)的不同，大體上可把海水中的化學成分分為：1、常量元素2、營養(yǎng)元素3、微量元素4、溶解氣體5、有機物質(zhì)6§6.1.1海水的化學組成及特點1．常量元素?常量元素：海水的主要成分。海水中80多種元素中，除組成水的H和O外，溶解成分的含量大于1mg/kg的僅有11種。這些成分占海水中鹽類的99.8～99.9%，所以稱為主要成分。也稱為保守元素。?陽離子：Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Sr2+?陰離子：Cl-、SO2-、CO2-(HCO-)、Br-、F-433?分子：HBO337§6.1.1海水

4、的化學組成及特點1．常量元素（MajorIons）8§6.1.1海水的化學組成及特點1．常量元素（MajorIons）：9§6.1.1海水的化學組成及特點2.營養(yǎng)元素：主要包括與海洋生物生長有關(guān)的一些元素，如N、P、Si等。有時稱為非保守成分。3.微量元素：除常量元素和營養(yǎng)元素以外的元素都屬于這一類。這類元素種類很多，但總量卻非常少，僅占總鹽度的0.1%左右。4.溶解氣體：海水中溶有大量的氣體，如O，N，CO，222及惰性氣體等，這些氣體主要來源于大氣。海水中除了含有大氣中的所有氣體外，在缺氧的情況下，還會出現(xiàn)HS和CH等。2410§6.1.1海水的化學組成及特點5

5、.海水中的有機物?海水中的有機物包括活的和死的生物體，懸浮顆粒有機物（如浮游動物，糞便，生物碎屑，有機高分子等）和溶解有機物。從化學觀點看，可分為碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)和元素有機化合物。11§6.1.1海水的化學組成及特點二、海水化學組成的特點1、海水中常量元素占總量的99％以上。2、海水是電中性的。3、海水中主要元素組成之比值大體上恒定不變。4、海水的pH是8.2左右。12§6.1.1海水的化學組成及特點二、海水化學組成的特點?主要成分的恒比定律?1819年Marcet報告了經(jīng)北冰洋、大西洋、地中海、黑海、波羅的海和中國近海等14個水樣的觀測結(jié)果，發(fā)現(xiàn)“全世界一

6、切海水水樣，都含有相同種類的成分，這些成分之間具有非常接近恒定的比例關(guān)系。而這些水樣之間只有鹽含量總值不同的區(qū)別?！?1884年Dittmar分析了英國挑戰(zhàn)者號調(diào)查船從世界主要大洋和海區(qū)77個海水樣品，“盡管各大洋各海區(qū)海水的含鹽量可能不同，但海水主要溶解成分的含量間有恒定的比值”13§6.1.1海水的化學組成及特點二、海水化學組成的特點?主要元素的保守性?Conservativebehaviormeansthattheconcentrationofasubstanceinseawaterischangedonlybyphysicalprocesses[evapor

7、ationanddilution;precipitationherereferstorainfall],notchemicalorbiologicalprocesses.14§6.1.1海水的化學組成及特點二、海水化學組成的特點?主要元素的保守性(1)[(VolumeAxconcentrationA)+(VolumeBxconcentrationB)]/[VolumeA+VolumeB]=concentrationinmixture(2)[(VolumeAxsalinityA)+(VolumeBxsalinityB)]/[VolumeA+VolumeB]=sal