化學(xué)海洋學(xué)題庫

1、1. 在海水中，濃度大于0.05 mmol/kg的元素為常量元素，海水中的11中常量元素是：陽離子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Sr2+陰離子：Cl-、SO42-、Br-、HCO3-(CO32-)、F-分子：HBO32. 海水中，與海洋生物生長密切相關(guān)的元素稱為營養(yǎng)鹽：主要營養(yǎng)鹽：N、P、Si微量營養(yǎng)鹽：Mn、Fe、Cu、Zn3.實(shí)用堿度（PA）是碳酸堿度，硼酸堿度，水堿度之和4. 鹽度的原始定義: 一千克海水中，所有碳酸鹽轉(zhuǎn)化為氧化物，溴、碘以氯置換，所有的有機(jī)物被氧化之后所含全部固體物質(zhì)的總克數(shù)。單位為克/千克，符號(hào)為S5. 浮游植物光合作用中被吸收，與碳、氧等為構(gòu)成生物體基本元素。

2、有較為恒定的吸收比（C:N:P:O=106:16:1:276）。6. 總氮（TN）,顆粒氮（PN）,溶解氮（DTN）,溶解無機(jī)氮（DIN）,溶解有機(jī)氮（DON）7. 總磷（TP）,顆粒磷（PP）,溶解磷（DTP）,溶解無機(jī)磷（DIP）,溶解有機(jī)磷（DOP）8.海水中無機(jī)配位體重要有：9.海水中有機(jī)配位體大部分含有羧基，氨基，羥基官能團(tuán)10.影響海洋初級(jí)生產(chǎn)力的主要因素是光照（溫度），營養(yǎng)鹽，微量元素等二簡答題(每題8分，共40分)1. 鹽度答：在1 kg海水中，將所有的碳酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸?，所有的溴和碘為等摩爾的氯所取代，且所有有機(jī)物被氧化以后，所含全部固體物質(zhì)的總克數(shù)。單位：g/kg，以符號(hào)S

3、表示。2. 氯度答：在1 kg海水中，當(dāng)溴和碘為等摩爾的氯所取代，所含氯的克數(shù)。單位：g/kg，以符號(hào)Cl表示。3. CaCO3和MgCO3沉淀的形成與溶解對(duì)海水pH值的影響?答：4. 海水pH值空間變化的原因？答：答：A淺層水觀察到由生物光合作用導(dǎo)致的pH極大值，生物的光合作用會(huì)遷出水體中的CO2，導(dǎo)致pH值增加； B隨深度的增加，pH值逐漸降低，至1000m左右出現(xiàn)極小值，該區(qū)間的降低是由于生源碎屑的氧化分解所導(dǎo)致。pH值的極小值所處層位與DO極小值和pCO2極大值所處層位相同。C深層水中pH值的增加來自CaCO3的溶解。5. 氮的生物吸收和有機(jī)物再礦化過程中溶解無機(jī)氮的釋放對(duì)總堿度的影響

4、？答：海洋生物吸收硝酸鹽伴隨著OH-的產(chǎn)生，因而總堿度增加，每吸收1 mol的NO3-，海水總堿度增加1mol；海洋生物吸收氨鹽伴隨著H+的產(chǎn)生，海水總堿度降低；尿素的吸收對(duì)總堿度沒有影響。生源有機(jī)物再礦化過程對(duì)海水總堿度的影響與上述氮的生物吸收剛好相反。6. 在圖中指出CaCO3的飽和深度、溶解躍層與補(bǔ)償深度答：A是CaCO3的飽和深度B是CaCO3的溶解躍層C是CaCO3的補(bǔ)償深度6. BOD的定義答：在有氧環(huán)境中，由微生物分解1 dm3水中的有機(jī)物所需要消耗氧量，通常以mg O dm3表示。答：在一定條件下，氧化1 dm3水體中的還原物質(zhì)所需要消耗氧的量，以mg O dm3表示。8. 赤

5、潮的危害有哪些？答：a危害近海水產(chǎn)養(yǎng)殖和捕撈業(yè)；b分泌黏液，導(dǎo)致魚、蝦、貝窒息死亡；c赤潮生物帶有毒素，毒害海洋生物；d缺氧引起蝦、貝大量死亡；e損害海洋環(huán)境；f危害人體健康；g影響海洋旅游業(yè)9. 石油污染對(duì)海洋的危害有哪些？答：a 油膜阻礙陽光進(jìn)入水體，抑制浮游植物光合作用；b 油膜阻礙氧氣進(jìn)入水體，使海水缺氧；c油污染物的降解和分解，消耗大量溶解氧；d使海獸、海鳥失去游泳和飛行的能力；e油污染物使海洋生物中毒、死亡；f油污染物中的致癌物質(zhì)在海洋生物體內(nèi)富集，通過食物鏈危害人體健康；g破壞海濱風(fēng)景區(qū)和海濱浴場。10.缺氧水的化學(xué)特征答：A 反硝化作用在缺氧水中，由于微生物作用，NO3N 還原

6、為NO2N ，再進(jìn)一步還原為NH3或N2，使NO3N 消失。B SO42-被還原為H2S當(dāng)海水中NO3-和NO2-被耗盡時(shí)，在硫酸鹽還原菌的作用下，有機(jī)物以SO42-作為氧化劑（電子受體）氧化分解，而SO42-被還原為H2SC 氧化還原電位低Eh降低導(dǎo)致有機(jī)物分解速度減慢，有機(jī)物傾向于積累。在缺氧區(qū)和底層沉積物中，厭氧菌大量繁殖。變價(jià)元素以低價(jià)態(tài)存在。有機(jī)物的積累導(dǎo)致了金屬有機(jī)絡(luò)合物的大量形成，使硫化物沉淀的形成推遲，金屬離子的溶解度增大（增溶作用）。11.營養(yǎng)鹽再生答：在真光層內(nèi)，營養(yǎng)鹽經(jīng)生物光合作用被吸收，成為生物有機(jī)體組成部分。生物體死亡后下沉到真光層以下，有機(jī)體分解、礦化，營養(yǎng)元素最終

7、以無機(jī)化學(xué)形式返回到海水中的過程為營養(yǎng)鹽再生12.富營養(yǎng)化答：富營養(yǎng)化是水體老化的一種現(xiàn)象。由于地表徑流的沖刷和淋溶，雨水對(duì)大氣的淋洗，以及廢水、污水帶有一定的營養(yǎng)物質(zhì)向湖泊和近海水域匯集，使得水體的沿岸帶擴(kuò)大，沉積物增加，N、P 等營養(yǎng)元素?cái)?shù)量大大增加，造成水體的富營養(yǎng)化。13. 赤潮答：赤潮在國際上也稱作有害藻類（HAB），是指在一定的環(huán)境條件下，海洋中的浮游微藻、原生動(dòng)物或細(xì)菌等在短時(shí)間內(nèi)突發(fā)性鏈?zhǔn)皆鲋澈途奂?，?dǎo)致海洋生態(tài)系嚴(yán)重破壞或引起水色變化的災(zāi)害性海洋生態(tài)異?，F(xiàn)象。答：15. 指出以下圖中元素的分布所屬分布類型及該種分布類型形成的原因答：這些元素在上層水被浮游生物吸收，生物死亡后，

8、部分在上層水體再循環(huán)，另有部分通過顆粒沉降輸送至中深層。進(jìn)入中深層水體的顆粒物發(fā)生再礦化作用，這些元素重新回到水體中，由此形成表層低而中深層高的分布。16. 指出以下圖中元素的分布所屬分布類型及該種分布類型形成的原因答：（1）大氣輸送進(jìn)入海洋，如Pb。Pb主要通過人類燃燒含Pb汽油進(jìn)入大氣，并被大氣氣溶膠顆粒所吸附，其后顆粒態(tài)Pb主要通過降雨輸送進(jìn)入海洋表層。（2）由河流輸送或由陸架沉積物釋放，而后通過水平混合進(jìn)入開闊大洋，形成表層或次表層極大值（Mn）。（3）生物過程導(dǎo)致的氧化還原反應(yīng)會(huì)使還原態(tài)金屬元素在表層或次表層出現(xiàn)極大值，例如Cr(III)、As(III)、I-。16. 海水中有機(jī)配體

9、重要有哪些分類答：17. 金屬有機(jī)配位體的環(huán)境效應(yīng)答：容存與遷移效應(yīng)，改變金屬的生物毒性，增溶作用20. 什么是海洋腐殖質(zhì)？答：海洋腐殖質(zhì)是海洋生物的代謝產(chǎn)物、死亡后殘留物的簡單成分或分解作用的中間產(chǎn)物（如糖類、氨基酸、酚類、類脂物等），在微生物和其它自然條件作用下，經(jīng)過化學(xué)和生物化學(xué)的合成作用，而形成的一類性質(zhì)穩(wěn)定、不易分解，高分子量較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)物。21. 海洋腐殖質(zhì)的分類答：腐殖酸將腐殖質(zhì)溶于堿中，再酸化至pH2時(shí)析出沉淀的部分為腐殖酸。吉馬多美朗酸是HA的可溶于醇的部分。富里酸在堿中溶解，酸化后亦溶解的部分為富里酸。胡敏素是腐殖質(zhì)在堿和酸中都不溶解的部分。22. 溶解有機(jī)碳（DO

10、C）答：通過一定的孔徑過濾器材如玻璃纖維濾片（如GF/F，0.7 m）或銀濾器（0.45 m ）的海水中所含有機(jī)物中碳的量。23.顆粒有機(jī)碳（POC）答：由一定的孔徑過濾器材如GF/F（m）或銀濾器（ 0.45 m ）所截留的顆粒物中有機(jī)碳的量，包括海洋中有生命和無生命的顆粒物質(zhì)。24.“初級(jí)生產(chǎn)（primary production）”答：是指含葉綠素a的植物通過光合作用將無機(jī)碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳，同時(shí)將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存于有機(jī)物中的過程。25. “初級(jí)生產(chǎn)力（primary productivity）”答：是單位時(shí)間內(nèi)單位體積或單位面積水體生產(chǎn)有機(jī)碳的量。單位為“mg C m3 d1（h1，y

11、1）”或“mg C m2 d1（h1，y1）”。26.什么是“新生產(chǎn)”？“新生產(chǎn)（new production，NP）”是真光層以外（如從深層水、大氣和陸地）輸入的營養(yǎng)鹽導(dǎo)致的初級(jí)生產(chǎn)論述題(每題20分，共100分)1.水的特殊性質(zhì)及意義?答：（1）異常高的冰點(diǎn)與沸點(diǎn)，導(dǎo)致其高的熱容量：水所具有的高熱容量對(duì)于維持地球的氣候與生命具有重要意義。（2）異常的密度變化：對(duì)于中緯度地區(qū)水中生物的生存具有重要意義。（3）水是極好的溶劑：對(duì)于物質(zhì)的輸運(yùn)與轉(zhuǎn)移具有重要意義（4）水中鹽分的增加導(dǎo)致冰點(diǎn)的降低以及達(dá)到最大密度的溫度降低：減少海洋冰封的可能，保護(hù)海洋生態(tài)（5）水中鹽分的增加導(dǎo)致滲透壓增加使海洋生物

12、幾乎不用耗費(fèi)多的能量來維持體內(nèi)與海水之間的鹽濃度平衡。2. 海洋二氧化碳碳酸鹽體系的重要性?答：（1）在天然海水正常pH范圍內(nèi)，其酸堿緩沖容量的95%是由二氧化碳碳酸鹽體系所貢獻(xiàn)。在幾千年以內(nèi)的短時(shí)間尺度上，海水的pH主要受控于該體系。(2)海水中總CO2濃度的短期變化主要由海洋生物的光合作用和代謝作用所引起，研究海洋它可以獲得有關(guān)生物活動(dòng)的信息。(3)海洋中碳酸鈣沉淀與溶解的問題也有賴于對(duì)海洋二氧化碳碳酸鹽體系的了解。(4)大氣CO2濃度對(duì)地球氣候有重要的影響，海洋二氧化碳碳酸鹽體系是調(diào)節(jié)大氣CO2濃度的重要因子之一。(5)海洋CO2儲(chǔ)庫比大氣CO2儲(chǔ)庫大得多，影響海洋碳儲(chǔ)庫變化的各種過程的

13、微小變化，有可能對(duì)大氣CO2產(chǎn)生明顯影響。(6)人類活動(dòng)明顯地增加了大氣CO2的濃度，海洋在調(diào)節(jié)大氣CO2的增加中起著重要作用。3.海洋具備大量吸收大氣CO2的潛力有兩方面理由?答：（1）溶解于海水中的CO2氣體可通過與CO32-的反應(yīng)，使其溶解度得到很大的提高，這一反應(yīng)的平衡常數(shù)很大，因此進(jìn)入海洋的CO2將被快速地轉(zhuǎn)化為HCO3-： CO3 2- +H2O+CO2 HCO3-（2）進(jìn)入海洋的碳最終將通過海洋生源顆粒有機(jī)物和CaCO3的沉降從表層輸送進(jìn)入深海，并通過水體的層化作用將再礦化產(chǎn)生的CO2儲(chǔ)存于深海水中。4.計(jì)算深層水AOU時(shí)如何校正？答：選擇保守氣體Ar進(jìn)行校正。原因：Ar是惰性氣

14、體，在下沉過程中不會(huì)有非保守性轉(zhuǎn)移，即不參與生物和化學(xué)過程。Ar與O2有相近的溶解特性。溫度等物理因素對(duì)于Ar與O2溶解度的影響近乎相同，氣泡潛入影響也相近。根據(jù)Ar的現(xiàn)場測定結(jié)果，求出O2的原始含量，即下沉前的含量。cAr* cAr = cO2* c'O2cAr*、cO2*分別為現(xiàn)場條件（位溫和鹽度）下Ar和O2的溶解度；cAr為Ar的實(shí)測值（氣相色譜）；cO2為根據(jù)Ar進(jìn)行校正所得的O2的原始濃度。氧的實(shí)際消耗量為5. 利用海水氧化還原電位通過計(jì)算解釋海水中為什么氯的穩(wěn)定存在形式是氯離子？答：6. 影響海水常量組分組成非恒定性的因素?答：（1）河口區(qū)：河水輸入對(duì)區(qū)域恒比規(guī)律有一定影

15、響（2）缺氧海盆：導(dǎo)致海水中的SO42-/Cl-非常低，偏離恒比規(guī)律。（3）海冰的形成：導(dǎo)致鹽鹵水常量組分比值偏離恒比規(guī)律。4）礦物的沉淀與溶解：導(dǎo)致海水中Ca/Cl比值的變化。（5）海底熱液的輸入：（6）與鹽鹵水的混合（7）海-氣界面物質(zhì)的交換（8）沉積物間隙水的影響：7.影響pCO2分布的主要海洋學(xué)過程?答：（1）海洋生物光合作用消耗水體中的CO2，導(dǎo)致pCO2的降低；（2）CaCO3的溶解降低水體中的CO2濃度，導(dǎo)致pCO2降低；（3）太陽輻射的增強(qiáng)可導(dǎo)致表層水溫度升高，海水中CO2溶解度降低，pCO2也會(huì)降低；（4）海洋生源顆粒有機(jī)物的氧化分解會(huì)增加水體中的CO2，使pCO2升高；（5

16、）海水中CaCO3的形成增加水體CO2濃度，進(jìn)而導(dǎo)致pCO2的升高；（6）人類燃燒礦物燃料導(dǎo)致大氣CO2的增加，進(jìn)而通過海-氣界面交換導(dǎo)致表層水CO2的加入，pCO2升高。8. 堿性高錳酸鉀法測定COD的原理，測定步驟及涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式？答：堿性高錳酸鉀法測定COD的原理： （6分）一定量水樣，堿性條件下，加入一定量高錳酸鉀溶液，煮沸10分鐘，氧化水樣中有機(jī)物質(zhì)；冷卻，加入硫酸及KI，還原未反應(yīng)的高錳酸鉀和生成的四價(jià)錳，并析出等量碘；以淀粉為指示劑，用Na2S2O3溶液滴定游離碘堿性高錳酸鉀法測定COD的步驟： （6分）涉及的化學(xué)反應(yīng)方程： （8分）MnO4+ 2H2O + 3e = Mn

17、O2 + 4OHMnO2 + 2KI + 2H2SO4 MnSO4 + I2 + K2SO4 + 2H2O2KMnO4 + 10KI + 8H2SO42MnSO4 + 5I2 + 6K2SO4 + 8H2O2Na2S2O3 + I2Na2S4O6 + 2NaI9.根據(jù)薄層擴(kuò)散模式分析影響氣體在海氣界面間氣體交換的因素？答：1. 溫度溫度影響Henry系數(shù)KG，從而影響海水中氣體分壓。溫度影響擴(kuò)散系數(shù)DG。溫度升高，DG增大，如下式（T為絕對(duì)溫標(biāo)）2. 氣體本身的影響反映在Henry系數(shù)上，即不同氣體在相同濃度時(shí)的分壓不同。風(fēng)速影響氣體交換速率的實(shí)質(zhì)是影響表面擴(kuò)散層的厚度。風(fēng)速增大，表面擾動(dòng)加劇，擴(kuò)散層有效厚度減少。氣體交換速率常數(shù)E增加，氣體交換速度增大。10.河口區(qū)磷酸鹽的緩沖現(xiàn)象及其機(jī)理？答：河口區(qū)磷酸鹽含量隨鹽度變化而變化不明顯的現(xiàn)象機(jī)理：沉淀溶解作用，認(rèn)為羥基磷灰石的沉淀和溶解控制著河口水中的磷酸鹽濃度吸附解吸作用：河口懸浮顆粒物能從富磷水中吸附磷酸鹽，同時(shí)也能在低磷水中將磷酸鹽釋放出來，這樣就使磷酸鹽濃度保持一個(gè)相對(duì)恒定的范圍，并認(rèn)為懸浮