中國海洋大學 化學海洋學（海洋化學） 課程大綱

PAGEPAGE4附件2：中國海洋大學化學海洋學（海洋化學）課程大綱（ChemicalOceanography）【開課單位】化學化工學院 【課程模塊】專業(yè)知識【課程編號】 【課程類別】必修【學時數(shù)】64（理論64實踐） 【學分數(shù)】4一、課程描述本課程大綱根據(jù)2011年本科人才培養(yǎng)方案進行修訂或制定。（一）教學對象面向化學（海洋化學）國家理科基地3年級本科生開設。也可作為化學（應用化學方向）、海洋科學、海洋技術等專業(yè)本科生選修課程。（二）教學目標及修讀要求1．教學目標通過課堂講授和討論，結合《化學海洋學實驗》、《海洋學和海洋化學專業(yè)實習》等教學環(huán)節(jié)，使學生掌握海洋化學的基礎知識、基本概念和基本理論，包括海洋中各種化學成分的含量、性質、特點、存在形式、分布、遷移變化規(guī)律以及相關研究方法等內容。在此基礎上，使學生了解海洋化學研究需綜合考慮的因素以及與物理海洋學、生物海洋學和海洋地質學等其它海洋分支學科的聯(lián)系，了解當前海洋化學研究的熱點和發(fā)展方向，了解與資源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展相關的問題，為學習其它海洋化學專業(yè)課程和將來從事海洋科學研究打下基礎。2．修讀要求化學海洋學是化學與海洋學交叉的一門邊緣學科，是研究海洋各部分的化學組成、物質分布、化學性質和化學過程的科學，是化學（海洋化學）方向的專業(yè)基礎課程。學生應掌握無機化學、分析化學、有機化學、物理化學（上）和海水分析化學、海洋學II的理論知識，掌握無機化學實驗、分析化學實驗、物理化學實驗（上）和海水分析化學實驗的基本技能。（三）先修課程海洋學II。二、教學內容第一章 緒論1．主要內容1.1化學海洋學的內容和特點1.2化學海洋學的歷史與發(fā)展1.3化學海洋學的研究意義和作用2．教學要求理解化學海洋學的主要內容和特點，了解海洋化學的歷史與發(fā)展，及其研究意義和作用。第二章 海洋的形成和海水的組成1．主要內容2.1海洋的形成與海水化學組成的演化2.2海洋中元素的平衡和元素逗留時間2.3海洋中元素的分布2．教學要求了解地球起源、海洋形成與海水化學組成的演化，理解海洋中元素的地球化學平衡，掌握元素逗留時間的概念，掌握海洋中元素保守性與非保守性以及混合過程中元素的行為，掌握海洋中元素分布類型和描述方法。第三章 海洋中的常量元素1．主要內容3.1海洋主要成分和海水組成恒定性3.2海水鹽度和氯度3.3海水主要成分的存在形式3.4海水碳酸鹽體系2．教學要求掌握海水主要成分的性質、特點和鹽度、氯度的概念，掌握海水中離子締合作用、主要成分存在形式與海水化學模型。掌握海水碳酸鹽體系的基本參數(shù)、化學平衡與計算法，掌握大洋海水碳酸鹽體系的分布變化規(guī)律，掌握碳酸鈣沉淀－溶解平衡過程特點。第四章 海水中的溶解氣體1．主要內容4.1海水中氣體的溶解度4.2氣體在海－空界面間的交換4.3海洋中的溶解氧4.4海洋中的非活性氣體4.5海水中的痕量活性氣體2．教學要求掌握海水中氣體溶解度的概念，理解影響氣體溶解度的因素，掌握氣體在海－空界面間的交換模式和影響因素，掌握海水中溶解氧的分布和變化過程，理解海水中非活性氣體、痕量活性氣體行為與分布特點。第五章 海洋中的營養(yǎng)鹽1．主要內容5.1海洋中的磷5.2海洋中的無機氮化物5.3海洋中的硅5.4海洋中營養(yǎng)鹽的垂直循環(huán)5.5富營養(yǎng)化與赤潮（選讀）2．教學要求掌握海洋中營養(yǎng)鹽（磷、氮和硅）的性質、特點、分布特征，理解營養(yǎng)鹽的形態(tài)轉化規(guī)律、影響因素以及化學計量關系，理解營養(yǎng)鹽垂直循環(huán)與模型描述。第六章 海洋中的微量元素1．主要內容6.1微量元素的來源、含量和分布類型6.2海洋中微量元素的存在形式氧化－還原平衡微量金屬絡合物微量元素的存在形式和形態(tài)6.3海洋中微量元素的生物地球化學 2．教學要求掌握海洋中微（痕）量元素的來源、性質、分布和研究中的關鍵問題，理解海水中氧化－還原作用、配位化合作用及其對微量元素存在形式的影響，理解微量元素的環(huán)境與生物地球化學意義。第七章 海洋中的有機物和海洋生產(chǎn)力1．主要內容7.1海洋中有機物的組成7.2海洋中的有機碳7.3海洋生產(chǎn)力2．教學要求理解海洋有機物來源、組成分類和特點，掌握海洋有機碳（氮、磷）的組成、分布與變化，掌握海洋生產(chǎn)力的概念，理解海洋生產(chǎn)力的測定方法、影響因素和分布規(guī)律。第八章 海洋中的同位素1．主要內容8.1海洋中的穩(wěn)定同位素8.2海洋中的放射性核素8.3海洋生產(chǎn)力測定中的同位素方法2．教學要求了解海洋中同位素的分類。掌握同位素分餾的概念和穩(wěn)定同位素在海洋中的應用。掌握放射性同位素衰變體系及天然和人工放射性核素和在海洋研究中的應用。第九章 海洋化學有原理、模型理論和物質循環(huán)1．主要內容9.1海洋化學若干原理9.2海洋化學模型和元素存在形式9.3海洋化學中的界面作用9.4海洋生物地球化學循環(huán)和全球變化2．教學要求理解海洋中“四大界面”的有關化學過程及重要性，理解海洋中元素的生物地球化學循環(huán)模式及重要性，掌握生物泵的概念和意義。了解資源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的關系。第十章 海洋化學資源和可持續(xù)發(fā)展1．主要內容10.1海洋化學資源及其利用10.2海洋門資源、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展2．教學要求了解資源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的關系。三、教學環(huán)節(jié)及學時分配本課程總學時64學時，分配見下表?；瘜W海洋學課程教學學時分配表教學內容總學時課堂教學學時課外實踐*備注理論講授實踐環(huán)節(jié)*第一章緒論33第二章海洋的形成和海水的組成77第三章海洋中的常量元素*1414第四章海水中的溶解氣體77第五章海洋中的營養(yǎng)鹽55第六章海洋中的微量元素88第七章海洋中的有機物和海洋生產(chǎn)力77第八章海洋中的同位素66第九章海洋化學有原理、模型理論和

物質循環(huán)66第十章海洋化學資源和可持續(xù)發(fā)展11合計=SUM(ABOVE)64=SUM(ABOVE)64注：1．“實踐環(huán)節(jié)”與“課外實踐”其見后附《化學海洋學實驗》和《海洋學和海洋化學專業(yè)實習》大綱。2．第三章包含海水碳酸鹽體系作為第4節(jié)，學時較多。四、考核方式及評價體系1．考核方式：閉卷考試2．評價體系：平時成績：20%，期末考試：80%。五、選用教材及必讀參考書1．選用教材張正斌．海洋化學．青島：中國海洋大學出版社，2004．2．主要參考書Sverdrup,H.U.,Johnson,M.W.,Fleming,R.H.TheOceans.EnglewoodCliffs:Prentice-Hall,1942.W.S.布羅克著，劉光等譯．化學海洋學．北京：科學出版社，1981．J.P.賴利等主編，劉光，崔清晨等譯．化學海洋學（1、2、8卷）．北京：海洋出版社，1982－1992．Broecker,W.S.,PengT.-H.TracersintheSea.(NewYork:Lamont-DohertyGeologicalObservatory,)Palisades:EldigioPress,1982.Stumm,W,MorganJ.J.AquaticChemistry,3rded.Wiley-Interscience,NewYork,1996.Millero,F.J.ChemicalOceanography,3rded.BocaRaton:CRCPress,2005.Libes,S.M.AnIntroductiontoMarineBiogeochemistry,2nded.Amsterdam:AcademicPress,2009.陳敏．化學海洋學．北京：海洋出版社，2009．六、撰寫小組成員：李鐵、劉春穎 撰寫時間：2012年七、審核人：姬泓巍、任景玲八、院（系）學術委員會簽章附件3：中國海洋大學化學海洋學實驗課程大綱（實驗課程）（ChemicalOceanographyExperiment）【開課單位】化學化工學院【課程模塊】專業(yè)知識【課程編號】072323102265【課程類別】必修【學時數(shù)】36【學分數(shù)】1一、課程描述本實驗課程大綱根據(jù)2011年本科人才培養(yǎng)方案進行修訂或制定。1、適用專業(yè)：化學（海洋化學），海洋科學，海洋技術2、實驗的任務、性質與目標化學海洋學實驗是《化學海洋學》課程的實踐環(huán)節(jié)，在學習《海洋學II》和《海水分析化學》基礎上，利用物理化學實驗和儀器分析實驗等綜合手段，根據(jù)《化學海洋學》課程的相關內容開設實驗。本實驗課程旨在使學生了解化學海洋學的研究方法與實驗設計，初步掌握海洋中化學成分的存在形式、存在形態(tài)以及海洋中有關化學平衡、化學過程和化學特征的實驗研究方法，并對化學海洋學實驗研究的綜合性、復雜性和局限性有直接認識和親身體驗。3、實驗方式與基本要求課程采用實驗室內實驗的方法。要求學生在規(guī)定的教學時間內，完成要求的所有實驗，得到準確的實驗結果，進行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析并總結討論，以實驗報告的形式上交實驗成果。4、先修課程：海水分析化學實驗。二、實驗內容實驗項目名稱內容提要實驗

要求實驗

類型實驗

時數(shù)每組

人數(shù)化學海洋學實驗原理和實驗設計介紹課程和所有實驗的原理、步驟和注意事項等總體情況。必做演示424實驗一、電位法測定氟鎂離子對締合常數(shù)海水中常量元素離子對形成常數(shù)的測定方法，利用氟離子選擇電極測定氟鎂離子對締合常數(shù)。必做綜合性42實驗二、海水碳酸鹽體系綜合實驗（A）采用Gran滴定法精確測定和計算海水總堿度和碳酸鹽總量，并對碳酸鹽體系分量進行計算和討論。必做綜合性62實驗三、海水碳酸鹽體系綜合實驗（B）利用碳酸鈣溶解-沉淀平衡法測定海水pH變化，計算和討論近表層海水的碳酸鈣飽和度。結合實驗4進行對比討論。必做綜合性42實驗四、海水中鋅的羥基絡合物研究海水中微量金屬元素無機配位作用，利用陽極溶出伏安法測定鋅的羥基絡合物穩(wěn)定常數(shù)，討論海水中鋅的存在形式。必做綜合性62實驗五、海水絡合容量了解海水絡合容量的概念，通過向海水中添加銅和陽極溶出伏安法測定研究海水對銅的絡合容量，了解金屬（有機）絡合生成作用。必做綜合性62實驗六、海水中汞的形態(tài)以過濾操作和消解法區(qū)分海水中金屬的顆粒/溶解-無機/有機存在形態(tài)，利用冷原子熒光光譜法測定海水中汞的形態(tài)并討論其環(huán)境效應為。必做綜合性62備注：1.實驗項目名稱：能全面反映實驗的基本內容。課程內實驗項目須與課程教學大綱中的實驗項目名稱保持一致。2.實驗類型：技能訓練性、演示性、驗證性、綜合性、設計性等實驗。3.實驗要求：填必做或選做。三、實驗報告要求寫清楚實驗要求、實驗原理、實驗結構、數(shù)據(jù)處理和分析討論及注意事項等內容。要求字跡清晰，行文調理，數(shù)據(jù)可靠，分析合理。四、考核方式與評價指標考核方式為平時成績（包括日?？己撕筒僮骺己耍┖蛯嶒瀳蟾娉煽儯吒髡?0%，總成績以分數(shù)的形式給出。五、實驗課的配套教材、講義與指導書實驗講義：《化學海洋學實驗》，中國海洋大學海洋化學課程教學團隊編（已立項出版）。主要參考書：1．J.P.賴利等主編，劉光，崔清晨等譯，1982?；瘜W海洋學（1、2卷），海洋出版社，北京。2．張正斌主編，2004。海洋化學。中國海洋大學出版社，青島。3．Stumm,W.,Morgan,S.S.,1996.AquaticChemistry,3rdedition.JohnWiley&Sons,NewYork.六、撰寫小組成員：譚麗菊，李鐵 撰寫時間：2012年4月10日七、審核人：姬泓巍、任景玲八、院（系）學術委員會簽章附件4：中國海洋大學海洋學和海洋化學專業(yè)實習課程大綱（實習課程）（SpecializedPracticalTrainingforOceanographyandMarineChemistry）【開課單位】化學化工學院 【課程模塊】工作技能【課程編號】 【課程類別】必修【學時數(shù)】4周 【學分數(shù)】4一、課程描述本課程教學大綱根據(jù)2011年本科人才培養(yǎng)方案進行修訂或制定。1．適用專業(yè)：面向化學（海洋化學）國家理科基地3年級本科生開設。也為化學（應用化學方向）、海洋科學、海洋技術等專業(yè)本科生選修。2．教學目標：通過海洋現(xiàn)場觀測與調查研究，使學生熟悉并了解海洋調查船的工作環(huán)境和海洋現(xiàn)場的工作條件，學習并掌握海洋學和海洋化學觀測調查分析和研究的基本方法，培養(yǎng)學生開展海洋觀測調查和研究的基本技能，鞏固并加深學生對海洋學和海洋化學的專業(yè)基礎知識理解。實習任務主要是海洋學和海洋化學觀測調查分析和研究。實習要求學生通過處理觀測調查數(shù)據(jù)資料，結合海水分析化學、海洋化學調查方法與數(shù)據(jù)處理和化學海洋學等專業(yè)基礎課程，從中學習、發(fā)現(xiàn)、分析并研究海洋學和海洋化學的科學問題，培養(yǎng)學生熱愛海洋的工作熱情和不怕吃苦的工作精神，以達到人才培養(yǎng)基地的培養(yǎng)目標。3．實習實訓地點（基地）說明：“東方紅2”4．先修課程：海洋學II，海水分析化學實驗。二、實習內容模塊一、海洋學和海洋化學調查研究方案制定和準備1．主要內容方案制定：觀測調查目的、觀測調查區(qū)域（包括站位布設和航線）、觀測調查項目、觀測調查方式和方法、數(shù)據(jù)匯總計劃。物品準備：出海用器材、試劑，安全防用品，生活用品。2．實習實訓要求了解海洋學和海洋化學現(xiàn)場觀測調查研究的基本要求，學習和實踐對現(xiàn)場觀測調查研究進行總體規(guī)劃。準備部分出海用物品。模塊二、海洋水文和氣象背景觀測調查研究1．主要內容海洋水文觀測：水深，水溫，海流（流速、流向），水色、透明度。海洋氣象觀測：海況，能見度、氣溫、濕度、氣壓，天氣現(xiàn)象、風（風速、風向），云（云量、云高）。2．實習實訓要求學習和了解海洋學現(xiàn)場觀測調查的基本手段，學習和實踐調查設備如絞車、采水器、各類水文和氣象觀測儀器的操作和使用方法。實踐并掌握目標海域海洋水文和氣象背景資料的現(xiàn)場觀測和調查方法，分析討論影響因素。模塊三、海水化學基本要素觀測調查研究1．主要內容海水化學觀測調查要素：鹽度，溶解氧，pH和總堿度2．實習實訓要求實踐并掌握目標海域海水鹽度、溶解氧、pH和總堿度的空間分布和時間變化的現(xiàn)場觀測調查方法，分析討論主要影響因素。模塊四、海洋污染化學觀測調查研究1．主要內容海洋污染化學觀測調查要素：海水化學需氧量，污染石油烴；沉積物取樣。2．實習實訓要求實踐并掌握目標海域部分海洋污染化學要素的空間分布、時間變化的現(xiàn)場觀測調查方法，分析討論相關影響因素。學習和了解表層沉積物樣品采集、處理和貯存方法。模塊五、海洋生源要素與生態(tài)化學觀測調查研究1．主要內容海洋生源要素與生態(tài)化學觀測調查要素：溶解磷酸鹽，溶解硅酸鹽，溶解硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨，葉綠素，浮游植物取樣和觀察。2．實習實訓要求實踐并掌握目標海域海水營養(yǎng)鹽的空間分布和時間變化的現(xiàn)場觀測調查方法，結合葉綠素和浮游生物觀測分析討論海水營養(yǎng)要素的生態(tài)功能和影響因素學習和了解浮游生物網(wǎng)的操作使用方法。模塊六、海水自動分析技術及其應用1．主要內容海水營養(yǎng)鹽樣品分樣和貯存，海水營養(yǎng)鹽自動分析。2．實習實訓要求現(xiàn)場采集、分取和貯存海水樣品，學習和實踐營養(yǎng)鹽自動分析儀的操作使用方法。模塊七、海洋學和海洋化學觀測調查數(shù)據(jù)匯總和報告1．主要內容現(xiàn)場觀測與作業(yè)記錄，采樣記錄，分析記錄，分析結果報表，要素分布變化圖，實習報告。2．實習實訓要求實踐并掌握海洋現(xiàn)場觀測調查數(shù)據(jù)匯總方法和報表編制，實踐和掌握要素分布變化圖的繪制，撰寫實習報告。實習進程表實習項目實習形式時間安排模塊一、海洋化學調查研究方案制定教師指導，學生實踐。1周模塊二、海洋水文和氣象背景觀測調查研究學生實踐，教師指導。船上實習分“實習項目訓練”和“現(xiàn)場觀測、采樣與分析研究實習”二階段進行?！皩嵙曧椖坑柧殹彪A段是通過分組輪訓使學生了解和熟悉全部項目觀測、調查分析方法?！艾F(xiàn)場觀測、采樣與分析研究實習”是實習的主要部分，是實習調查研究方案的具體實施階段。實習學生按觀測調查項目分配定崗，在目標海域進行大面和連續(xù)海洋學與海洋化學觀測調查。2周模塊三、海水化學基本要素觀測調查研究模塊四、海洋污染化學觀測調查研究模塊五、海洋生源要素與生態(tài)化學觀測調查研究模塊六、海水自動分析技術及其應用模塊七、海洋學和海洋化學觀測調查數(shù)據(jù)匯總和報告學生實踐，教師指導?，F(xiàn)場觀測調查項目的數(shù)據(jù)結果匯集和整理在船上完成。要素分布變化圖、實習