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化学海洋学考试大纲

1、海洋的特点
(1)最大深度>10000 m,压力变化1-1000 atm。

(2)温度:-2C-30C,某些热带海湾>40C,海底热液可达400C。

(3)含盐量:0-41 g/kg;含有各种物质,必须考虑不同物质之间的相互作用与影响
(4)海洋是不断变化的体系,化学成分随时空而变化。

2、海水中含量最高的元素是H 和O 。

3、海水中的元素根据其在海水中的含量和受生物活动的影响程度可以分为主要成分,营养元素,微量元素,溶解气体,有机物质。

4、元素的逗留时间是指某一元素从河流输入海洋,后又从海洋迁移出去,在这个过程中,该元素停留
在海洋中的平均时间。

也可以理解为元素以固定的速率向海洋输送,如果要将全部海水中此元素置换出来所需的平均时间。

5、海水中的无机磷存在形式包括PO43-、HPO42-、H2PO4-,在海水条件下主要以HPO42-形式存在。

6、陆源气溶胶可以通过湿沉降和干沉降进入海洋。

7、海洋中的有机物来源于大气,大陆径流,海洋内部化学过程和生物过程。

8、腐殖酸是HA在酸性溶液中能保持溶解的腐殖质,富里酸是FA在酸性溶液中析出的腐殖质。

9、海水中的悬浮物包括河流携入的悬浮颗粒,大气灰尘,海洋中声称的生物颗粒,地壳物质。

10、海洋中的放射性元素分为原生放射性核素,宇宙射线产生的放射性核素,人工放射性核素。

11、气体的溶解度指现场大气压为时,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
下该气体的溶解度。

12、COD指化学耗氧量,BOD指生物需氧量。

13、根据海水中微量元素垂直分布特点,可将微量元素分为保守型,营养盐型,表面完全而深层耗
尽的分布型,中层最小值分布,中层最大值分布,中层最大值或亚氧曾的最小值分布型,与缺氧有关的最大值最小值型。

14、海水中的有机物按粒径可分为溶解碳(DOM),胶体碳(POM),颗粒碳(COM)。

15、海水的缓冲容量是指使一缓冲溶液改变一个PH单位所需要加入的酸或碱的当量数(mol/L)。

16、ALK= [HCO3-]T+2[CO32-]T+ [H2BO3-]T。

17、CA= [HCO3-]T+2[CO32-]T。

18、∑CO2= [CO2]T +[HCO3-]T +[CO32-]T。

19、CaCO3的表观溶度积= [Ca2+]T[CO32-]T,其饱和度的定义为[Ca2+]T[CO32-]T(实际海水)/[Ca2+]T[CO32-]T
(饱和海水)。

20、沉积物的成岩过程包括氧化还原作用,自生作用,胶结作用,扩散作用,化聚作用。

二、选择题
1、下面哪些属于海水中常量元素与微量元素之间的区别。

B
A、在海水中的浓度不同
B、与盐度的变化关系不同
C、微量元素属于营养元素,而常量元素不是
D、
以上答案均是
2、下面哪种元素在海水中的含量最高(除H、O之外)? B
A、Na
B、Cl
C、K
D、I
3、世界海洋的平均盐度为 C
A、25
B、30
C、35
D、32
4、下面哪组元素在海洋学上专称为营养元素? D
A、C、N、P
B、P、Si、C
C、Si、O、N
D、N、P、Si
5、磷在海水中通常以 A 主要存在形态
A、溶解无机磷酸盐
B、可溶性的有机磷化合物
C、颗粒有机磷
D、悬浮物吸附的磷化合物
6、一般情况下, D 磷酸盐的含量最高。

A、春季
B、秋季
C、秋季
D、冬季
7、海水中 B 的再生必须在细菌的作用下才能从有机质中释放出来
A、Si
B、N
C、P
D、C
8、海水中营养元素的垂直分布可以用 A 模型来描述。

A、Broecker的双箱模型
B、李远辉的箱式模型
C、薄层模式
D、Edmond的两储箱式模型
9、在确定海洋体系的化学存在形态时,是通过 C 来分离溶解相和颗粒相。

A、离心法
B、萃取法
C、过滤法
D、沉淀法
10、胶体有机物与溶解有机物之间的主要区别在于 A
A、粒径的大小
B、分子量的大小
C、溶解性不同
D、溶液中的分散度
11、方解石的溶解度 B 文石的溶解度
A、大于
B、小于
C、等于
D、差不多
12、CaCO3饱和度的跃变层深度取决于 D
A、温度
B、压力
C、溶解度
D、CaCO3的晶型
13、水生沉积物又称为 A
A、自生物质
B、岩成物质
C、生物沉积物
D、宇宙沉积物
14、铁锰结核属于 A
A、水生沉积物
B、岩成沉积物
C、生物沉积物
D、宇宙沉积物
15、远洋沉积物红粘土中 A 的含量最高
A、SiO2
B、CaCO3
C、Fe、Mn
D、FeO、MnO
三、简答题
1、简述氮在海水中的存在形态及分布特点。

(2)分布特点:①随着纬度的增加而增加;②随着深度的增加而增加;③在太平洋、印度洋的含量大于大西洋的含量;④近岸浅海海域的含量一般比大洋水的含量。

2、简述大洋水中氢氧同位素的变化规律。

在大洋水中D与H、16O与18O的变化完全是通过海水与大气循环的相互作用引起的。

❖规律(以O的变化为例):
(1)轻元素16O在蒸汽中的含量比产生它的液相中的高;
(2)高纬度雨水中18O较低,两极雨水δ18O具有最低值;
(3)纬度效应:低纬度到高纬度海水的δ18O逐渐减少,水汽通过大气有一个向北净(纯净)迁移的效应;(4)大陆效应、高度效应:即由海岸到内陆、海拔由低到高,大气降水中δ18O的逐渐下降。

H也遵守同样的规律。

3、简述影响海水pH因素。

(1)PH与温度的关系:随温度升高而降低。

(2)PH与压力的关系:静压力增大,PH降低。

(3)PH随盐度增大而增加。

(4)PH与CO2、[CO2]T/[CO32-]T的关系
(5)PH与海水深度的关系:随深度的增大而降低。

四、分析题
18.下图为北太平洋与北大西洋溶解氧的典型垂直分布图,请描述其分布特点,并解释成因。

答案:(1)500~1000m存在溶解氧极小值;(2)深水中相对较高的溶解氧;(3)北太平洋深层水溶解氧明显低于北大西洋。

中层溶解氧极小值是有机物氧化分解与富含O2冷水的平流输送之间平衡的结果。

在大西洋、太平洋和印度洋,表层至~900m深度区间,南极中层水(AAIW)的入侵可明显看出。

北大西洋深层水(NADW)是高溶解氧海域,从60︒N的表层~2000m向南至南大西洋3000m均存在溶解氧极大值。

这些NADW在向太平洋、印度洋的北向输送过程中逐渐损失O2。

南极底层水的形成也导致了南大洋高的溶解氧。

19.下图为北太平洋与北大西洋文石的垂直分布图,请描述其分布特征,并简单阐述其成因。

(8分)
答案:大洋表层水对于文石是过饱和的,过饱和约4倍。

随着深度的增加,文石的过饱和程度逐渐降低,直至其跨过1
=
Ω的线。

在太平洋水深200-400m,文石已成为不饱和。

至深层海洋,文石在深海水中是不饱和的,其原因可能在于温度的降低、压力的升高及有机物的氧化等所致。

另外,太平洋水体文石的饱和程度小于大西洋。

原因在于太平洋深层水比大西洋深层水具有低的CO32-离子浓度(即高的CO2含量),
换句话说,太平洋深层水更具腐蚀性。

这是因为海洋环流与生物活动共同作用的结果:太平洋深层水年龄“老”于大西洋,因而它包含了更多由有机物再矿化所产生的CO2,从而降低CO32-离子浓度。

20.下图为北大西洋与北太平洋总碱度的垂直变化,请描述其分布特征,并简述其成因。

答案:太平洋表层水的Alk低于大西洋,而深层水的Alk高于大西洋。

表层水的差异主要是因为大西洋由蒸发导致的高盐度,深层水的差异原因在于太平洋水年龄更老,其累积了更多由CaCO3溶解所释放的CO32-。

21.下图为南大洋表层水中硅酸盐与硝酸盐随纬度的变化情况,请比较二者的分布有何共同点与不同点,为什么?(8分)
答案:硅藻吸收上层水体的的硅酸盐是非常有效的,在40︒~50︒S的海域,硝酸盐浓度较高,但硅酸盐浓度仍接近于0,说明这些海域硅酸盐浓度限制着浮游植物的生长。

在55︒S以南,硝酸盐浓度和硅酸盐浓度均比较高,这是因为存在亚极地上升流和生物吸收速率低所共同形成的,这些海域浮游植物的生长被认为受光、低温度及痕量营养盐如Fe等所限制。

小论文(论述题)
1. 什么是赤潮?何谓富营养化?两者有什么关系?你个人对之有和看法?试举一二例说明之。

2.试论述同位素于海洋沉积过程的示踪意义。

考试时二选一,要求有事实,有分析,条理清晰,语言完整。

需独立完成。

如有雷同,所有雷同卷相同部分分数扣除。

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