2014.11.16化学海洋学思考题第一章思考题1. 如何认识化学海洋学的学科体系及特点?2. 化学海洋学发展历史是怎样的?A.M. Marcet, W. Dittmar, M. Knudsen, L.G. Sillén, E.D.Goldberg, W.S. Broecker 等有哪些重要贡献?3. 学习和研究化学海洋学的意义是什么,请发表个人观点。
第二章思考题1. 简要了解海洋的形成过程。
海洋中水的来源是什么?原始海水与现代海水的化学组成有何主要差别?(什么是Sillén 模型)?2. 海洋中物质的来源和输入途径有哪些?海水主要溶解成分是否为河水溶解成分的简单浓缩,为什么?3. 现代大洋海水的平均盐度、平均离子强度是多少?4. 简述化学海洋学中“稳态”的概念。
5. 什么是元素逗留时间?如何反映了元素在海洋中的性质或行为?周期表中哪些元素的逗留时间最长、最短?元素分布特点与逗留时间有何关系? 为什么N 、P 、Si 的逗留时间较长,但在海水中的分布却不均匀?6. 什么是保守元素/要素/成分和非保守元素/要素/成分?7. 什么是理论稀释线(TDL )?如何利用TDL 讨论海水混合过程中的保守和非保守行为?8. 海洋中元素/要素分布与海水运动关系式是怎样的?各项名称与物理意义是什么?9. 什么是海洋中元素/要素分布的平流-扩散方程?在使用平流-扩散方程解决海洋中元素/要素空间分布问题时,为何可将0=∂∂tS 处理? 10. 如何认识海水混合过程中非保守元素的转移量与涡动扩散系数、流速和逗留时间等因素的关系?第三章思考题1. 海水主要成分有哪些?浓度大于1 mg kg −1的元素都是主要成分吗?2. 主要成分阳离子中,哪个成分的含量最高、最低?主要成分阴离子中,哪个成分的含量最高、最低?3. 什么是海水主要溶解成分组成的恒定比规律?其原因是什么?影响海水主要溶解成分恒定比关系的因素有哪些?4. 海水中Ca 2+/Cl 比值会受到哪些因素影响?为什么海水主要成分中Ca 2+的保守性较差?5. 海水盐度和氯度定义如何建立与修改?6. 实用盐度标度(PSS1978)包括哪些内容?PSS78的实用盐度公式是如何建立的?7. 什么是绝对盐度,能否直接测定?8. 最近对盐度概念进行了怎样的补充完善?(什么是“参考组成盐度标度”?)9. 什么是离子对?与络合物比较有何不同?10. Garrels -Thompson 海水化学模型的基本内容是什么?根据模型计算结果,试说明阳离子和阴离子的主要存在形式各有何特点?第四章思考题1.大气气体成分在海水中溶解度的影响因素有哪些?Weiss公式建立的基础是什么(不要求推导)?什么是本生系数?(什么是气体在海水中的分压?)2.气体饱和度的定义及意义是什么,计算深层水饱和度应作哪几点假设?计算气体饱和度时,如何对溶解度进行现场压力、湿度校正?3.按照薄层扩散模式,气体在海-气界面间的交换速率如何表达和计算?影响气体交换速率的因素有哪些?4.海水中氧的来源和消耗过程有哪些?什么是溶解氧补偿深度?5.大洋海水中溶解氧的垂直分布特征是怎样的?形成的原因是什么?三大洋溶解氧含量有什么差别?为什么?6.什么是表观耗氧量?计算深层水表观耗氧量(或溶解氧饱和度)时,以何种气体校正氧的溶解度,为什么?如何校正?7.什么是海洋中的低氧或无氧现象?有何特征?近岸低氧现象的危害和可能的成因是什么?8.什么是气体饱和差?空气气泡潜入海水中部分溶解和完全溶解,各种气体饱和差变化有何不同?哪种惰性气体对气泡潜入最敏感?哪种惰性气体的温度系数最大?9.不同温度水团混合时,气体饱和度有何变化?10.什么是海水中的痕量活性气体?试举例并介绍其特点。
第五章思考题1.什么是营养盐?控制其分布、变化的主要因素是什么?什么是营养盐再生?2.温带海域海水中营养盐含量呈现出怎样的季节变化?为什么?3.大洋水营养盐浓度范围和垂直分布有何特征?营养盐含量与pH、AOU有何相关关系?三大洋深层海水中营养盐含量有何差异?4.海水中无机磷酸盐的存在形式是怎样的,何者为主?海洋中磷的形态可如何转化?什么是河口区磷酸盐的缓冲现象?5.海水中无机氮化物的存在形式有哪些?何者为主要形式?正常海水pH条件下,氨氮以什么样的形式存在?6.海洋中氮的形态可如何转化?什么是硝化作用和脱氮作用(反硝化作用)?7.海水中溶解无机氮磷组成有何特点?8.海水中硅的主要存在形式是什么?海洋中硅循环(垂直分布)与氮磷有何差异?9.什么是Broecker双箱模型?其对于海洋中元素循环过程是怎样考虑的?根据双箱模型的计算结果,海水中磷的垂直循环情况如何?10.什么是富营养化?什么是赤潮?第六章思考题1.海水微量、痕量元素如何划分?海水中微(痕)量元素有何特点?为什么研究难度较大?采样、贮存、分析应注意什么问题?2.海水中微(痕)量元素垂直分布类型有哪些?试举例并说明原因。
3.什么是海水p e值,其意义是什么?p e值与E h、氧化-还原平衡常数有何关系?4.控制大洋水E h(或p e值)的电对是什么?正常大洋水的E h和p e值各为多少?主要影响因素有哪些?在实际应用中有哪些问题?控制缺氧水E h(或p e值)的氧化-还原电对是什么?5.水的稳定场上限与下限是什么?由E h-pH图估测大洋水中某些变价元素存在形式可能遇到什么问题?6.如何认识海洋中的络合作用对微量金属元素的存在形式的影响?(海洋中的配位体有哪些,试举例。
受络合作用影响,某些微(痕)量金属元素主要存在形式是什么?)7.什么是Irving-Williams顺序?8.什么是络合容量?如何测定?9.什么是汞的甲基化作用?10.什么是HNLC区域?试述“铁假说”。
第七章思考题1.海水pH标度介绍了哪些?各自的特点及适用性如何?2.大洋水pH值及范围是多少?影响和控制海水pH值的因素有哪些?3.什么是海水总碱度、碳酸碱度、总碳酸盐、游离二氧化碳和海水二氧化碳分压?什么是海水比碱度?分布规律如何,为什么?4.海水碳酸盐体系的表观平衡(溶解、酸碱解离)常数介绍了哪些组?有哪些影响因素?各自的适用性如何?5.海水碳酸盐体系各分量可怎样计算?6.生物光合、呼吸作用,有机物分解,碳酸钙溶解-沉淀,海-气CO2交换等过程对海水pH、P CO、ΣCO2、Alk、CA、HCO3−、CO32−各有何影响?27.大洋水ΣCO2、Alk、pH、P CO等碳酸盐体系参数的垂直分布是怎样的?2、ΣCO2、Alk等相比如何?大洋暖表层水、冷表层水、各大洋深层水pH、P CO28.什么是碳酸钙的饱和深度、溶跃层和补偿深度(CCD)?影响海水中碳酸钙溶解度的因素是什么?9.海洋中碳酸钙有哪些主要晶形?其表观溶度积常数和补偿深度(CCD)的何不同?10.什么是海水碳酸钙饱和度?在海洋空间(垂直、纬度方向)的变化如何?(表层海水碳酸钙过饱和机理有哪些观点?)第八章思考题1.海洋有机物主要来源是什么?海洋有机物有何特点?2.海洋有机物组成主要有哪些种类?试举例。
3.有机组分在研究物质来源方面可提供哪些信息?(什么是生物标志物?)试举例。
4.什么是海洋腐殖质? 可分作哪几部分? 为什么易与金属离子络合?5.大洋海水溶解有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POC)何者为主?DOC的垂直分布(和组成特征)是怎样的?POC垂直分布及通量变化有何特点?6.什么是胶体有机碳(COC)?可如何分离?7.什么是初级生产力?什么是总生产和净生产?8.初级生产力有哪些影响因素?世界大洋初级生产力分布有何特点?9.试写出光合作用示征式。
什么是Redfield比值(光合作用过程中碳、氮、磷和氧的化学计量关系有何特点)?如何利用此关系估算光合作用或有机物分解过程中海水碳、氮、磷和氧含量的变化?10.什么是新生产?试说明其意义。
第九章思考题1.什么是稳定同位素比值和相对标准千分偏差?相对标准千分偏差的参照基准是什么?2.什么是同位素分馏?3.海水氢氧同位素分馏的机理是什么?蒸发和降水过程中氢氧同位素如何分馏?4.大洋表层海水氢氧稳定同位素分布有何特点?试举例简要说明氢氧同位素分馏在研究水团混合中的应用。
5.如何利用稳定同位素研究海洋中的一些过程?试举例(如古海水温度)。
6.放射性同位素可如何分类?试举例。
7.海水中元素铀、钍、镭含量或分布有何特点?8.举例简述14C在海洋研究中有哪些应用?世界大洋海洋深层海水14C分布有何特征?9.举例简述放射性同位素在海洋上的应用。
简述放射性同位素可如何应用于沉积速率测定?试举例。
10.海洋初级生产力、新生产力有哪些测定/估算方法?试举例与同位素有关的方法。
第十章思考题1.试介绍2010年海水热力学方程(TEOS-10)的概况。
(海水密度可怎样求算?)2.海水中元素存在形式研究有何意义?海水中元素存在形式的主要影响因素是什么?3.与化学海洋学研究相关的界面有哪些?为什么具有重要意义?4.海洋中的固体粒子的表面电荷特性是怎样的?什么是吸吸附、吸收和吸着?影响液-固界面吸着作用的主要因素有哪些?5.什么是海洋表面微层(Surface Microlayer, SML)?简述表面微层对有关海水中化学组分分布的影响。
6.什么是洋中脊水热流(海底热泉)?7.什么是天然气水合物(“可燃冰”)?8.什么是温室效应?简述海洋碳循环中生物泵(溶解度泵、物理泵)的概念,以及对全球变化研究的意义。
9.什么是海洋酸化?可带来怎样的环境、生态问题?10.*试述海水化学资源的利用价值。
(*仅用于思考或讨论,不要求掌握)。