海洋化学5
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海洋资源化学
海洋资源化学
海洋资源化学是研究海洋环境中各种化学资源的分布、形成机制、提取利用及其环境效应的学科。
它涉及的内容广泛，主要包括以下几个方面：
1. 海洋无机化学资源：如海水中的溶解盐类（主要是氯化钠）、稀有金属元素（如锂、铀、锰、钴等）、以及非传统矿产资源（如深海沉积物中的锰结核、富集在海水或海底的稀土元素）。
2. 海洋有机化学资源：包括海洋生物资源中的天然产物，如从海洋动植物和微生物中提取的各种活性化合物，这些化合物在医药、化工等领域具有重要价值，例如抗肿瘤药物紫杉醇、抗病毒药物、生物酶抑制剂等。
3. 海洋能源资源：研究可再生能源的开发与利用，如潮汐能、波浪能、海洋温差能及海洋生物质能（如藻类产生的生物燃料）。
4. 海洋环境保护与修复：关注海洋环境污染问题，研究污染物在海洋环境中的行为、转化规律以及对生态系统的影响，并探索污染治理技术和生态修复方法。
5. 海洋新材料：基于海洋资源研发新型功能材料，比如从海洋生物中提取的生物胶原蛋白、壳聚糖等可用于生物医药和环保材料领域。
海洋资源化学不仅关注资源的开发和利用，同时强调可持续发展，注重保护海洋生态环境，在发掘和利用海洋资源的过程中实现经济效益与生态效益的和谐统一。
海洋化学 期末复习资料
海洋化学期末复习资料第一章1. 海洋化学的定义是什么，研究内容是什么？海洋化学是研究海洋各部分的化学组成、物质分布、化学性质和化学过程，以及海洋资源在开发利用中的化学问题的科学，是海洋科学的一个分支（学科定义）。
研究内容概括：含量、迁移、过程、通量①海洋环境中各种物质的含量、存在形式、化学组成及其迁移变化规律；②控制海洋物质循环的各种过程与通量，特别是海-气、海-底、海-陆、海-生等界面的地球化学过程与通量。
2. 海洋化学和化学海洋学的定义与区别。
化学海洋学是研究海洋各部分的化学组成、物质分布、化学性质和化学过程的科学，是海洋化学的主要组成部分。
海洋化学包括：化学海洋学、海洋资源化学区别：海洋化学是研究海水或是海洋里物质的化学，是以化学为主。
化学海洋学是用化学的方法来研究海洋。
3. 海洋中广泛存在五大化学作用分别为：氧化还原作用、沉淀溶解作用、酸碱作用、络合作用、界面作用第二章1. 海水中包含各种各样的物质，分为几类，分别是什么？(p16，元素存在形态）颗粒物质：包括由海洋生物碎屑等形成的颗粒有机物和各类矿物所构成的颗粒无机物；胶体物质：包括多糖、蛋白质等构成的胶体有机物个Fe、Al等无机胶体；气体：包括保守性气体（N2、Ar、Xe）和非保守气体（O2、CO2）；真正溶解物质：包括溶解于海水中的无机离子和分子以及小分子量的有机分子。
2.Marcet-Dittmar 恒比规律是什么？海水中常量元素基本保持恒定的原因是什么？影响海水中常量元素恒定性的原因是什么？Marcet-Dittmar恒比规律，即表示海水的大部分常量元素，其含量比值基本上是不变的。
（意味着不管盐度从一个地方到另一个地方如何变化，海水中常量元素的比值几乎是恒定的。
）海水中常量元素基本保持恒定的原因是：水体在海洋中的迁移速率快于海洋中输入或迁出这些元素的化学过程的速率。
（加入和迁出不改变海洋中元素总量，只改变离子浓度和盐度）海水常量成分恒定性成因：混合作用――大洋海水通过环流、潮流、垂直流等运动，连续不断地进行混合。
海洋化学试题及解析答案
海洋化学试题及解析答案1. 海洋中溶解氧的主要来源是什么？A. 海洋生物呼吸B. 海洋植物光合作用C. 海洋底部化学反应D. 大气中的氧气溶解答案：B2. 下列哪种物质在海水中的浓度随深度增加而增加？A. 盐分B. 温度C. 溶解氧D. 压力答案：D3. 海洋酸化的主要原因是什么？A. 海洋生物排放的二氧化碳B. 工业排放的二氧化硫C. 火山活动释放的硫化氢D. 大气中二氧化碳的溶解答案：D4. 海洋中磷循环的主要途径包括哪些？A. 沉积物中的磷释放B. 海洋植物的吸收C. 海洋动物的摄取D. 所有以上选项答案：D5. 以下哪项不是海洋化学研究的内容？A. 海水的化学成分B. 海洋生物的生理过程C. 海洋沉积物的物理性质D. 海洋污染物的分布答案：C6. 海洋中重金属污染的主要来源是什么？A. 工业废水排放B. 农业化肥使用C. 大气沉降D. 所有以上选项答案：D7. 海水的盐度通常用哪个单位表示？A. 克/升B. 毫克/千克C. 摩尔/摩尔D. 千分比答案：D8. 海洋中氮的主要存在形式是什么？A. 氨B. 硝酸盐C. 亚硝酸盐D. 氮气答案：B9. 海洋中碳循环的主要过程包括哪些？A. 海洋植物的光合作用B. 海洋动物的呼吸作用C. 海洋沉积物的碳埋藏D. 所有以上选项答案：D10. 海洋中放射性物质的来源有哪些？A. 自然衰变B. 核试验C. 工业排放D. 所有以上选项答案：D解析：1. 海洋中溶解氧的主要来源是海洋植物的光合作用，它们通过光合作用将二氧化碳和水转化为氧气和葡萄糖。
2. 随着海水深度的增加，压力也会增加，因此选项D是正确的。
3. 海洋酸化的主要原因是大气中二氧化碳的溶解，这会导致海水的pH 值降低。
4. 海洋中磷循环的主要途径包括沉积物中的磷释放、海洋植物的吸收以及海洋动物的摄取。
5. 海洋化学研究的内容主要包括海水的化学成分、海洋生物的生理过程以及海洋污染物的分布。
6. 海洋中重金属污染的主要来源包括工业废水排放、农业化肥使用以及大气沉降。
海水主要化学成分可以分为哪五种
海水主要化学成分可以分为哪五种
海水是地球上最广泛的溶液，其中含有多种元素和化合物。
海水的主要化学成
分主要可以分为五种：无机盐类、氧气、溶解气体、微量元素和有机物质。
一、无机盐类
海水中的无机盐类是海水中最主要的组成部分，其主要包括氯化钠（NaCl）、
硫酸盐、碳酸盐等。
氯化钠是海水中含量最丰富的无机盐，占海水总溶解固体的大部分。
硫酸盐和碳酸盐也在海水中起重要作用，影响着海水的酸碱度和化学性质。
二、氧气
海水中溶解的氧气对海洋生物的生存至关重要。
氧气在海水中的溶解度受温度、盐度等因素影响。
海水中的氧气来源于大气中的氧气通过气体交换、植物光合作用等途径输入海水中。
三、溶解气体
除氧气外，海水中还溶解有二氧化碳、氮气、氩气等多种气体。
其中二氧化碳
是海水中含量较高的气体，与海水中的碳酸平衡反应密切相关，影响着海水的酸碱性质。
四、微量元素
海水中含有多种微量元素，如铁、锌、锰、铜等，虽然它们在海水中的含量很少，但对海洋生物的生长和发育却具有重要作用。
这些微量元素参与了海洋生态系统的多种生物化学过程。
五、有机物质
海水中的有机物质主要由生物排泄物、腐败有机体等组成，是海洋生态系统中
的重要组成部分。
有机物质的存在影响着海水的营养状况、生态平衡等，对海洋生物的生存和繁衍起着重要作用。
综上所述，海水主要化学成分可以分为无机盐类、氧气、溶解气体、微量元素
和有机物质五种，这些成分共同构成了丰富多彩的海洋生态系统，对地球生命和环境都具有至关重要的意义。
海洋资源化学
农业用水
海水富含硝酸盐、磷酸盐、矽酸盐等营养物 质，且水质纯净，不含作物常见的病菌，有 利用植物的生长。
海水灌溉 的优点
用海水直接灌溉省去了兴修水利之苦。
地球上荒废的大量盐碱地和滨海湿地可得到使 用，给发展农业和粮食生产提供新的土地资源 。
海洋深层水
海洋学上一般将海水分为三层：“海洋表层水”为水深
（一）海水直接利用
海水直接利用就是指海水代替淡水做工业、农业 商业和城市生活用水，环节沿海地区淡水资源短 缺的矛盾。
海水养殖 海水灌溉 游泳 浴池
工业
农业
城市
商业
冷却
冲厕
水淬
洗涤 净化 除尘
洗刷
消防
工业用水
工业用水主要是冷却用水，在沿海工业城市中 工业用水占城市总用水量的80%。因此，用海 水代替淡水做工业冷却用水可以节省城市用水 淡水用量的一半用水。国外的大型冶金、化工、 火电和核电站等需要消耗大量冷却水的工程项 目，大都尽可能建在海边，直接利用海水作为 冷却水。我国沿海城市早在20世纪30年代就 开始用海水做冷却用水，但发展规模小，发展 速度慢，至今海水年用量只有60×108，远远 落后于发达国家的利用水平。
重水资源。构成水分子的氢原子如果是氢的同位 素氘(2H或D)或氚(3H或T) ，这样的水就是 重水。重水发生核聚变可以释放出巨大的能量， 是核反应堆的减速剂和传热介质，也是制造氢弹 的原料。海水中重水的总储量2500 ×1012 t。 现在较大规模地生产重水的方法有蒸馏法、电解 法、化学交换法和吸附法等。 目前全世界还没有核融合的发电厂，一旦受控热 核聚变技术和从海水中大规模提取重水的技术能 够实现，建成以氖为原料的热核电厂。海洋就能 够为人类提供取之不尽用之不竭的新能源。人类 持续发展所遇到的能源问题，或许就一劳永逸。
初中化学《海洋化学资源》教案
初中化学《海洋化学资源》教案第一章：引言1.1 教学目标了解海洋化学资源的概念和重要性。
激发学生对海洋化学资源的兴趣和好奇心。
1.2 教学内容海洋化学资源的定义和分类。
海洋化学资源在人类生活中的应用。
1.3 教学方法通过图片和视频展示海洋化学资源的实例，引起学生兴趣。
引导学生进行小组讨论，分享对海洋化学资源的了解和看法。
第二章：海水中的溶解物质2.1 教学目标了解海水中溶解的主要物质及其含量。
掌握海水中的重要溶解物质及其作用。
2.2 教学内容海水中溶解的盐类、气体、有机物等物质。
氯化钠、氯化镁、硫酸钙等重要溶解物质的含量和作用。
2.3 教学方法通过实验和观察，让学生了解海水中溶解物质的性质和特点。
引导学生进行小组讨论，分析海水中的溶解物质对海洋生态系统的影响。
第三章：海洋生物资源3.1 教学目标了解海洋生物资源的种类和特点。
掌握海洋生物资源的利用和保护。
3.2 教学内容海洋生物资源的分类，包括浮游植物、鱼类、贝类等。
海洋生物资源的利用方式，如渔业、养殖业等。
3.3 教学方法通过图片和视频展示海洋生物资源的实例，引起学生兴趣。
引导学生进行小组讨论，分享对海洋生物资源的了解和看法。
第四章：海洋矿物资源4.1 教学目标了解海洋矿物资源的种类和特点。
掌握海洋矿物资源的开发和利用。
4.2 教学内容海洋矿物资源的分类，包括石油、天然气、盐等。
海洋矿物资源的开发技术和环境影响。
4.3 教学方法通过图片和视频展示海洋矿物资源的实例，引起学生兴趣。
引导学生进行小组讨论，分析海洋矿物资源的开发和利用对环境的影响。
第五章：海洋可再生能源5.1 教学目标了解海洋可再生能源的概念和特点。
掌握海洋可再生能源的开发和利用。
5.2 教学内容海洋可再生能源的种类，如潮汐能、波浪能、太阳能等。
海洋可再生能源的开发技术和前景。
5.3 教学方法通过图片和视频展示海洋可再生能源的实例，引起学生兴趣。
引导学生进行小组讨论，分享对海洋可再生能源的了解和看法。
海洋化学
专业名称：海洋化学课程编号：S0901000707001 课程名称：化学海洋学课程英文名称：Chemical Oceanography学分: 6 总学时：108课程性质：学位基础课适用专业：海洋化学/环境科学教学内容及基本要求:教学内容：在海洋不同区域化学元素的分布和周转、不同层圈之间的相互作用对通量的影响、稳定与放射性同位素、生物地球化学循环与食物网、生源要素的循环和生物标志物、沉积过程的地球化学问题等等。
基本要求：学生在理解讲课内容的基础上，阅读相关文献与组织讨论，从而对基本知识、前沿技术有深入的理解。
考核方式及要求：闭卷与开卷考试结合学习本课程的前期课程要求：分析化学、物理化学与普通海洋学教材及主要参考书目、文献与资料：lero F.J.：Chemical Oceanography (2nd Edition). CRC Press, Roca Raton,1996。
2.Chester R.：Marine Geochemistry 2nd Edition). Blackwell Science, Oxford, 2000.3.赵其渊（主编）：海洋地球化学。
地质出版社，北京，1989。
4.郭锦宝（主编）：化学海洋学。
厦门大学出版社，厦门，1997。
填写人：张经审核人：课程编号：S09010007070034 课程名称：高等仪器分析及实验课程英文名称：Instrumental Analysis and Practice学分: 5 总学时：90课程性质：学位基础课适用专业：海洋化学教学内容及基本要求:教学内容：气相色谱与色-质连用、稳定同位素质谱、高分辨率发射光谱-质谱、流式细胞计、原子吸收光谱、高效液相色谱、环境磁学测量仪器、分子荧光、放射性同位素测量等等；其中2/3的学时安排为实验内容，1/3的学时为授课学时。
基本要求：学生在理解讲课内容的基础上，亲自做仪器分析实验，从而提高研究工作所需的实验技能。
海洋化学复习资料
第一章1.化学海洋学的研究内容：（p2）研究海洋环境中各种物质的含量，存在形式，化学组成及其迁移变化规律以及控制海洋物质循环的各种过程与通量，特别是海——气，海——底，海——陆，海——生等界面的地球化学过程与通量，可用“含量，迁移，过程，通量”来概括化学海洋学的研究内容。
2.化学海洋学的奠基者-挑战者号的意义（p3，p6）化学海洋学是一门年轻的学科，以英国的“挑战者”号调查为起点。
挑战者号航行了13万千米，调查了南北美，南非，澳大利亚，新西兰，香港，日本及数百个大西洋和太平洋岛屿，获得了大西洋，太平洋和南大洋大约1.3万种不同的动物和植物样本以及1441份水样，成功地确定了海底的两个主要路标：大西洋中脊和马里亚纳海沟。
挑战者号对深海的勘测以及对世界海洋的温度，洋流，化学成分，海洋生物的调查，开启了人们对海洋物理，化学和生物学性质的了解。
第二章1.水的性质水具有异常高的冰点和沸点，导致其具有高的热容量水具有异常的密度变化水中盐分的增加导致渗透压增加水中盐分的增加导致冰点的降低以及达到最大密度的温度降低水是极好的溶剂2.现代海水的种类：颗粒物质，胶体物质，气体，真正溶解物质颗粒物质：由海洋生物碎屑等形成的颗粒有机物和各种矿物所构成的颗粒无机物；胶体物质：多糖、蛋白质等构成的胶体有机物和Fe、Al等无机胶体；气体：保守性气体（N2、Ar、Xe）和非保守气体（O2、CO2）；真正溶解物质：溶解于海水中的无机离子和分子以及小分子量的有机分子。
3.海水的元素组成：微量元素，常量元素常量元素：在海水中的浓度一般高于0.05mmol/kg，其中包括钠，钾，钙，镁，Sr等5种阳离子，氯，硫酸根，溴，碳酸氢跟（碳酸根），氟等5中阴离子和H3BO3 分子，它们构成了海水溶解态组分的99%以上微量元素：在海水中的浓度一般小于0.05μmol/kg，包括Li,Ni,Mn,Fe,Zn,Pb,Cu,Co,U,Hg等金属元素4.Marcet-Dittmar恒比定律，原因（p18-19）Marcet-Dittmar恒比定律:尽管各大洋各海区海水的含盐量可能不同，但海水主要溶解成分的含量间有恒定的比值原因：水体在海洋中的迁移速率快于海洋中运输或迁出这些元素的化学过程的速率。
海洋化学资源概况
引言：海洋化学资源是指存在于海洋中的各种化学元素和化合物，包括海水、海洋沉积物、海藻、海洋生物等。
这些资源拥有广泛的应用领域，从食品工业、医药领域到能源和环境保护等方面都有着重要的意义。
本文将对海洋化学资源进行概述，介绍其类型、分布、利用和挑战。
概述：海洋化学资源非常丰富多样，包括海洋化学元素和化合物。
海洋化学元素主要包括氧、氮、磷、硅等，它们是构成海洋生态系统的重要组成部分。
海洋化合物则涵盖了海洋中的有机和无机物质，如蛋白质、多糖、有机酸、无机盐等。
这些资源不仅支持着海洋生物的生长发育，还具有广泛的应用前景。
正文：1.海洋水体中的化学资源1.1海水中的溶解氧和二氧化碳1.2海水中的盐度和溶解盐1.3海水中的重金属和有机污染物1.4海水中的营养物质和微量元素1.5海水中的放射性物质和稀土元素2.海洋沉积物中的化学资源2.1沉积物中的有机质2.2沉积物中的矿物质和金属元素2.3沉积物中的磷和硅2.4沉积物中的稀土元素和放射性同位素2.5沉积物中的有害物质和污染物3.海洋生物中的化学资源3.1海洋生物中的蛋白质和多糖3.2海洋生物中的有机酸和酶3.3海洋生物中的抗氧化物质和抗菌物质3.4海洋生物中的生物活性物质和天然产物3.5海洋生物中的微量元素和稀有元素4.海洋化学资源的利用4.1食品工业的应用4.2医药领域的应用4.3能源和化工领域的应用4.4环境保护和污染控制的应用4.5新材料研发和生物技术的应用5.海洋化学资源面临的挑战5.1过度开发和过度利用5.2海洋污染和生态破坏5.3气候变化和海洋酸化5.4法规和管理的缺失5.5资源可持续利用的问题总结：海洋化学资源是一种重要而丰富的自然资源，具有广泛的应用前景。
海洋水体中的化学资源，沉积物中的化学资源和海洋生物中的化学资源都具有独特的特点和潜力。
海洋化学资源的利用也面临着一系列的挑战，需要通过科学研究、合理开发和管理来实现其可持续利用。
这对于海洋经济的发展和环境保护都具有重要意义。
海洋化学 知识点
1海洋中存在的一些气体，如氧气、一氧化二氮、一氧化碳、甲烷等，会因为人类活动或其他生物地球化学过程的影响而偏离保守行为，故将其称为非保守的活性气体。
氮气、氩气、氙气等则不受人类活动或生物地球化学过程的影响而偏离保守行为。
2化学耗氧量（Chemical Oxygen Demand，简称COD）是以化学方法氧化水样中的还原性物质，主要是有机物，所消耗的氧化剂以氧表示的量。
3生物需氧量（Biochemical Oxygen Demand，简称BOD）是指在一定期间内，微生物分解一定体积水样中的某些可生化降解的物质，所消耗的溶解氧的量。
4从质量的角度来说，海洋中含量最多的元素是氧，约占海水总质量的85.79％。
5溶解氧在水中的溶解度随温度的升高而降低。
表层海水温度自赤道向两极高纬度地区呈逐渐降低的变化趋势，对溶解氧含量产生显著影响。
6在水体稳定度比较好且生物光合作用较强烈的海区真光层内，在海洋表面以下数十米深度，可观察到由浮游生物光合作用所形成的溶解氧极大值，其出现深度通常与初级生产力最高的层次相一致。
7溶解氧和pH 都是反映水环境健康的主要指标。
当前低氧已经成为世界范围内沿岸物理交换不良水域的一个主要环境问题。
伴随低氧现象而出现的近海局部季节性酸化现象，与开阔大洋相比危害更加显著。
典型的例子如墨西哥湾、长江口、珠江口、渤海湾季节性大范围底层酸化现象。
8pH 指溶液中氢离子的活度的负对数值，海水pH 常用实用标度表示。
在天然海水正常pH范围内，其酸碱缓冲容量的约95％是由二氧化碳碳酸盐体系所贡献。
在几千年以内的短时间尺度上，海水的pH 主要受控于该体系。
9海水的pH 一般在7.5～8.2 变化，属于弱碱性范围。
10通常海洋表层水为弱碱性，pH 在8.0～8.2。
工业革命以来海洋吸收了人类排放二氧化碳总量的1/3，对减缓全球变暖具有重要作用，但海洋持续吸收大气二氧化碳会导致pH 下降，即海洋酸化。
11海洋生物的钙化过程吸收海水中的碳酸盐，这个过程并不移除二氧化碳，却导致海水pH降低和游离二氧化碳浓度升高，反而促进海洋酸化。
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一、海水中氮的形态和转化
2. 海水中氨（铵）的存在形式 海水NH4+与NH3之间存在着平衡： NH3 + H+ = NH4
+
K′ =
aH+ cNH+
4
cNH3
当t=10℃，S＝35时， pK’=9.8。若海水pH=8.0，则
cNH+
4
cNH3
= 63
即NH4+占98.4%。温度一定时，NH3的含量取决于海水pH值。
在不同介质中各种磷酸盐形式随pH变化不同，为什么？
§ 5-1
海洋中的磷
一、海水中磷的形态
2. 海水中无机磷酸盐的存在形式 磷酸的解离平衡常数（与温度和盐度的关系；Millero, 1996）
ln K1′ = 115.54 − 4576.752 / T − 18.453ln T + (0.069171 − 106.736 / T ) S 0.5 + (−0.01844 − 0.65643 / T ) S ′ ln K 2 = 172.1033 − 8814.71/ T − 27.927 ln T + (1.3566 − 160.340 / T ) S 0.5 + (−0.05778 − 0.37335 / T ) S ′ ln K 3 = −18.126 − 3070.75 / T + (2.81197 + 17.27039 / T ) S 0.5 + (−0.09984 − 44.99486 / T ) S
亚硝酸菌 2NH 3 +3O 2 ⎯⎯⎯⎯ 2NO − +2H 2 O+4H + → 2 专性、自养
1 硝酸菌 − → NO + O 2 ⎯⎯⎯⎯ NO3 兼性、自养 2
− 2
§ 5-2
海洋中的无机氮化物
一、海水中氮的形态和转化
3. 氮的循环与形态转化 硝化作用 －铵的氧化：NH4+被氧化为NO2－的反应有3种： 光化学氧化：在UV线照射下， NH4＋很快被氧化为NO2－ ，但是 这种作用仅能发生在海洋表面。 化学氧化作用：主要指由O2进行的氧化。 细菌作用下的氧化：硝化细菌作用下NH4＋ 转化为 NO2－。 海水中主要是两种作用。
介 质 0.68 mol/l NaCl溶液 人工海水 （S=33.0）
2.35±0.15
0.88±0.06
1.37±0.15
2. 海水中无机磷酸盐的存在形式33.0）
各种形式磷酸盐在不同pH下的分布情况（20℃） (Kester and Pytkowicz, 1967)
缔合形式 MH2PO4＋ MHPO40 MPO4－ X H2PO4－ HPO42－ PO43－ Free X 92.3 49.3 0.2 lgβ'MgX 0.14 1.23 3.36 MgX 7.0 45.8 26.6 lgβ'CaX -0.15 0.97 4.51 CaX 0.7 4.9 73.2
区域变化例：太平洋年平均硝酸盐浓度 (μmol l−1; Conkright et al., 1998)
北太平洋硝酸盐与新生产的分布
(Goes et al., 2002)
海洋中营养盐的垂直分布
第五章
海洋中的营养盐
§5-1 海洋中的磷
生物功能 －能量传送反应（ATP and ADP）, －细胞壁组分。
1 1.98 3.64
压力对磷酸存在形式的影响（S＝35，25℃） 压力（bar） 0 500 1000 H3PO4 0 0 0 H2PO4－ 0.5 0.2 0.1 HPO42－ 79.2 66.1 33.7 PO43－ 20.4 33.7 48.3
§ 5-1
海洋中的磷
一、海水中磷的形态
2. 海水中无机磷酸盐的存在形式 磷酸的离子对（与Ca2+和Mg2+）
二、海水中磷的含量、分布和变化
1. 海水中磷酸盐的含量 大洋表层海水约0.5－1.0 μmol dm-3 （热带表层海水约＜0.1－0.2 μmol dm-3）； 深层海水可达2－3 μmol dm-3 。
2. 断面分布
§ 5-1
海洋中的磷
二、海水中磷的含量、分布和变化
3. 垂直分布
Mediterranean data: GEOSECS Sta. 404 at 35o35’N, 17o15’E (Weiss et al., 1983) Atlantic data: TTO sta. 241 at 36o18’N, 56o27’W (PACODF, 1986) Pacific data: GEOSECS Sta. 204 at 31o22’N, 150o29’W (Broecker et al., 1982)
Chemical Oceanography
第五章
§5-1 §5-2 §5-3 §5-4 §5-5
海洋中的营养盐
海洋中的磷 海洋中的无机氮化物 海洋中的硅 海洋中营养盐的垂直循环 富营养化与赤潮
第五章
海洋中的营养盐
概述
营养盐 营养盐再生 海洋中营养盐的某些特征
概述
营养盐
化学海洋学中营养盐（Nutrients）一般指磷、氮、硅元素的盐类。 ●海洋浮游植物生长所必须的成分，是海洋生产力的食物链的基础； ●在真光层被浮游植物吸收直至限制其生长。
浮游植物生长所需的营养成分还包括海水主要成分、一些微量元素如 Fe、Mn、Cu、Zn、Co、Mo等和一些有机化合物如维生素等，但其含量 一般不限制生长（ Fe、Mn可能除外） 。
概述
营养盐
来源 ●陆源物质：岩石风化物质 有机物腐解产物 排入河川中的废弃物 包括大陆径流、大气中的灰尘和极区冰川作用等输入途径。
TDN vs. nitrates at stations in the central basins of the Pacific (34oN to 76oS) (Jackson and Williams, 1985)
§ 5-2
海洋中的无机氮化物
一、海水中氮的形态和转化
3. 氮的循环与形态转化 海洋浮游植物对氮的吸收 NO3－、NO2－、NH4 ＋，分子量不大的DON（如尿素、氨基酸等）。 生物吸收转化而成的有机氮经排泄或生物体死亡后，被微生物生化 分解转变为无机氮，构成氮的循环。 硝化作用 通常将有机氮→NH4+→NO2－→NO3－ 的过程称作“硝化作用”。
§ 5-1
海洋中的磷
一、海水中磷的形态
2. 海水中无机磷酸盐的存在形式 磷酸的解离平衡常数（压力的影响；Millero, 1996）
压力对磷酸解离平衡常数的影响（25℃） 压力（bar） 0 500 1000
Κ1P/ Κ10
1 1.36 1.78
Κ2P/ Κ20
1 1.65 2.61
Κ3P/ Κ30
近岸海水中总磷以DOP为主，DIP次之。
§ 5-1
海洋中的磷
一、海水中磷的形态
2. 海水中无机磷酸盐的存在形式
H 3 PO 4
表5.4
′ K1
H + +H 2 PO－ 4
′ K2
2 2H + +HPO 4－
′ K3
3H + +PO3－ 4
人工海水和0.68 mol/l NaCl的解离常数（20℃） K1'(×10－2) 2.83±0.08 K2' (×10－6) 0.41±0.04 K3 ' (×10－9) 0.010±0.001
§ 5-1
海洋中的磷
一、海水中磷的形态
3. 磷的循环与形态转化
（教材P129图5.9）
TDP vs. DIP at 15 stations in the north and south central Pacific (Jackson and Williams, 1985)
§ 5-1
海洋中的磷
Dark
硅藻(PN)
通气！
Von Brand and Rakestraw (1930) in Harvey (1957)
§ 5-2
海洋中的无机氮化物
一、海水中氮的形态和转化
3. 氮的循环与形态转化 颗粒氮转化为溶解无机氮的模拟实验
硅藻(PN)
通气！
Von Brand and Rakestraw (1930) in Harvey (1957)
二、海水中磷的含量、分布和变化
日变化
南海中部磷酸盐周日变化
§ 5-1
海洋中的磷
二、海水中磷的含量、分布和变化
5. 河口区磷酸盐的缓冲现象
November 1981
June 1980
长江口磷酸盐 (Edmond et al., 1985)
§ 5-1
海洋中的磷
二、海水中磷的含量、分布和变化
5. 河口区磷酸盐的缓冲现象
5 m Depth, the Departure Bay, Vancouver Island, British Columbia (Strickland and Austin, 1960)
§ 5-1
海洋中的磷
二、海水中磷的含量、分布和变化
4. 季节变化
胶州湾某站海水磷酸盐季节变化
§ 5-1
海洋中的磷
§ 5-2
海洋中的无机氮化物
一、海水中氮的形态和转化
3. 氮的循环与形态转化
大气 海洋
固
氮
反硝化作用（脱氮作用）
亚硝酸还原 氨化作用 生物合成 铵氧化
硝酸还原 亚硝酸 氧化
硝化作用
输出 输入 氮的价态
有机氮
§ 5-2
海洋中的无机氮化物
一、海水中氮的形态和转化
3. 氮的循环与形态转化 颗粒氮转化为溶解无机氮的模拟实验