海洋物理化学

海洋科学中的海洋系统与海洋生态海洋是地球上最大的生态系统，占据了地球表面的71%。

海洋为地球上所有生命提供了大量的食物、水分和氧气，同时还能调节全球的气候和天气。

在海洋科学中，海洋系统和海洋生态是非常重要的两个领域。

一、海洋系统海洋系统是指海洋中的各种物理、化学和生物过程的相互作用。

这些过程包括海水的流动、海洋生物的生长繁殖、海洋气候的形成等等。

海洋系统的研究涉及到多个学科，包括物理学、化学、生物学等。

1. 海洋物理海洋物理是通过研究海水流动、海水温度、盐度、水深等参数来研究海洋系统的学科。

海洋物理主要研究海水的运动规律和海洋气候的形成过程。

海水的流动对海洋生态系统和生物圈都具有重要影响，海洋物理学的研究结果有助于理解海水流动对生态系统的影响，为环境保护和海上交通安全提供科学依据。

2. 海洋化学海洋化学是研究海水中元素、化合物、物理化学性质等的学科。

其中，海洋生态学中的海洋营养盐循环是一个重要的研究领域。

为了探究海洋生态系统的物质循环过程，海洋化学家需要了解海水中的氮、磷、硅等元素含量及其变化规律。

这些元素的循环过程对海洋生物的生长繁殖、能量过程以及生态食物链的形成都具有重要意义。

3. 海洋生物学海洋生物学是研究海洋生物的分类、分布、生命周期和生态位等的学科。

海洋生物学与海洋生态学密切相关。

生态学家通过研究海洋生物的生存环境和生态位，探究整个海洋生态系统的构成和演化过程。

二、海洋生态海洋生态学是指研究海洋生物群落及其与环境之间相互作用的一门科学。

海洋生态学主要走近于生态学，但由于海洋环境的独特性，海洋生态学具有独特的研究内容和方法。

海洋生态学中的海洋生态系统是其中的一个重要研究领域。

1. 海洋生态系统海洋生态系统是指海洋环境中的相互作用的生物、非生物因素所构成的一个完整的有机体系。

常见的海洋生态系统包括珊瑚礁生态系统、海岸带生态系统、浮游生态系统、深海生态系统等。

这些生态系统中具有丰富的生命形式和物种多样性，是研究全球生态系统的重要组成部分。

海洋物理学的主要研究：海水各类运动和海洋与大气及岩圈的相互作用的规律，为海况和天气的监测及预报提供依据；研究海洋中的声、光、电现象和过程，以掌握其变化和机制；研究海洋探测的各种物理学方法，从而实现有计划地在海上进行现场的专题观测和实验。

海洋物理学发展史，可概括为三个阶段：海洋考察；早期的理论研究和观测仪器的研制；现代海洋学。

海洋光学：是光学与海洋学之间的边缘科学，主要研究海洋的光学性质；光辐射与海洋水体的相互作用；光在海洋中的传播规律；激光探测海洋；光学海洋遥感；海洋中光的信息传递等。

利用多光谱遥感资料，根据海水中叶绿素强吸收光谱和透射光谱的比值，探测海洋叶绿素含量的方法称为光谱比值法。

海洋光学的研究内容：在基础研究方面：海洋辐射传递过程、海面光辐射、水中能见度、海水光学传递函数、激光与海水相互作用等；在应用研究方面主要是遥感、激光、水中照相工程等海洋探测方法和技术的研究。

海洋的表观光学性质：太阳和天空辐射通过海面进入海中所形成的海洋辐射场分布，主要表现为辐亮度分布、辐照度衰减、辐照比和偏振特性等所有与辐射场有关的光学性质。

海中光传播规律主要决定于多次散射，研究海中光传播规律的海洋辐射传递理论是海洋光学的核心问题。

已知海洋水体的散射函数和吸收系数，对海洋辐射传递方程求解，即可得到日光、人工光源和激光在海水中的传播规律。

反之，由辐射场确定海水基本性质，是遥测海洋技术的基本方法。

海洋光学的应用基础研究主要包括:水中对比度及图像传输研究;海洋水体光学传递函数研究;激光与海洋水体相互作用研究;探测海洋的光学遥感模式研究。

激光与海洋水体的相互作用研究主要是海水激光荧光光谱、受激赖曼散射。

海洋激光雷达所激起的海水激光荧光光谱是探测海水化学组分的基本遥测方法。

海水受激赖曼散射随温度增高而红移，这种物理现象是激光雷达遥测海洋表层温度剖面的有效方法，精度可达±0.5度。

海洋声传播的影响因素：声波在海水中传播时，海中的气泡、海洋生物和悬浮体，都会散射和反射声波。

海洋物理化学思考题第一章液态水的结构1、液态水有哪两种结构模型一混合型理论模型间隙模型混合模型闪动簇团模型二连续体模型2、“闪动簇团”模型有什么特点？不必假设冰I h结晶的存在，也不必考虑簇团中水分子构成的方式，因而避开了过冷、结冰与流动性等现象所提出的问题“自由”水中的氢键已破裂，分子之间力为偶极-偶极作用和L o n d o n作用簇团具有闪动的特性3、用“闪动簇团”模型解释压力和温度对纯水结构的影响。

压力：簇团理论：簇团由于具有一定的构型而比它周围“自由”的水体积更大，压力增大，将破坏这些簇团使体积减小温度：：簇团的破坏所引起的密度增加和正常热膨胀所引起的密度减小两种因素综合作用的结果。

4、什么是电缩作用？离子与水偶极的局部电荷的相互静电作用把水分子拉近离子周围，使靠近离子附近水的比容变小，即离子周围水的体积缩小了，这种现象称为电缩作用。

5、水的双区模型有几种？6、什么是溶剂化配位水？7、什么是非溶剂化配位水？第二章海水状态方程式1.什么是海水状态方程式2.海水状态方程式可能的用途3.UNESCO高压海水状态方程式的形式4.UNESCO高压海水状态方程式有什么优点？第三章海水热力学基础与盐度、离子强度的关系；离子强度与盐度的关系。

1、ms2、偏摩尔体积与表观摩尔体积的定义，它们之间的关系。

第四章离子水化作用1、根据连续电解质模型，推导水化焓公式2、对连续电解质模型的改进工作有哪些？3、在结构水化模型中，将离子与水的相互作用分成了几个步骤？最后得到的水化焓公式是什么？第五章海水体系中离子－离子相互作用1、离子雰的概念，离子互吸理论的假设。

由于静电作用力的影响，在中心离子（正离子）周围，距离正离子愈近的地方，正电荷密度愈小，负电荷密度愈大，结果在中心周围大部分的正负电荷相互抵消，但总效果犹如在其周围分布着一个大小相等而符号相反的电荷，我们把这一层电荷所构成的球体称为离子雰。

2、离子雰在中心离子J上引出的电能变化是什么，并据此推导D-H活度系数公式。

海水中重金属污染的检测与治理海洋是地球上最大的水体，也是生命赖以生存的重要环境之一。

然而，随着工业化和城市化的快速发展，海水中重金属污染问题日益严重，给海洋生态系统和人类健康带来了严重威胁。

因此，对海水中重金属污染的检测与治理显得尤为重要。

本文将就海水中重金属污染的检测方法和治理措施进行探讨。

一、海水中重金属污染的检测方法1. 传统检测方法传统的海水中重金属污染检测方法主要包括采样分析和实验室分析。

采样分析是通过采集海水样品，然后送至实验室进行分析，通常采用原子吸收光谱、电感耦合等离子体质谱等仪器进行检测。

这种方法准确性高，但需要耗费大量时间和人力物力，且无法实现实时监测。

2. 在线监测技术随着科技的发展，出现了一些新型的海水中重金属污染在线监测技术，如电化学传感器、光学传感器等。

这些技术具有实时性强、操作简便、成本低廉等优点，能够实现对海水中重金属污染物的快速监测和预警，为治理提供了重要依据。

二、海水中重金属污染的治理措施1. 加强源头治理要从源头上减少海水中重金属污染物的排放，加强工业废水、城市污水等的处理，推动企业采取清洁生产技术，减少重金属排放。

同时，加强对污染源的监管和执法力度，严格执行环保法律法规，确保排放达标。

2. 生物修复技术生物修复技术是利用植物、微生物等生物体对重金属污染物进行吸附、富集、转化和降解的过程，达到净化水体的目的。

例如，利用水生植物如莲藕、芦苇等植物对水体中的重金属进行吸附和富集，起到净化水体的作用。

3. 物理化学治理技术物理化学治理技术包括沉淀、絮凝、离子交换、膜分离等方法，通过这些技术可以将海水中的重金属污染物沉淀、吸附、分离，达到净化水体的效果。

这些方法操作简便，效果显著，是海水中重金属污染治理的重要手段之一。

4. 综合治理海水中重金属污染治理需要综合运用多种技术手段，根据具体情况采取不同的治理措施，形成多层次、多方面的治理体系。

只有综合运用各种技术手段，才能更有效地净化海水，保护海洋生态环境。

物资源，海洋生物物种约占地球生物物种总数的80%以上据统计，已知的海洋生物大约有300 000种，而且这些可能仅仅只占所有海洋生物种类的一小部分，海洋生物环境所具有的这种物种多样性构成了资源化学多样性的基础。

海洋生物以它独特的生活方式—栖息、运动、洄游、摄食、排泄、生长繁殖、御敌等，生活在复杂而多变的海洋环境里，海洋环境具有高盐、高压、低温、寡营养等迥异于陆地环境的特点，海洋生物也随之产生了与陆地生物不同的代谢途径和机体防御机制，具有陆上生物所不具有的化学结构奇特、新颖以及特异的高活性、高药效的活性物质。

● 浮游植物一类自养性的浮游生物，具有叶绿素或其它素体，能吸收光能（太阳辐能）和二氧化碳进行光合作用，而自己制造有机物(主要是碳水化合物)。

这类浮游生物主要包括细菌和单细胞藻类--硅藻、甲藻、绿藻、蓝藻、金藻、黄藻等。

它们是水域生态系统中的主要生产者(producer ，属于初级生产力，其中有些细菌又是还原者decomposer)。

由于需要吸收日光能，一般分布于海洋的上层或称真光层(euphotic layer)。

● 浮游动物这是一类异养性的浮游生物，也就是不能自己制造有机物，而必须依赖已有的有机物作为营养来源。

这类浮游生物主要包括原生动物的有孔虫、放射虫和纤毛虫；水母类的水螅水母，钵水母和栉水母；轮虫类的单卵巢轮虫；甲壳类的枝角类、桡脚类、磷虾类、樱虾类及部分介形类(状肢类)、端足类和糠虾类等；毛颚类；软件动物的翼足类和异足类；被囊动物的有尾类和海樽类；以及各类无脊椎动物和低等脊椎动物的浮游幼虫(包括鱼类的仔鱼、稚鱼等)。

它们的生活水层不限于真光层，可以分布到较深水层；大多是滤食性的，也有捕食性的，是海洋生态系统中的消耗者(consumer)，主要属于次级生产力。

● 小型底栖动物小型底栖动物对异养微生物的摄食、胁迫和调控过程具有全球尺度的效应，因此深入开展海洋生态系统中的过程研究与生态模拟，离不开小型底栖动物这一重要生物参数。