第3章海水中的溶解气体

海水成分包括溶解气体和盐类物质
海水是地球上最丰富的水体之一，其成分非常复杂且包含了许多物质。

除了溶
解气体外，海水中还含有大量的盐类物质。

这两种成分共同构成了海水的独特性质。

溶解气体
海水中的溶解气体是指溶解在其中的气体成分。

主要的溶解气体包括氧气、二
氧化碳、氮气和其他惰性气体，如氩气和氪气等。

这些气体是由大气与海水之间的交换过程以及海洋生物的呼吸作用而导致的。

其中，氧气是海洋生物维持生命所必需的气体，而二氧化碳则参与了海水的碳酸平衡，对于调节海水的酸碱度起着重要作用。

盐类物质
海水中的盐类物质主要来自于地球表面的岩石风化过程。

这些盐类物质包括氯
化钠、硫酸镁、硫酸钙等多种离子化合物。

氯化钠是海水中最主要的盐类物质，约占海水总溶解物质的大部分。

盐类物质的含量和种类对海水的密度、结构和导电性等性质都有重要影响。

海水的成分比例
海水中的溶解气体和盐类物质虽然数量都很少，但是却对整个海洋生态系统起
着重要的调节作用。

溶解气体和盐类物质的比例因海域的不同而有所差异，通常可以通过测量海水的电导率和溶解氧量等参数来推测海水中这两种成分的含量比例。

综上所述，海水中的成分除了溶解气体外，还包括丰富的盐类物质。

这两种成
分共同赋予了海水独特的性质，对于维持海洋生态平衡和地球气候产生着重要影响。

例如氧气在大洋海水中的溶解度大约只有在淡水中的8082%。对于淡水而言，含盐量的变化幅度很小，对气体在 水中的溶解度影响不大，一般不考虑含盐量的影响，而近 似地釆用在纯水中的溶解度值。
（4）气体分压力
• 在温度与含盐量一定时，气体在水中的溶解度随气体的 分压增加而增加。对于难溶气体，当气体压力不是很大时， 气体溶解度与其压力成正比，这就是享利定律。用公式表 示为：
计算不同压力下氧气的溶解度和饱和度
• 例 计算淡水湖面大气压为85200Pa水温15℃时氧气的溶解度?
解:求氧分压:(101325Pa,P1和85200Pa,P2条件下的氧分压)
P1= (PT1-PW0) ×20.95% P2= (PT2-PW0) ×20.95% 查表可知15℃时, PW0=1707Pa C1/C2=P1/P2
• 例已知青海湖水含盐量为12.5g/L,湖面海拔3195m,试计算 20℃时青海湖水溶解氧为8.50mg/L时的饱和度?
解:采取直线内插法求得海拔3195m处的平均大气压为 68270Pa 查附表得20℃,盐度为12.5g/L时氧气溶解度为5.90mol/L 求压力为68270Pa时大气中氧的溶解度: C2=C1×[(PT2-PW0) ÷ ( PT1-PW0) ] =5.90 ×[(68270-2337) ÷ (101325-2337) ]
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湧昇流〈Upwelling〉
海水自表面以下某一深處或海底向上湧生的現象；又稱上升 流。湧昇流常發生於盛行風的風向或主要海流的流向平行於 海岸的海域，表層海水受到科氏力作用被帶離海岸，為補償 表水的流失，富含營養鹽的冷底水向上湧昇豐富營養鹽提供 藻類等浮游植物繁茂生長的條件，透過海洋食物鏈從而提供 大量魚類生長所需的食物，因此湧昇流區往往形成良好的魚 場。據估計全世界50%的魚獲量來自湧昇流漁場，而湧昇流 區面積僅佔海洋的1%。台灣東北外海由於黑潮在東部海岸由 南向北流，科氏力作用使海水向東搬離海岸，冷底水昇至海 面，因此亦為一良好的湧昇流漁場。 湧昇流區表水溫度較低﹐對大氣有冷卻作用﹐導致空氣的相 對濕度增加﹔另一方面表水的溶解氧含量因水溫低而減少﹐ 變成顯著的不飽和。如果水溫與氣溫差異大時﹐例如夏天 時﹐湧昇流區海面會有霧氣產生。而因水溫低﹐戲潮的泳客 下水前應有充分的準備﹐以免發生意外。
Q&A
1. 溶於海水中之氣體以氧和二氧化碳最重要，一般而言，下列何者 是正確的？ (A)溶氧量隨深度增加而增加，二氧化碳則隨深度而減少 (B)溶氧量與二氧化碳含量隨深度增加而增加 (C)溶氧量與二氧化碳含量均隨深度增加而減少 (D)溶氧量隨深度增加而減少，二氧化碳則隨深度而增加 海洋中二氧化碳所占的比例遠高於大氣中，其主要的原因是 (A)海水中含有許多鎂與鈣等陽離子，可與二氧化碳形成碳酸鹽 (B)二氧化碳溶解在水中的量多於在大氣中 (C)二氧化碳分子量較空氣重，故沉積在海中 (D)因大氣壓力迫使二氧化碳溶於海水中
氣體 氮氣
氧氣
大氣
78.08% 20.95%
海洋
48% 36%
二氧化碳
0.035%
15%
பைடு நூலகம்
海水中的營養鹽

24（2）影响光合作用产氧因素光照光合产氧随深度而变化强光表层受抑制强光表层受抑制，，次表层光合产氧最快光合产氧随季节而变化冬季约为夏季11%。

水温水生植物种类和数量 营养元素供给情况池塘不同水层光合作用日产氧量与水呼吸耗氧（Ⅰ）1977.6.251977.6.25--6.26 6.26 多云多云（Ⅱ）1977.6.281977.6.28--6.29 6.29 阴有小雨阴有小雨菲律宾蛤仔的耗氧率Q O=0.307W-0.7381.004T 20-32℃栉孔扇贝的耗氧率Q O=0.040W-0.3491.079T 20-28℃中国明对虾的耗氧率Q O=0.061W-0.1361.089T 20-30℃式中：Q O-mg/g/h；T-温度(℃)；W-湿重(g)2933393、底质耗氧-“泥”呼吸“泥”呼吸包括养殖水体底泥中含有的各种有机质分解耗氧及各生物类群呼吸耗氧影响因素影响因素：：温度温度、、底栖生物量底栖生物量、、有机物含量 {SOD}gO2.m-2.d-1=0.244exp(0.0423t ) {SOD}gO2.m-2.d-1=0.636+120X式中式中：：SOD 为底泥耗氧速率为底泥耗氧速率；； t 为温度为温度（（℃)； X 为有机质的含量为有机质的含量（（质量分数质量分数）。

）。

采泥器光合产氧是水中氧气的主要来源光合产氧是水中氧气的主要来源，，白天随光照逐渐增强白天随光照逐渐增强，表层中层底层43表层中层底层1、溶氧的日变化溶氧的日较差溶氧的日较差：：溶氧日变化中氧日变化中，，最高值与最低值之差值与最低值之差。

日较差较大说明水体中浮游植物多日较差较大说明水体中浮游植物多，，即饵料生物较为丰富较为丰富，，浮游动物和有机物质的量适中浮游动物和有机物质的量适中。

ABCDE水下溶解氧含量的与水下光照、、水体混合有关水下溶解氧含量的与水下光照45结冰前的对流混合可以到达底层水结冰前的对流混合可以到达底层水，，表层富氧水能够补充底层溶氧够补充底层溶氧，，使得底层水溶氧升高使得底层水溶氧升高；； 结冰后没有显著对流混合结冰后没有显著对流混合，，加上结冰后光照强度减弱，光合产氧减弱光合产氧减弱，，使得底层溶氧逐渐降低使得底层溶氧逐渐降低；； 融冰后对流混合增强融冰后对流混合增强，，光照增强使得底层溶氧逐渐升高升高；；春季后对流混合无法达到底部春季后对流混合无法达到底部，，溶氧又逐渐下降溶氧又逐渐下降。