《化學(xué)海洋學(xué)》題庫(kù)

1、<p>　　一　填空題(每空1分，共20分)</p><p>　　在海水中，濃度大于0.05 mmol/kg的元素為常量元素，海水中的11中常量元素是：</p><p>　　陽(yáng)離子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Sr2+</p><p>　　陰離子：Cl-、SO42-、Br-、HCO3-(CO32-)、F-</p><p>&l

2、t;b>　　分　子：HBO3</b></p><p>　　海水中，與海洋生物生長(zhǎng)密切相關(guān)的元素稱為營(yíng)養(yǎng)鹽：</p><p>　　主要營(yíng)養(yǎng)鹽：N、P、Si</p><p>　　微量營(yíng)養(yǎng)鹽：Mn、Fe、Cu、Zn</p><p>　　3.實(shí)用堿度（PA）是碳酸堿度，硼酸堿度，水堿度之和．</p><p>

3、　　4. 鹽度的原始定義: 一千克海水中，所有碳酸鹽轉(zhuǎn)化為氧化物，溴、碘以氯置換，所有的有機(jī)物被氧化之后所含全部固體物質(zhì)的總克數(shù)。單位為克/千克，符號(hào)為S‰</p><p>　　5. 浮游植物光合作用中被吸收，與碳、氧等為構(gòu)成生物體基本元素。有較為恒定的吸收比（C:N:P:O=106:16:1:－276）。</p><p>　　6. 總氮（TN）, 顆粒氮（PN）, 溶解氮（DTN）, 溶

4、解無(wú)機(jī)氮（DIN）, 溶解有機(jī)氮（DON）</p><p>　　7. 總磷（TP）, 顆粒磷（PP）, 溶解磷（DTP）, 溶解無(wú)機(jī)磷（DIP）, 溶解有機(jī)磷（DOP）</p><p>　　8.海水中無(wú)機(jī)配位體重要有：</p><p>　　9.海水中有機(jī)配位體大部分含有羧基，氨基，羥基官能團(tuán)．</p><p>　　10.影響海洋初級(jí)生產(chǎn)力的主

5、要因素是光照（溫度），營(yíng)養(yǎng)鹽，微量元素等</p><p>　　二　簡(jiǎn)答題　(每題8分，共40分)</p><p><b>　　鹽度</b></p><p>　　答：在1 kg海水中，將所有的碳酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸?，所有的溴和碘為等摩爾的氯所取代，且所有有機(jī)物被氧化以后，所含全部固體物質(zhì)的總克數(shù)。</p><p>　　單位：g

6、/kg， 以符號(hào)S‰表示。</p><p><b>　　2. 氯度</b></p><p>　　答：在1 kg海水中，當(dāng)溴和碘為等摩爾的氯所取代，</p><p>　　所含氯的克數(shù)。單位：g/kg，以符號(hào)Cl‰表示。</p><p>　　3. CaCO3和MgCO3沉淀的形成與溶解對(duì)海水pH值的影響?</p>

7、;<p><b>　　答：</b></p><p>　　海水pH值空間變化的原因？</p><p><b>　　答：</b></p><p>　　答：A淺層水觀察到由生物光合作用導(dǎo)致的pH極大值，生物的光合</p><p>　　作用會(huì)遷出水體中的CO2，導(dǎo)致pH值增加；</p&g

8、t;<p>　　B隨深度的增加，pH值逐漸降低，至1000m左右出現(xiàn)極小值，該區(qū)間的降低是由于生源碎屑的氧化分解所導(dǎo)致。pH值的極小值所處層位與DO極小值和pCO2極大值所處層位相同。</p><p>　　C深層水中pH值的增加來(lái)自CaCO3的溶解。</p><p>　　氮的生物吸收和有機(jī)物再礦化過(guò)程中溶解無(wú)機(jī)氮的釋放對(duì)總堿度的影響？</p><p>

9、　　答：海洋生物吸收硝酸鹽伴隨著OH-的產(chǎn)生，因而總堿度增加，每吸收1 mol的NO3-，海水總堿度增加1mol；海洋生物吸收氨鹽伴隨著H+的產(chǎn)生，海水總堿度降低；尿素的吸收對(duì)總堿度沒有影響。生源有機(jī)物再礦化過(guò)程對(duì)海水總堿度的影響與上述氮的生物吸收剛好相反。</p><p>　　6. 在圖中指出CaCO3的飽和深度、溶解躍層與補(bǔ)償深度</p><p><b>　　答：</b

10、></p><p>　　A是CaCO3的飽和深度</p><p>　　B是CaCO3的溶解躍層</p><p>　　C是CaCO3的補(bǔ)償深度</p><p><b>　　BOD的定義</b></p><p>　　答：在有氧環(huán)境中，由微生物分解1 dm3水中的有機(jī)物所需要消耗氧量，通常以mg

11、O dm－3表示。</p><p><b>　　7.COD的定義</b></p><p>　　答：在一定條件下，氧化1 dm3水體中的還原物質(zhì)所需要消耗氧的量，以mg O dm－3表示。</p><p>　　8. 赤潮的危害有哪些？</p><p>　　答：a危害近海水產(chǎn)養(yǎng)殖和捕撈業(yè)；b分泌黏液，導(dǎo)致魚、蝦、貝窒息死亡；

12、c赤潮生物帶有毒素，毒害海洋生物；d缺氧引起蝦、貝大量死亡；e損害海洋環(huán)境；f危害人體健康；g影響海洋旅游業(yè)</p><p>　　9. 石油污染對(duì)海洋的危害有哪些？</p><p>　　答：a 油膜阻礙陽(yáng)光進(jìn)入水體，抑制浮游植物光合作用；b 油膜阻礙氧氣進(jìn)入水體，使海水缺氧；c油污染物的降解和分解，消耗大量溶解氧；d使海獸、海鳥失去游泳和飛行的能力；e油污染物使海洋生物中毒、死亡；f油污

13、染物中的致癌物質(zhì)在海洋生物體內(nèi)富集，通過(guò)食物鏈危害人體健康；g破壞海濱風(fēng)景區(qū)和海濱浴場(chǎng)。</p><p>　　10. 缺氧水的化學(xué)特征</p><p><b>　　答：A 反硝化作用</b></p><p>　　在缺氧水中，由于微生物作用，NO3–N 還原為NO2–N ，再進(jìn)一步還原為NH3或N2，使NO3–N 消失。</p>&

14、lt;p>　　B SO42-被還原為H2S</p><p>　　當(dāng)海水中NO3-和NO2-被耗盡時(shí)，在硫酸鹽還原菌的作用下，有機(jī)物以SO42-作為氧化劑（電子受體）氧化分解，而SO42-被還原為H2S</p><p><b>　　C 氧化還原電位低</b></p><p>　　Eh降低導(dǎo)致有機(jī)物分解速度減慢，有機(jī)物傾向于積累。在缺氧區(qū)和底

15、層沉積物中，厭氧菌大量繁殖。</p><p>　　變價(jià)元素以低價(jià)態(tài)存在。</p><p>　　有機(jī)物的積累導(dǎo)致了金屬有機(jī)絡(luò)合物的大量形成，使硫化物沉淀的形成推遲，金屬離子的溶解度增大（增溶作用）。</p><p><b>　　11. 營(yíng)養(yǎng)鹽再生</b></p><p>　　答：在真光層內(nèi)，營(yíng)養(yǎng)鹽經(jīng)生物光合作用被吸收，成為

16、生物有機(jī)體組成部分。生物體死亡后下沉到真光層以下，有機(jī)體分解、礦化，營(yíng)養(yǎng)元素最終以無(wú)機(jī)化學(xué)形式返回到海水中的過(guò)程為營(yíng)養(yǎng)鹽再生</p><p><b>　　12. 富營(yíng)養(yǎng)化</b></p><p>　　答：富營(yíng)養(yǎng)化是水體老化的一種現(xiàn)象。由于地表徑流的沖刷和淋溶，雨水對(duì)大氣的淋洗，以及廢水、污水帶有一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向湖泊和近海水域匯集，使得水體的沿岸帶擴(kuò)大，沉積物增加，N、

17、P 等營(yíng)養(yǎng)元素?cái)?shù)量大大增加，造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化。</p><p><b>　　13. 赤潮</b></p><p>　　答：赤潮在國(guó)際上也稱作有害藻類（HAB），是指在一定的環(huán)境條件下，海洋中的浮游微藻、原生動(dòng)物或細(xì)菌等在短時(shí)間內(nèi)突發(fā)性鏈?zhǔn)皆鲋澈途奂?，?dǎo)致海洋生態(tài)系嚴(yán)重破壞或引起水色變化的災(zāi)害性海洋生態(tài)異常現(xiàn)象。</p><p><b&g

18、t;　　14.富集因子</b></p><p><b>　　答：</b></p><p>　　15. 指出以下圖中元素的分布所屬分布類型及該種分布類型形成的原因</p><p>　　答：這些元素在上層水被浮游生物吸收，</p><p>　　生物死亡后，部分在上層水體再循環(huán)，</p><p&

19、gt;　　另有部分通過(guò)顆粒沉降輸送至中深層。</p><p>　　進(jìn)入中深層水體的顆粒物發(fā)生再礦化</p><p>　　作用，這些元素重新回到水體中，</p><p>　　由此形成表層低而中深層高的分布。</p><p>　　16. 指出以下圖中元素的分布所屬分布類型及該種分布類型形成的原因</p><p>　　答：（

20、1）大氣輸送進(jìn)入海洋，如Pb。Pb主要通過(guò)人類燃燒含Pb汽油進(jìn)入大氣，并被大氣氣溶膠顆粒所吸附，其后顆粒態(tài)Pb主要通過(guò)降雨輸送進(jìn)入海洋表層。</p><p>　?。?）由河流輸送或由陸架沉積物釋放，而后通過(guò)水平混合進(jìn)入開闊大洋，形成表層或次表層極大值（Mn）。</p><p>　?。?）生物過(guò)程導(dǎo)致的氧化還原反應(yīng)會(huì)使還原態(tài)金屬元素在表層或次表層出現(xiàn)極大值，例如Cr(III)、As(III)

21、、I-。</p><p>　　16. 海水中有機(jī)配體重要有哪些分類</p><p><b>　　答：</b></p><p>　　17. 金屬有機(jī)配位體的環(huán)境效應(yīng)</p><p>　　答：容存與遷移效應(yīng)，改變金屬的生物毒性，增溶作用</p><p>　　18.汞的生物甲基化作用</p>

22、<p>　　20. 什么是海洋腐殖質(zhì)？</p><p>　　答：海洋腐殖質(zhì)是海洋生物的代謝產(chǎn)物、死亡后殘留物的簡(jiǎn)單成分或分解作用的中間產(chǎn)物（如糖類、氨基酸、酚類、類脂物等），在微生物和其它自然條件作用下，經(jīng)過(guò)化學(xué)和生物化學(xué)的合成作用，而形成的一類性質(zhì)穩(wěn)定、不易分解，高分子量較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)物。</p><p>　　21. 海洋腐殖質(zhì)的分類</p><p

23、>　　答：腐殖酸．將腐殖質(zhì)溶于堿中，再酸化至pH≤2時(shí)析出沉淀的部分</p><p><b>　　為腐殖酸。</b></p><p>　　吉馬多美朗酸．是HA的可溶于醇的部分。</p><p>　　富里酸．在堿中溶解，酸化后亦溶解的部分為富里酸。</p><p>　　胡敏素．是腐殖質(zhì)在堿和酸中都不溶解的部分。<

24、;/p><p>　　22. 溶解有機(jī)碳（DOC）</p><p>　　答：通過(guò)一定的孔徑過(guò)濾器材如玻璃纖維濾片（如GF/F，φ0.7 μm）或銀濾器（φ0.45 μm ）的海水中所含有機(jī)物中碳的量。</p><p>　　23. 顆粒有機(jī)碳（POC）</p><p>　　答：由一定的孔徑過(guò)濾器材如GF/F（φ 0.7μm）或銀濾器（φ 0.45 μ

25、m ）所截留的顆粒物中有機(jī)碳的量，包括海洋中有生命和無(wú)生命的顆粒物質(zhì)。</p><p>　　24. “初級(jí)生產(chǎn)（primary production）”</p><p>　　答：是指含葉綠素a的植物通過(guò)光合作用將無(wú)機(jī)碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳，同時(shí)將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存于有機(jī)物中的過(guò)程。</p><p>　　25. “初級(jí)生產(chǎn)力（primary productivity）”&l

26、t;/p><p>　　答：是單位時(shí)間內(nèi)單位體積或單位面積水體生產(chǎn)有機(jī)碳的量。單位為“mg C m－3 d－1（h－1，y－1）”或“mg C m－2 d－1（h－1，y－1）”。</p><p>　　26. 什么是“新生產(chǎn)”？</p><p>　　“新生產(chǎn)（new production，NP）”是真光層以外（如從深層水、大氣和陸地）輸入的營(yíng)養(yǎng)鹽導(dǎo)致的初級(jí)生產(chǎn)</p

27、><p>　　論述題(每題20分，共100分)</p><p>　　1. 水的特殊性質(zhì)及意義?</p><p>　　答：（1）異常高的冰點(diǎn)與沸點(diǎn)，導(dǎo)致其高的熱容量：水所具有的</p><p>　　高熱容量對(duì)于維持地球的氣候與生命具有重要意義。</p><p>　　（2）異常的密度變化：對(duì)于中緯度地區(qū)水中生物的生存具有重要意

28、義。</p><p>　?。?）水是極好的溶劑：對(duì)于物質(zhì)的輸運(yùn)與轉(zhuǎn)移具有重要意義</p><p>　?。?）水中鹽分的增加導(dǎo)致冰點(diǎn)的降低以及達(dá)到最大密度的溫度降低：減少海洋冰封的可能，保護(hù)海洋生態(tài)</p><p>　　（5）水中鹽分的增加導(dǎo)致滲透壓增加．使海洋生物幾乎不用耗費(fèi)多的能量來(lái)維持體內(nèi)與海水之間的鹽濃度平衡。</p><p>　　2.

29、 海洋二氧化碳—碳酸鹽體系的重要性?</p><p>　　答：（1）在天然海水正常pH范圍內(nèi)，其酸—堿緩沖容量的95%是由二氧化碳—碳酸鹽體系所貢獻(xiàn)。在幾千年以內(nèi)的短時(shí)間尺度上，海水的pH主要受控于該體系。</p><p>　　(2)海水中總CO2濃度的短期變化主要由海洋生物的光合作用和代謝作用所引起，研究海洋它可以獲得有關(guān)生物活動(dòng)的信息。</p><p>　　(3

30、)海洋中碳酸鈣沉淀與溶解的問(wèn)題也有賴于對(duì)海洋二氧化碳—碳酸鹽體系的了解。</p><p>　　(4)大氣CO2濃度對(duì)地球氣候有重要的影響，海洋二氧化碳—碳酸鹽體系是調(diào)節(jié)大氣CO2濃度的重要因子之一。</p><p>　　(5) 海洋CO2儲(chǔ)庫(kù)比大氣CO2儲(chǔ)庫(kù)大得多，影響海洋碳儲(chǔ)庫(kù)變化的各種過(guò)程的微小變化，有可能對(duì)大氣CO2產(chǎn)生明顯影響。</p><p>　　(6)人

31、類活動(dòng)明顯地增加了大氣CO2的濃度，海洋在調(diào)節(jié)大氣CO2的增加中起著重要作用。</p><p>　　3. 海洋具備大量吸收大氣CO2的潛力有兩方面理由?</p><p>　　答：（1）溶解于海水中的CO2氣體可通過(guò)與CO32-的反應(yīng)，使其溶解度得到很大的提高，這一反應(yīng)的平衡常數(shù)很大，因此進(jìn)入海洋的CO2將被快速地轉(zhuǎn)化為HCO3-：</p><p>　　CO3 2-

32、+H2O+CO2 →HCO3-</p><p>　?。?）進(jìn)入海洋的碳最終將通過(guò)海洋生源顆粒有機(jī)物和CaCO3的沉降從表層輸送進(jìn)入深海，并通過(guò)水體的層化作用將再礦化產(chǎn)生的CO2儲(chǔ)存于深海水中。</p><p>　　4. 計(jì)算深層水AOU時(shí)如何校正？</p><p>　　答：選擇保守氣體Ar進(jìn)行校正。原因：</p><p>　?。瑼r是惰性氣

33、體，在下沉過(guò)程中不會(huì)有非保守性轉(zhuǎn)移，即不參與生物和化學(xué)過(guò)程。</p><p>　?。瑼r與O2有相近的溶解特性。溫度等物理因素對(duì)于Ar與O2溶解度的影響近乎相同，氣泡潛入影響也相近。</p><p>　　根據(jù)Ar的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定結(jié)果，求出O2的原始含量，即下沉前的含量。</p><p>　　cAr* ／cAr = cO2* ／ c'O2</p>&

34、lt;p>　　cAr*、cO2*分別為現(xiàn)場(chǎng)條件（位溫和鹽度）下Ar和O2的溶解度；</p><p>　　cAr為Ar的實(shí)測(cè)值（氣相色譜）；</p><p>　　c‘O2為根據(jù)Ar進(jìn)行校正所得的O2的原始濃度。</p><p><b>　　氧的實(shí)際消耗量為</b></p><p>　　5. 利用海水氧化還原電位通過(guò)計(jì)

35、算解釋海水中為什么氯的穩(wěn)定存在形式是氯離子？</p><p>　　已知：海水溫度為25攝氏度，PH值為8.1,氧化還原電位為0.74伏特</p><p><b>　　答：</b></p><p>　　6. 影響海水常量組分組成非恒定性的因素?</p><p>　　答：（1）河口區(qū)：河水輸入對(duì)區(qū)域恒比規(guī)律有一定影響<

36、/p><p>　　（2）缺氧海盆：導(dǎo)致海水中的SO42-/Cl-非常低，偏離恒比規(guī)律。</p><p>　?。?）海冰的形成：導(dǎo)致鹽鹵水常量組分比值偏離恒比規(guī)律。</p><p>　　4）礦物的沉淀與溶解：導(dǎo)致海水中Ca/Cl比值的變化。</p><p>　?。?）海底熱液的輸入：</p><p>　?。?）與鹽鹵水的混合

37、</p><p>　　（7）海-氣界面物質(zhì)的交換</p><p>　?。?）沉積物間隙水的影響：</p><p>　　7. 影響pCO2分布的主要海洋學(xué)過(guò)程?</p><p>　　答：（1）海洋生物光合作用消耗水體中的CO2，導(dǎo)致pCO2的降低；</p><p>　?。?）CaCO3的溶解降低水體中的CO2濃度，導(dǎo)致p

38、CO2降低；</p><p>　　（3）太陽(yáng)輻射的增強(qiáng)可導(dǎo)致表層水溫度升高，海水中CO2溶解度降低，pCO2也會(huì)降低；</p><p>　?。?）海洋生源顆粒有機(jī)物的氧化分解會(huì)增加水體中的CO2，使pCO2升高；</p><p>　?。?）海水中CaCO3的形成增加水體CO2濃度，進(jìn)而導(dǎo)致pCO2的升高；</p><p>　?。?）人類燃燒礦

39、物燃料導(dǎo)致大氣CO2的增加，進(jìn)而通過(guò)海-氣界面交換導(dǎo)致表層水CO2的加入，pCO2升高。</p><p>　　8. 堿性高錳酸鉀法測(cè)定COD的原理，測(cè)定步驟及涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式？</p><p><b>　　答：</b></p><p>　　堿性高錳酸鉀法測(cè)定COD的原理： （6分）</p

40、><p>　　一定量水樣，堿性條件下，加入一定量高錳酸鉀溶液，煮沸10分鐘，氧化水樣中有機(jī)物質(zhì)；冷卻，加入硫酸及KI，還原未反應(yīng)的高錳酸鉀和生成的四價(jià)錳，并析出等量碘；以淀粉為指示劑，用Na2S2O3溶液滴定游離碘．</p><p>　　堿性高錳酸鉀法測(cè)定COD的步驟： （6分）</p><p>　　涉及的化學(xué)反應(yīng)方程：

41、 （8分）</p><p>　　MnO4ˉ+ 2H2O + 3e = MnO2 + 4OHˉ</p><p>　　MnO2 + 2KI + 2H2SO4 → MnSO4 + I2 + K2SO4 + 2H2O</p><p>　　2KMnO4 + 10KI + 8H2SO4 → 2MnSO4 + 5

42、I2 + 6K2SO4 + 8H2O</p><p>　　2Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2NaI</p><p>　　9.根據(jù)薄層擴(kuò)散模式分析影響氣體在海氣界面間氣體交換的因素？</p><p><b>　　答：1. 溫度</b></p><p>　　溫度影響Henry系數(shù)KG，從而影響海水中氣體分

43、壓。　溫度影響擴(kuò)散系數(shù)DG。溫度升高，DG增大，如下式（T為絕對(duì)溫標(biāo)）</p><p>　　2. 氣體本身的影響</p><p>　　反映在Henry系數(shù)上，即不同氣體在相同濃度時(shí)的分壓不同。</p><p><b>　　3.風(fēng)速</b></p><p>　　風(fēng)速影響氣體交換速率的實(shí)質(zhì)是影響表面擴(kuò)散層的厚度τ。風(fēng)速增大，

44、表面擾動(dòng)加劇，擴(kuò)散層有效厚度減少。氣體交換速率常數(shù)E增加，氣體交換速度增大。</p><p>　　10. 河口區(qū)磷酸鹽的緩沖現(xiàn)象及其機(jī)理？</p><p>　　答：河口區(qū)磷酸鹽含量隨鹽度變化而變化不明顯的現(xiàn)象．</p><p>　　機(jī)理：沉淀溶解作用，認(rèn)為羥基磷灰石的沉淀和溶解控制著河口水中的磷酸鹽濃度．</p><p>　　吸附解吸作用：河

45、口懸浮顆粒物能從富磷水中吸附磷酸鹽，同時(shí)也能在低磷水中將磷酸鹽釋放出來(lái)，這樣就使磷酸鹽濃度保持一個(gè)相對(duì)恒定的范圍，并認(rèn)為懸浮顆粒物是可溶解磷的一種緩沖劑．</p><p>　　11.黑白瓶測(cè)氧法測(cè)定初級(jí)生產(chǎn)力</p><p>　　答：在真光層內(nèi)某深度平行取三份水樣。</p><p>　?、僖环萘⒓礈y(cè)定DO含量作為背景值。</p><p>　　

46、另兩份分別裝入②白瓶和③黑瓶，在近似現(xiàn)場(chǎng)的光照和溫度條件下（可放回原深度），培養(yǎng)一定時(shí)間后測(cè)量DO的變化。分別通過(guò)光合商PQ和呼吸商RQ換算出兩瓶中CO2的變化。</p><p>　　②白瓶DO增加，測(cè)得的是背景＋凈生產(chǎn)，NPP＝+ΔO2/PQ</p><p>　　③黑瓶DO減少，測(cè)得的是背景－呼吸作用，R＝－ΔCO2/RQ　　</p><p>　　由凈生產(chǎn)NPP和