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一．名词解释1.常量元素：即海水的主要的成分。除组成水的H和O外，溶解组分的含量大于1mg/kg的仅有11种，包括Na+、Mg2+、Ca2+、K+和Sr2+五种阳离子，Cl-、SO42-、CO32-（HCO3-）、Br-和F-五种阴离子，以及H3BO3分子。这些成分占海水中总盐分的99.9%，所以称主要成分。2.营养元素：主要是与海洋生物生长有关的一些元素，通常是指N、P和Si。3.主要成分恒比定律：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，这就是海水主要成分的恒比定律，也称为Marcet-Dittmar恒比定律。4.元素的保守性：5.海水的碱度：在温度为20℃时，1L海水中弱酸阴离子全部被释放时所需要氢离子的毫摩尔数6.碳酸碱度：由CO32-和HCO3-所形成的碱度7.硼酸碱度：由B(OH)4-所形成的碱度8.海洋低氧现象：9.悬浮颗粒物：简称“悬浮物”，亦称“悬浮体”、“悬浮固体”或“悬浮胶体”，是能在海水中悬浮相当长时间的固体颗粒，包括有机和无机两大部分。10.硝酸盐的还原作用：NO3-被细菌作用还原为NO2-，并进一步转化为NH3或NH4+的过程11.反硝化作用：NO3-在某些脱氮细菌的作用下，还原为N2或NO2的过程12.海洋生物固氮作用：通过海-气界面交换进入海水中的溶解N2，在海洋中某些细菌和蓝藻的作用下还原为NH3、NH4+或有机氮化合物的过程。13.Redfield比值：海洋漂游生物对营养盐的吸收一般按照C：N：P=106：16:1进行，这一比例关系常被称为Redfield比值。14.营养盐限制：这种营养盐比例不平衡会导致浮游植物生长受制于某一相对不足的营养盐，通常被称为营养盐限制。15.氮限制海区：16.磷限制海区：17.海水的络合容量：每升海水样品络合所加入的金属（通常用Cu2+）的物质的量。18.分子标志物：19.海洋腐殖质：是海洋生物的代谢产物，死亡后残留物的简单成分或分解作用的中间产物。20.河口区的絮凝作用：21.海洋生物泵：由有机物生产、消费、传递、沉降和分解等一系列生物学过程构成的碳从表层向深层的转移，就称为生物泵。22.海洋酸化：是由于海洋从大气中吸收人类活动释放的过量CO2引起的海水pH降低。23.沉积物间隙水：指占据海底沉积物颗粒之间及岩石颗粒之间孔隙的水溶液，也称孔隙水24.沉积物上覆水：一般指海底沉积物上一定厚度层海水25.海洋富营养化：水体由于营养物质的过量积累，造成藻类的大量繁殖，导致水质恶化的过程。26.潜在性富营养化现象：二．问答题1.海水化学组成有什么特点？海水的组成为什么有恒定性？答：海水化学组成的特点：(1)海水中常量元素占总量的99%以上；(2)海水是电中性的；(3)海水中主要元素组成之比值大体上恒定不变；(4)海水的pH是8.2左右。海水组成有恒定性的原因：(1)海水常量成分恒定性原理——海水的总含盐量或盐度是可变的，但常量成分浓度之间的比值几乎保持恒定；(2)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；体积巨大：海水体积极大，它所拥有的多种成分的总量也十分巨大，外界的影响（如大陆径流）很难使其相对组成发生明显的变化。即使海水的蒸发以及大气降水，也只能使海水的浓度在局部区域增加或减少，但对于主要成分相对比例的影响是极微小的。2.海水的pH一般是多少？海洋中pH变化与海洋生物的生命活动有什么关系？答：(1)海水的pH一般在8.1左右。(2)pH变化与海洋生物的生命活动的关系：在真光层中，当浮游植物光合作用旺盛时，吸收大量CO2，可以使得水体中pH升高；在深层水中，由于沉降的生物有机物不断分解，CO2浓度不断增加，因此pH降低；并且由于上层水体不断向深层水中输送CO2，随大洋环流，自北大西洋向太平洋深层水的pH不断降低。海水的缓冲特性，使其pH变化较小，从而有利于海洋生物的生长。3.影响气体在海水中溶解度的因素有哪些？答：(1)气体的本性；(2)压力；(3)温度；(4)盐度。4.什么是化学耗氧量？海水的化学耗氧量应采取什么方法测定？答：(1)化学耗氧量：水体中易被强氧化剂氧化的还原物质所消耗氧化剂折算成氧的量。(2)测定方法：由于海水介质中有机物含量不高，氯离子含量高，海水化学耗氧量的测试方法选用碱性高锰酸钾法。5.海洋中氮的循环包括哪些过程？答：海洋中不同形式的氮化合物，在海洋生物，特别是某些特殊微生物的作用下，经历着一系列复杂的转化过程，这些过程包括：(1)生物固氮作用：分子态氮（N2）在海洋某些细菌和蓝藻的作用下还原为NH3，NH4+或有机氮化合物的过程；(2)氮的同化作用：NH4+或NH3被生物体吸收合成有机氮化合物，构成生物体一部分的过程；(3)硝化作用：在某些微生物类群的作用下，NH3或NH4+氧化为NO3-或NO2-的过程；(4)硝酸盐的还原作用：被生物摄取的NO3-被还原为生物体内有机氮化合物的过程；(5)氨化作用：有机氮化合物经微生物分解产生NH3或NH4+的过程；(6)反硝化作用：NO3-在某些脱氮细菌的作用下，还原为气态氨化合物（N2或N2O）的过程。6.简述海水中营养盐的分布特征？答：(1)氮：海水中NO3-水平分布是河口近岸高于外海；在大洋水中其含量一般随纬度增加而增加，此外，太平洋、印度洋高于大西洋；在铅直分布上随着深度增加而增加。NH4+的水平分布是近岸高于远岸，一般在远离大陆的海区，其含量很低且平均；铅直分布为在近岸为表层低、底层高，在远岸则呈现表层较高，随深度增加而减少。NO2-在水平分布上因海区不同而不同；在铅直分布上，从有氧环境向缺氧环境转变的过渡带，含量可大于2µmol/L，在浅水区域内，海底附近也可以存在，但在一般海区的深层，则很少。(2)磷：水中PO43-的分布为太平洋、印度洋含量高于大西洋；河口和封闭海区、沿岸水和上升流区含量较高，外海低；高纬度比低纬度高；在河口及近岸浅海区，垂直方向分布比较均匀，而在深海和大洋中表层含量较低，有明显分层，近海水域含量一般冬季较高，夏季较低。(3)硅：总的来说，硅酸盐含量随深度的增加而增加，但无明显的最大值，但在深海盆地和海沟水域中，硅酸盐含量都很高，垂直分布往往出现最大值，此最大值可能处于颗粒态硅胶被溶解的主要水层中。7.海水中有机物对海水的性质有何影响？答：(1)对水色的影响；(2)对海气交换的影响；(3)对多价金属离子的络合作用；(4)改变一些成分在海水中的溶解度；(5)对生物过程和化学过程的影响；(6)对海洋生理过程的作用8.海洋有机物的含量常以哪个参数表达？按照分离操作方式的不同可分为几种形式？答：用有机碳表征。可分为颗粒有机碳POC、溶解有机碳DOC、总有机碳TOC。9.海洋放射性核素污染有哪些来源？迁移途径是怎样的？答：来源：(1)核武器在大气层和水下爆炸使大量放射性核素进入海洋；(2)核工厂向海洋排放低水平放射性废物；(3)向海底投放放射性废物；(4)放射性核素的应用和事故；(5)核动力舰艇在海上航行也有少量放射性废物泄入海中。迁移途径：海流是转移放射性物质的主要动力。风能影响放射性物质在海中的侧向运动。离子态核素通过水体的垂直运动，被颗粒吸着，与有机或无机物质凝聚、絮凝，或通过累积了核素的生物的排粪、蜕皮、产卵、铅直移动等途径才能较快地沉降于海洋的底部。沉积物对大多数核素有很强的吸着能力，其富集系数因沉积物的组成、粒径、环境条件有较大的差异。海流、波浪和底栖生物还可以使沉积物吸着的核素解吸，重新进入水体中，造成二次污染。10.河海界面的主要特点有哪些？河水和海水主要成分的差别是什么？答：河海界面的特点：(1)与绵延数千千米的陆地和浩瀚万里的大洋相比，河海界面是一个狭窄的区域，从几十到几百千米不等；界面的宽度主要与区域的地形地貌和河流规模相关；(2)河海界面具有物理、化学和生物过程快速变化的特征；(3)河海界面生态系统同时具有陆地生态系统和海洋生态系统的特征，并且存在一个由陆地向海的渐变过程；这一区域的生态系统最为复杂和敏感；(4)河海界面是一个深受人类活动影响的区域，包括废水排放、航运、海岸工程、水产养殖和溢油等。(1)盐度：变化剧烈，有梯度性、周期性和季节性；(2)温度：水体体积小而表面积大，受陆地气候影响；变化较开阔，海区和相邻的近岸区大；(3)底质：基本是柔软的泥质底；富含有机物，这些物质可作为河口生物的重要食物来源；河口底质常有厚厚的一层还原带，常呈缺氧状态；(4)浑浊度：阻碍光线，影响光合作用；(5)营养物质的富集：河口区除了来自陆地的营养盐补充之外，更重要的是具有滞留营养物的水文和生物机制。(6)波浪和流：水浅，由风产生的波浪较小，是个相对较平静的区域；水流受潮汐和陆地径流的共同影响；(7)物理化学和生物过程快速变化；同时具有陆地生态系统和海洋生态系统的特征河水和海水的主要成分的差别：淡水和海水的组成成分存在显著差异。河水中通常含有较高的铁、铝、磷、氮、硅和溶解有机物，而海水中含量较高的是钠、镁、钙、钾、氯和硫酸根离子等。河水中含量最高的阴、阳离子分别是碳酸氢根离子和钙离子，海水中则分别是氯离子和钠离子。11.物质在河海界面的混合过程有哪些类型？试举例说明？答：物质在河海界面的混合过程可分为保守型混合和非保守性混合。保守型混合仅发生了简单的稀释过程，通常以盐度或氯度作为保守型混合的参照物质；非保守性混合指的是元素相对于简单的混合过程发生了亏损或添加。非保守型混合过程缘于溶质和颗粒物的相互作用，主要通过吸附和解吸作用。12.影响海气界面气体交换的因素有哪些？答：(1)温度的影响：CO2在25℃海水中交换速率是5℃的两倍；(2)气体溶解度的影响：不同气体在海水中的溶解度各不相同，因此，对于某一恒定的分压差，各种气体进入海洋的交换通量相差悬殊，如N2、O2、CO2的通量比率是1:2:70；(3)风速的影响：风速增加会使扩散层厚度减少，气体的交换速率增大，风速为0-3m/s时，交换速率几乎保持恒定；而在3-13m/时，交换速率迅速增加。13.海洋中二甲基硫是怎样产生的，它具有什么环境效应？答：二甲基硫的产生：海水中的硫主要以二甲基硫（DMS）、硫化氢、二氧化碳、二甲基亚砜等形式。由于H2S具有较强的还原性，在天然海水中往往会以重金属流化物形式沉入海底，而在海水中不占主要成分。CS2因其水溶性差也在海水中含量甚少。由于海洋浮游植物活动中的代谢产物可以产生DMSP，DMSP在酶的作用下分解得到DMS。环境效应：(1)DMS的氧化产物SO2、SO42-和甲磺酸（MSA）是酸性物质，能够影响大气气溶胶及降雨的酸碱度。pDMS氧化产物对雨水酸性的贡献率在各个地区不尽相同，在污染严重的地区相对较小，而在遥远海域上空则为主要贡献者。(2)DMS的气候调节机制海洋DMS大量进入大气后会直接增加云的凝结核（CCN）的密度，形成更多的云层，从而增加太阳辐射的云反射，使地球表面温度降低。据估计，全球天然（海洋+陆地+火山等）DMS输入大气的量为0.78TmolS/a，其中由海洋表层输入大气的为0.5+0.3TmolS/a，约占总输入量的2/3。Charlson等估计海洋上空的CCN的的增多可以抵消太阳常数增加2%或CO2加倍的增暖效应，Andreae人为如果DMS的通量变化一倍，全球的平均温度就会变化几度。有人人为尽管硫酸盐气溶胶产生与温室气体相反的气候效应，但这种影响是局部的。他们认为由于近百年来大气温室气体浓度增加所产生的辐射强度大约是2.3w/m2，所以全球平均而言硫酸盐气溶胶的气候效应不足以抵偿温室气体引起的温室效应。14.海洋中甲烷的生物地球化学循环过程是怎样的？对气候变化有什么影响？答：来源：(1)现场生物产生；(2)富甲烷河水的输入；(3)沉积物释放；(4)海底油气资源的泄漏；汇：(1)表层海水通过海气交换向大气的净输送；(2)海水中溶存的甲烷通过细菌的氧化过程消耗（主要汇）。分布：水平分布，大洋区表层水甲烷基本轻度过饱和，陆架斜坡区中度饱和，CH4在海水中的铅直分布是随深度增