化学海洋学精品课件-海水的pH值.pptVIP

二氧化碳-碳酸盐体系 第 4 章 专题： 海洋酸化 第2节 海水的pH值 尖菱碟螺的命运：维柯多亚的发现 酸性海水中，尖菱碟螺外壳在48小时后开始溶解 尖菱碟螺被腐蚀的外壳 尖菱碟螺未被腐蚀的正常外壳 pH值变化：实测记录 亚热带北太平洋ALOHA站 pH值变化：实测记录 亚热带北大西洋BATS站 Kileypas等，2006 pH值变化：模型预测 pH值变化：模型预测 pH变化存在空间差异，降低最明显的是亚极地和极地海域 21世纪表层水pH变化 Bellerby等，2005 高纬度海域pH值变化明显的原因 海洋中人类来源CO2储量的空间变化 海水酸化的生物学响应—底栖生物 珊瑚藻 仙掌藻 有孔虫 造礁珊瑚 深水珊瑚 苔藓动物 软体动物 棘皮动物 甲壳动物 海水酸化的生物学响应—浮游生物 球石藻 浮游有孔虫 翼足类浮游动物 海洋酸化的生理学响应 海水酸化对钙化速率的影响 珊瑚生态系 CO2增加对珊瑚礁生态系的影响 珊瑚礁生态系 珊瑚白化 （Bellwood等，nature, 2004） 珊瑚礁生态系：会从人类的视野中消失吗？ 珊瑚：我的未来是个梦？ 二、pH的定义 S?rensen（1908）： 海水pH值测定：电位法，以玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极。 pH值定义是对数形式，不是线性形式。 假设某海水pH=8，湖水pH=4，pH值相差两倍，但氢离子浓度比值约为： 四种pH尺度 实际工作会采用不同标准，衍生出不同pH尺度： （1）pHNBS尺度 采用标准：0.05 mol/dm3邻苯二甲酸氢钾溶液 存在问题：标准溶液离子强度（0.1）与海水（0.7） 差异大，测量误差大于期望精确度 （0.01-0.001 pH单位） 四种pH尺度 （2）pHF尺度 采用标准：采用人工海水配置的标准溶液 （3）pHT尺度 标准：人工海水配制的有机缓冲溶液，含HSO4- （4）pHsw尺度 标准：人工海水配制的有机缓冲溶液，含HSO4-和HF 四种pH尺度 pH尺度之间的转换： 四种pH尺度的转换和差异 pH尺度的差异（S=35、T=25°C条件下）： pH尺度 应用对象 标准物质 相对pHF尺度的差异 pHNBS 淡水 纯水 pHF 海水 人工海水 pHT 海水 人工海水 -0.11 pHSW 海水 人工海水 -0.12 三、海水pH值及其影响因素 海水呈弱碱性的原因： 主要阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Sr2+ 主要阴离子：Cl-、Br-、SO42-、HCO3-、H2BO3- 海水pH值的影响因素 海水pH值变化不大（pH~8），但仍有小的变化。 主要影响因素： 海水无机碳体系 生物活动 海水中碳酸的二级电离平衡 无机碳体系对海水pH值的影响 表观电离平衡常数K′： pH表达式： 海水pH值及其变化与无机碳体系平衡有关，而该平衡与温度、盐度、压力、无机碳各组分含量的变化相关 碳酸电离平衡对pH值的影响