化学海洋学精品课件-海水的总碱度.pptVIP

二氧化碳-碳酸盐体系 第 4 章 一、定义 第3节 总碱度 海水中含有相当数量的弱酸阴离子，它们都是氢离子的接受体。海水中氢离子接受体的净浓度总和称为“碱度”或“总碱度”，用符号Alk或TA表示，单位为mol/dm3或mol/kg。 海水（pH=8, S=35） 组分 贡献（%） HCO3- 89.8 CO32- 6.7 B(OH)4 2.9 SiO(OH)3- 0.2 OH- 0.1 HPO42- 0.1 各组分对总碱度的贡献 影响总碱度的弱酸阴离子主要为HCO3-、CO32-和B(OH)4-，总碱度可用实用碱度（PA）近似： 实用碱度（PA） 碳酸碱度 硼酸碱度 水碱度 对于河口、污染海域或缺氧的水体，硫化物、氨和磷酸盐的影响不可忽略，上述近似不能成立 海水中碳酸氢盐和两倍碳酸根离子摩尔浓度的总和，单位：mol/dm3或mol/kg，以符号CA表示： 碳酸碱度（CA） 天然海水中，碳酸碱度对总碱度贡献通常90%，是总碱度的最重要组分 总碱度（mol/kg）具有保守性质：与质量、盐度等类似，不随温度、压力的变化而变化 两个水团混合时总碱度的变化： 总碱度的地球化学性质 M1、M2、Mm分别代表水团1、2和混合水团的质量TA1、TA2、TAm代表水团1、2和混合水团的总碱度 总碱度本质上代表海水中保守性阳离子与保守性阴离子的电荷差别： 比碱度或碱氯系数：海水TA与氯度的比值。和海水主要成分浓度之间的比值一样近似恒定，可作为划分水团（河口区水体混合）的指标 总碱度的地球化学性质 天然海水（S=35）保守性离子的浓度及电荷浓度 阳离子 离子浓度 （mmol/kg） 电荷浓度 （mmol/kg） 阴离子 离子浓度 （mmol/kg） 电荷浓度 （mmol/kg） Na+ 467.8 467.8 Cl- 545.5 545.5 Mg2+ 53.3 106.5 SO42- 28.2 56.4 Ca2+ 10.3 20.6 Br- 0.8 0.8 K+ 9.9 9.9 F- 0.1 0.1 Sr2+ 0.1 0.2 总和 605.0 总和 602.8 总碱度的地球化学性质 海水温度和压力的影响：？ 海气界面CO2交换的影响：？ 海洋生物对CO2的吸收和释放：？ 总碱度的地球化学性质 总碱度与盐度正相关：海水中保守性阳离子和保守性阴离子的电荷数差随盐度的变化而变化 降雨、蒸发、淡水输入、海冰的形成与融化等会影响盐度，因而也会导致海水总碱度的变化 二、影响总碱度的海洋学过程 1、盐度的影响 CaCO3的沉淀：海水Ca2+浓度降低，保守性阳离子与阴离子之间的电荷数差减少，总碱度降低 CaCO3的沉淀与溶解 1 mol CaCO3的沉淀将使DIC降低 1 mol，总碱度降低2 mol；反之，1 mol CaCO3的溶解将使DIC增加1 mol，总碱度增加2 mol 影响较小 生物吸收硝酸盐伴随OH-产生，总碱度增加，每吸收1 mol NO3-，总碱度增加1 mol 生物吸收铵盐伴随H+产生，总碱度降低 尿素的吸收对总碱度没有影响 生源有机物再矿化过程对总碱度的影响与氮生物吸收情况刚好相反 氮生物吸收和有机物再矿化过程中DIN的释放 三、海洋总碱度的变化 大洋表层水总碱度（?mol/kg）