中海大海洋化学课件09海洋化学原理、模型理论和物质全球循环.pptxVIP

Chemical Oceanography 第九章 海洋化学原理、模型理论 和物质全球循环; 一、海水组成恒定比规律 二、海水状态方程 三、平流－扩散方程 四、海洋中的化学平衡 五、海洋稳态原理和元素逗留时间 六、海水活度系数 七、双箱模型; 如何对海水组成恒定性(或恒定比规律)进行描述 (回顾第三章) ？ －什么是“海水组成恒定性”规律/原理？ －海水组成恒定比规律是怎样建立和确认的？ －海水主要成分组成恒定比关系一般如何表示？ －海水组成恒定性的原因是什么？ －影响海水组成恒定比规律的原因有哪些？ －使用海水组成恒定比规律可研究哪些问题？; 对海水组成恒定比的说明 (P247－248) 1.河口区往往不遵循海水组成恒定性。 2.主要组分浓度对区域性生物和地球化学过程不敏感。 例外：①生物的影响。②结冰和融冰。③海底热泉。 3.恒比规律不适用于少量(或微量或痕量)成分。 4.恒比规律并非指海水之过去和未来都有相同的比值。 5.恒比规律表明，即使海洋多处的化学、生物、地质和水文状况各不 相同，但其主要成分含量变化很小。 这就是称海洋中主要成分的浓度为保守性质的原因(浓度大到足以 掩蔽海洋过程效应而未产生动摇恒比定律的结果)。;; 教材P249－251; UNESCO推荐使用的海水状态方程(t – S – ρ 关系) ①用1908个实验数据验证，标准误差为9×10－6cm3/g；对大洋水计 算的标准误差为5.0×－6cm3/g 。结果很好。 ②可应用于高压深海。 ③方程式结构比较简明，能清晰地刻划出决定海水体积弹性模量的 “纯水项” ，“标准大气压项” ，“压力项” 、“盐度项”和“温度项”，给研 究和计算带来很大方便。;; 平流－扩散方程的应用 ①稳态解(不含时间变量的解)：海洋中要素空间分布 = 0 河口区某元素的分布与转移(见第二章) 溶解氧垂直分布(见第四章) ②包含时间变量的解(P253－254，课下阅读) A．只有垂直混合的情况 B．通过水平扩散引起斑点扩展 ③扩散和切变的综合效应(P254－256，课下阅读); §9- 1 海洋学和海洋化学若干原理 四、海洋中化学平衡; §9- 1 海洋学和海洋化学若干原理 四、海洋中化学平衡; 输?? 途径; Q; H 4.5; §9- 1 海洋学和海洋化学若干原理 六、海水活度系数 (P263－280，联系海洋物理化学); Bronsted-Guggenheim特殊相互作用模型 (P269－271) Pitzer理论 (P271－272) A．单离子活度系数;;;; 元素; 一、海水化学模型计算方法：化学平衡计算法 二、海水化学模型：海水中主要成分的存在形式 三、海水中氧化－还原平衡与变价元素存在形式 四、海水中的络合平衡与金属络合存在形式; 什么是海水化学模型？ … …P287 －海水化学模型如何建立？ (如何定量了解海水中元素存在形式？); 化学平衡计算法 －影响元素存在形式的因素有哪些？ －这些因素对元素存在形式产生如何影响？ … …P287－289 －进行化学平衡计算需要哪些条件和参数？如何计算？ … …P289－290 缔合关系 稳定常数(表观稳定常数； P292－293表10.2); Fe3+;; 教材P295－296;;; 海水中的络合平衡 金属无机配位作用 金属有机配位作用 固体配位作用 “金属-有机物- 固体粒子”三元络合物; 海水中微(痕)量元素的无机配位存在形式 海水中的无机配位体： C1－、SO42 －、CO32 －、HCO3 －、F－、Br－、B(OH)4 －、HPO42 － 、 OH－、 H2O等。; 海水中微(痕)量元素的有机配位存在形式 海水中的有机配位体： 海洋痕量溶解有机物，主要有无氮有机物有机羧酸等，含氮有 机物如各种氨基酸等，复杂的有机物例如HA ，FA等。 (阅读P313－326); 海水中固体配位体的存在形式 (P327－328) 非生物固体配位体 悬浮物、沉积物：金属水合氧化物、黏土矿物 生物固体配位体; §9-2 海洋化学模型和元素存在形式 四、海水中的络合平衡与金属络合存在形式; 海洋中的界面：类型和重要性 一、液－固界面 二、海－气界面和海洋表面微层 三、海－河界面 四、海－生界面; “海洋里的化学反应 …… 主要是由界面上发生的现象决定的 ……， 海水被地球上两个最广泛的界面 (一个是其上部与大气接触，另一 个是其下部与沉积物混在一起)所限制。 ” ( Kocay) 海洋化学研究界面 (1)液－固界面，如海水－沉积物、海水－悬浮颗粒物界面； (2)液－气界面，如海水－大气界面； (3)液－液界面，如海水－河水，海水－海底热泉等； (4)海水