中海大海洋化学课件03海洋中的常量元素.pptxVIP

Chemical Oceanography 第三章 海洋中的常量元素; 第三章 海洋中的常量元素 §3-1 海水主要成分和海水组成恒定性; 海水中已检出的元素有80多种，含量差异很大(见教材第436页 附表)。 对海水中化学元素，从不同研究角度有不同分类法。 例如 ●Goldschmidt分类 ●Barth分类 ●Broecker分类; CGoldschmidt分类(按元素地球化学平衡分类，详请回顾第二章) ●风化易溶解、性质较稳定，在海水中存留量较大的阳离子。 ●存留量大于0的阴离子。 ●存留量较低的微量元素。 ●易变价元素(过渡元素)。; CBarth分类(按逗留时间分类，详请回顾第二章) ● τ≥105年，元素周期表中第一、二、六、七主族元素，包括阳离子 和阴离子。 ● τ短的元素，在海水pH条件下易水解，如Al 、Fe 、Cr等元素。 ● τ约在104年左右的过渡元素，主要为微量元素，如Cd 、Zn 、Hg 、 Cu 、Co 、Ni 、Se 、Sb等，有以下性质： 易形成配位化合物； 存在形式复杂； 易被吸着，含量低。 ●受生物作用影响， τ较长(约为104 －106年)的元素，具有不保守; CBroecker分类(按生物作用的大小分类) ●生物制约元素： N 、P 、Si。 ●生物中等制约元素： Ca 、C 、Ba 、Ra等。 ●生物非制约元素： Na 、K 、Rb 、Cs 、Mg 、Cr 、B 、S 、F 、Cl等。; C按元素含量和存在状态等特征综合分类(化学海洋学通常采用) ●海水主要成分 含量大于1× 10－6 (w/w)，占海水总盐量的99.9%，共11种元素。 (含量大于1× 10－6 (w/w)的元素共14个，不包括H 、O和Si。) ●海水微(痕)量元素 含量小于1× 10－6 (w/w)，但不溶解气体、营养盐和放射性核素。 ●海水中溶解气体 常温下以气态存在的成分，如O2 、N2 、Ar 、Kr 、Ne 、CO2等。 ●海水中的有机物 ●海水营养盐 N 、P和Si。 ●海水中的放射性核素; §3- 1 海水主要成分和海水组成恒定性 二、海水主要成分及海水组成恒定性; 2. 海水主要成分的特点 ●含量大于1× 10－6 (w/w)或1 mg kg－1。 S＝35的海水中主要成分含量如表3.1 (教材第53页)。 ●性质稳定 －在海水中逗留时间较长(C除外。海水中C的结合种类复杂，τ值 难以确定)， lg τ=5.7－8。 －生物活动影响较小，为 “保守元素”。 －海水各主要成分含量之间具有恒定比关系(海水组成恒定性) 。; 元素; 3. 海水组成恒定性 －什么是“海水组成恒定性”规律/原理？ ●1819年， A. Marcet根据全世界各大洋不同海域的分析结果，提出“全世 界所有的海水水样都含有同样种类的成分，这些成分之间具有非常接 近恒定的比例关系，而这些水样之间只有含盐量总值不同的区别”。 ●W. Dittmar仔细地分析和研究了英国“挑战者”号在环球海洋调查航行期 间从世界各大洋中不同深度所采集的77个海水样品，结果证实了 Marcet观测的普遍真实性。 这就是著名的Marcet-Dittmar恒比规律(海水组成恒定性规律) 。; 3. 海水组成恒定性 C氯度比值 海水中某元素氯度比值＝ 海水中该元素含量(mg kg－1) 海水氯度(mg kg－1) ●可用来讨论某海区海水组成恒定性 氯度比值与大洋水一致，则恒定性好； 氯度比值变动大，则恒定性差(河口区变动较大)。 ●估算海水主要成分含量 例 某海区Cl=19.374，则CNa＋=0.55556×19.374=10.763 (mg kg- 1); 大洋或海域; 大洋或海域; §3- 1 海水主要成分和海水组成恒定性 二、海水主要成分及海水组成恒定性; 元素; 思考题： 1)海水主要成分有哪些？浓度大于1 mg kg? 1 的元素都是主要成分吗？ 2)主要成分阳离子中哪个元素的含量最高、最低？逗留时间如何？ 3)主要成分阴离子中哪个元素的含量最高、最低？逗留时间如何？ 4)什么是海水主要溶解成分组成的恒定比规律？其原因是什么？ 5)影响海水主要溶解成分恒定比关系的因素有哪些？ 6)海水中Ca2+/Cl比值会受到哪些因素影响？ 为什么海水中Ca2+ 的保守性较差?; Na+ 、K+保守性好，生物影响很小。 Mg2+有从沉积物向海水转移的可能(孔隙水中Mg2+浓度随深度增加 而减小)。 Ca2+ 、 Sr2+保守比Na+ 、K+和Mg2+ 差一些。 －陆地径流对阳