厦门大学《化学海洋学》课程试卷海洋与环境学院海洋系

PAGE1PAGE9厦门大学《化学厦门大学《化学海洋学》课程试卷海洋与环境学院海洋系2005年级海洋化学专业主考教师：陈敏试卷类型：A卷填空题或选择题（15分，判断题每题1分，其它空格0.5分）海水中含量量最高的的元素是是H和O。开阔大洋表表层水盐盐度通常常在亚热热带海域域（赤道海海域、亚亚热带海海域、亚亚极地海海域）出现极极大值。在现场大气气压为1101..3255kPPa时，一一定温度度和盐度度的海水水中，某某一气体体的饱和和含量称称为该温温度、盐盐度下该该气体的的溶解解度。在海-气界界面气体体交换的的薄膜模模型中，一一般而言言，风速速约大，薄薄膜层厚厚度约薄薄，海--气界面面气体交交换通量量越大。在海-气界界面气体体交换的的薄膜模模型中，气气体分子子的海--气净扩扩散通量量与该气气体分子子的分子子扩散系系数有关关，一般般而言，水水体温度度的增加加，分子子扩散系系数越大大；气体体分子量量越大，分分子扩散散系数越越小。在全球海水水碳储库库中，DDIC的的储量最最多，其其下依次次是DOOC、和和POCC。（从从DICC、DOCC、POCC、PICC中选择择）。假设某海水水的pHH值完全全由其无无机碳体体系所控控制，则则温度升升高时，pH值降低；盐度增加时，pH值增加；压力增加时，pH值降低；Ca(Mg)CO3沉淀形成时，pH值降低。海洋硝化作作用是指指在氧化化性海水水中，氨氨通过海海洋细菌菌的作用用被氧化化成NOO2-，并进一一步被氧氧化为NNO3-；海洋洋反硝化化作用是是指在溶溶解氧不不饱和的的海水中中，一些些异氧细细菌将NNO3-作为电电子接受受体以代代谢有机机物，从从而将部部分NOO3-还原为为NO22-，并进进一步还还原为NN2。与陆源腐殖殖质相比比，海源源腐殖质质的芳香香组分浓浓度一般般较低低，氮、硫硫含量比比较高，13C比较高。分子式C1106((H2O)1006(NNH3)16POO4通常被被用于表表征海洋洋中有机机物的平平均分子子组成。在不考虑NN2的情况况下，开开阔大洋洋表层水水的氮主主要以DDON形形式存在在，开阔阔大洋深深层水的的氮主要要以DIIN形式式存在。（从从DINN、DONN、PINN、PONN中选择择）。海洋中的蛋蛋白质是是由一系系列氨基基酸通过过肽键结合合而成，活活体生物物体内的的蛋白质质含量高高低通常常可用NN元素浓浓度来指指示。判断题：利利用CTTD实测测得某海海水的盐盐度为332.0023115‰。（×）判断题：开开阔大洋洋表层水水中不含含有难降降解的DDOM。（×）问答题（220分）与硝酸盐和和活性磷磷酸盐不不同，开开阔大洋洋硅酸盐盐的垂直直分布并并未在110000m左右右水深处处表现出出极大值值的特征征，为什什么？（66分）答案：由于于蛋白石石的溶解解相对于于有机物物的降解解是一个个比较缓缓慢的过过程，因因此溶解解态硅酸酸盐的垂垂直分布布没有像像硝酸盐盐和活性性磷酸盐盐一样在在10000m水水深附近近产生极极大值。为什么溶解解态Znn在北太太平洋深深层水中中的浓度度高于北北大西洋洋深层水水，而溶溶解态AAl则相相反。（66分）答案：溶解解态Znn为营养养盐型痕痕量金属属元素，它它在上层层水中被被浮游生生物所吸吸收，当当生物死死亡后，部部分生源源物质在在上层水水体再循循环，另另有部分分通过颗颗粒沉降降输送至至中深层层。当进进入中深深层水体体的颗粒粒物发生生再矿化化作用时时，它会会重新回回到水体体中，由由于深海海热盐环环流的流流动路径径为从北北大西洋洋流向北北太平洋洋，北太太平洋深深层水的的年龄要要老于北北大西洋洋，故随随着年龄龄的增长长，积累累的溶解解态Znn越多，故故北太平平洋深层层水中溶溶解态ZZn浓度度高于北北大西洋洋。All为清除除型元素素，它在在大西洋洋表层具具有较高高的输入入通量，且且在深海海水流动动过程中中不断地地通过颗颗粒物吸吸附从水水体中清清除、迁迁出，导导致其在在北太平平洋深层层水中的的浓度低低于北大大西洋。试分析海水水中CaaCO33的溶解解、颗粒粒有机物物的再矿矿化这两两个过程程对海水水中的TTCO22和Alkk将分别别产生什什么样的的影响。（8分）答案：CaaCO33溶解导导致Allk增加加，TCCO2增加。颗粒粒物再矿矿化时，Alk不变，TCO2增加。分析题（550分）下图为一些些气体在在海水中中溶解度度随温度度的变化化情况，从从中您可可得到什什么信息息。（88分）答案：（11）气体体在海水水中的溶溶解度一一般随分分子量的的增加而而增加；；（22）气体体在海水水中的溶溶解度随随温度的的升高而而降低。下图为北太太平洋与与北大西西洋溶解解氧的典典型垂直直分布图图，请描描述其分分布特点点，并解解释成因因。（88分）答案：（11）5000~110000m存在在溶解氧氧极小值值；（22）深水水中相对对较高的的溶解氧氧；（33）北太太平洋深深层水溶溶解氧明明显低于于北大西西洋。中中层溶解解氧极小小值是有有机物氧氧化分解解与富含含O2冷水的的平流输输送之间间平衡的的结果。在在大西洋洋、太平平洋和印印度洋，表表层至~~9000m深度度区间，南南极中层层水（AAAIWW）的入入侵可明明显看出出。北大大西洋深深层水（NNADWW）是高高溶解氧氧海域，从从60NN的表层层~20000mm向南至至南大西西洋30000mm均存在在溶解氧氧极大值值。这些些NADDW在向向太平洋洋、印度度洋的北北向输送送过程中中逐渐损损失O22。南极极底层水水的形成成也导致致了南大大洋高的的溶解氧氧。下图为北太太平洋与与北大西西洋文石石的垂直直分布图图，请描描述其分分布特征征，并简简单阐述述其成因因。（88分）答案：大洋洋表层水水对于文文石是过过饱和的的，过饱饱和约44倍。随随着深度度的增加加，文石石的过饱饱和程度度逐渐降降低，直直至其跨跨过的线线。在太太平洋水水深2000-4400mm，文石石已成为为不饱和和。至深深层海洋洋，文石石在深海海水中是是不饱和和的，其其原因可可能在于于温度的的降低、压压力的升升高及有有机物的的氧化等等所致。另另外，太太平洋水水体文石石的饱和和程度小小于大西西洋。原原因在于于太平洋洋深层水水比大西西洋深层层水具有有低的CCO32-离子子浓度（即即高的CCO2含量），换换句话说说，太平平洋深层层水更具具腐蚀性性。这是是因为海海洋环流流与生物物活动共共同作用用的结果果：太平平洋深层层水年龄龄“老”于大西西洋，因因而它包包含了更更多由有有机物再再矿化所所产生的的CO22，从而而降低CCO32-离子子浓度。下图为北大大西洋与与北太平平洋总碱碱度的垂垂直变化化，请描描述其分分布特征征，并简简述其成成因。（88分）答案：太平平洋表层层水的AAlk低低于大西西洋，而而深层水水的Allk高于于大西洋洋。表层层水的差差异主要要是因为为大西洋洋由蒸发发导致的的高盐度度，深层层水的差差异原因因在于太太平洋水水年龄更更老，其其累积了了更多由由CaCCO3溶解所所释放的的CO332-。下图为南大大洋表层层水中硅硅酸盐与与硝酸盐盐随纬度度的变化化情况，请请比较二二者的分分布有何何共同点点与不同同点，为为什么？？（8分分）答案：硅藻藻吸收上上层水体体的的硅硅酸盐是是非常有有效的，在在40~~50SS的海域域，硝酸酸盐浓度度较高，但但硅酸盐盐浓度仍仍接近于于0，说说明这些些海域硅硅酸盐浓浓度限制制着浮游游植物的的生长。在在55SS以南，硝硝酸盐浓浓度和硅硅酸盐浓浓度均比比较高，这这是因为为存在亚亚极地上上升流和和生物吸吸收速率率低所共共同形成成的，这这些海域域浮游植植物的生生长被认认为受光光、低温温度及痕痕量营养养盐如FFe等所所限制。下表为用沉沉积物捕捕集器于于北太平平洋环流流区不同同深度得得到的颗颗粒物各各组分百百分含量量的垂直直变化，试试用图形形与简单单文字描描述出各各组分的的垂直变变化特征征，并计算出各各层位有有机物的的C/NN比，简简单阐述述C/NN比垂直变化化的产生生原因。（110分）深度（m）碳酸盐有机物OCN（%总重量量）（%有机组组分）37835.159.552.36.897872.116.245.15.7277868.414.045.44.9428071.610.748.95.3558261.413.544.35.4答案：随着着深度的的增加，有有机物、OC、N组分的含量均有所降低，而碳酸盐含量由378m-978m有所增加外，随深度变化不大。原因在于有机物的降解导致了有机物、OC、N组分的含量的降低，而碳酸盐的溶解速率要慢于有机物的降解，因此其随深度变化较小。各深深度C//N比分分别为：：3788m:8..97;;9778m::9..23;;27778mm:110.881;42880m::100.766;555822m:9.557。其其垂直分分布显示示随深度度增加而而增加，至至27778m后后相对稳稳定。原原因在于于颗粒有有机氮组组分的降降解速率率快于有有机碳组组分。计算题（115分）假设某组分分仅由河河流输入入海洋，其其在河水水中的平平均浓度度为2mg//L，在在开阔海海洋混合合层与深深层水中中的浓度度分别为为4mmg/LL和166mgg/L，试试计算该该组分从从混合层层中以颗颗粒沉降降迁出的的份额及及其在海海洋中的的平均停停留时间间（已知知混合层层与河水水的体积积比为330；海海洋水体体周转一一次的时时间为110000a）。（9分）答案：已知知Cr=2mg//L,Cs=4mg//L;Cd=166mgg/L;;；TTmixx=10000aa，由：：得组分从混混合层中中以颗粒粒沉降迁迁出的份份额（gg）为：：g=00.755.由混合层颗颗粒物迁迁出进入入深层箱箱子的元元素最终终埋藏于于沉积物物的份额额（f）为：：=0..0055该组分在海海水中的的停留时时间为：：10000/（fg）=2.42×105a假设开阔大大洋与沿沿岸海域域浮游植植物的Fe::C原子子比分别别为1::330000和和1:33300，已已知全球球海洋的的初级生生产力为为2.66×10155moolC//a，沿岸海海域单位位面积的的初级生生产力是是开阔大大洋单位位面积初初级生产产力的44倍，且