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2014年环境海洋学化学部分复习题名词解释常量元素;营养元素;主要成分恒比定律;元素的保守性;海水的碱度;碳酸碱度;硼酸碱度;海洋低氧现象;悬浮颗粒物;硝酸盐的还原作用;反硝化作用;海洋生物固氮作用;Redfield比值;营养盐限制;氮限制海区;磷限制海区;海水的络合容量;分子标志物;河口区的絮凝作用;海洋生物泵;海洋酸化;沉积物间隙水;沉积物上覆水;海洋富营养化;潜在性富营养化现象问答题1.海水化学组成有什么特点?海水的组成为什么有恒定性?第一问:海水中的物质主要包括常量元素、营养元素、微量元素、溶解气体和有机物质。1、海水中常量元素占总量的99%以上。2、海水是电中性的。3、海水中主要元素组成之比值大体上恒定不变。4、海水的pH是8.1左右,为弱碱性。第二问:2.海水的pH一般是多少?海洋中pH变化与海洋生物的生命活动有什么关系?第一问:一般为8.1左右,弱碱性。第二问:3.影响气体在海水中溶解度的因素有哪些?1、气体本身的性质2、压力3、温度4、盐度4.什么是化学耗氧量?海水的化学耗氧量应采用什么方法测定?第一问:化学耗氧量:水体中易被强氧化剂氧化的还原物质所消耗氧化剂折算成氧的量。第二问:海水化学耗氧量的测试方法需选用高锰酸钾法。5.简述海水中氮、磷、硅等营养盐的存在形态和分布特征?海水中N的存在形态和分布特征:硝酸盐:河口近岸高,外海底;高纬度地区比低纬度高;深层比表层高;太平洋、印度洋的硝酸盐含量比大西洋高。铵盐:海水中铵根离子含量很少超过4μmol/dm-3,,但在封闭海区的深层缺氧水中,铵根离子含量很高;空间分布近岸水高远岸水低,一般远离大陆海区的含量很低且均匀;垂直分布在近岸为表层低、底层高,在远岸则表层较高,随深度增加而减少。亚硝酸盐:水平分布因海区不同而异;垂直分布,由有氧环境向缺氧环境转变的过渡带以及浅水区域海底附近存在一定的亚硝酸盐,一般还去深层很少有亚硝酸盐。海水中P的存在形态和分布特征:磷酸盐:一般在河口和封闭海区,沿岸水和上升流区含量较高,外海低;高纬度地区低纬度高;太平洋、印度洋的磷酸盐含量比大西洋高;河口及沿岸浅海区磷酸盐垂直方向分布比较均匀,而在深海和大洋中,表层含量较低,有明显分层。海水中Si的存在形态和分布特征:硅酸盐:大洋表层水中由于硅藻等浮游植物的消耗,硅酸盐含量降低;随深度增加逐渐增大,无明显最大值;深海盆地和海沟水域中,硅酸盐含量很高,垂直分布存在最大值,最大值可能处于颗粒态硅被溶解的主要水层中。6.海洋中氮的循环包括哪些过程?生物固氮过程,硝化作用,反硝化作用,硝酸盐还原作用,氮的同化作用,氨化作用。7.海水中有机物对海水的性质有何影响?1、对水色的影响2、对海气交换的影响3、对多价金属离子的络合作用4、改变一些成分在海水中的溶解度5、对生物过程和化学过程的影响6、对海洋生物生理过程的作用8.海洋有机物的含量常以哪个参数表达?按照分离操作方式的不同可分为几种形式?第一问海洋有机物的含量常以有机碳表征。第二问颗粒有机碳(POC)溶解有机碳(DOC)总有机碳(TOC)9.海洋放射性核素污染有哪些来源?迁移途径是怎样的?第一问天然放射性核素来源:原生放射性核素及其子核素;宇宙射线成因的放射性核素。人工放射性核素来源:核武器在大气层和水下爆炸使大量放射性核素进入海洋;核工厂向海洋排放低水平放射性废物;向海底投放放射性废物;放射性核素的应用和事故。第二问离子态核素通过水体的垂直运动,被颗粒吸附着,与有机或无机物质凝聚、絮凝、或通过积累了核素的生物的排粪、脱皮、产卵、垂直移动等途径较快地沉降于海洋的底部。海流、波浪和底栖生物可以使沉积物吸着的核素解吸,重新进入水体。10.河海界面的主要特点有哪些?河水和海水主要成份的差别是什么?第一问1、盐度变化剧烈,有梯度性、周期性和季节性。2、由于水体积小表面积大,受陆地气候影响,温度变化较开阔海区和相邻的近岸区大。3、基本都是柔软的泥底质,富含有机质,可以作为河口生物食物来源。河口底质常有厚厚一层还原带,常呈缺氧状态。4、浑浊度高,阻碍光线,影响光合作用。5、营养物质富集,具有滞留营养物的水文和生物机制。6、水浅,风产生的波浪小,是一个相对平静的区域,水流受到潮汐和陆地径流的共同影响。7、物理、化学和生物过程快速变化。8、同时具有陆地生态系统和海洋生态系统的特征,生物多样性较低,某些种群丰度较大。9、深受人类活动影响,包括废水排放、航运、海岸工程等。第二问河水中碳酸氢根离子、钙离子含量多,海水中氯离子、钠离子、镁离子海量所占比重大。11.物质在河海界面的混合过程有哪些类型?试举例说明。保守型混合:简单的稀释过程。例如河口区Na、K、Cl等元素的浓度的升高,Si、Al元素浓度的稀释。非保守型混合:元素发生了亏损或添加。在河口区发生某些化学反应使得元素浓度升高或降低,例如Fe元素含量的降低,B元素含量的升高。12.影响海气界面气体交换的因素有哪些?1、温度的影响。比如二氧化碳在25度海水中交换速率是在5度海水中的两倍。2、气体溶解度的影响。不同溶解度的气体海气界面气体交换通量不同。3、风速的影响。风速增加会使扩散层厚度减少,气体交换速率增大。13.海洋中二甲基硫是怎样产生的,它具有什么环境效应?第一问海面上的浮游生物在阳光的照射下可以产生二甲基硫化合物,其中一部分通过海气交换进入大气中。第二问其氧化产物是酸性物质,可以影响大气气溶胶及降雨的酸碱度。海洋DMS大量进入大气后会直接增加云的凝结核的密度,形成更多的云层,从而增加太阳辐射的云反射,使地球表面温度降低。14.海洋中甲烷的生物地球化学循环过程是怎样的?对气候变化有什么影响?第一问第二问甲烷是重要的温室效应气体,温室效应是二氧化碳的20-30倍。对气候的主要倾向就是增温作用。15.海洋净吸收大气二氧化碳的原理是什么?提高海洋生物泵运转效率的可能途径有哪些?第一问当大气中二氧化碳分压高于海洋中二氧化碳分压,大气二氧化碳溶入海洋。碳必须实现垂直转移。海洋生物泵的作用可实现碳的垂直转移,使表层海水中二氧化碳分压低于海洋中二氧化碳分压,从而使海洋对大气中的二氧化碳有净吸收。第二问生物泵是有机物生产、消费、传递、沉降和分解等一系列生物学过程构成的碳从表层到深层的转移。加速生物泵的运转,提高某些海区生产力。当海水中的营养盐能够完全被利用时,生物泵的运转效率最高。16.海洋酸化对海洋生态环境及全球的气候变化有何影响?1、海水吸收二氧化碳之后,形成稀释的碳酸,这种碳酸不断酸化天然的碱性海水,同时吞噬海洋中原本丰富的碳酸钙。2、海洋酸化意味着澳大利亚大堡礁等天然珊瑚群落正面临消失的危险,这将对整个海洋生态链产生重大影响。3、海洋酸化将使鱼类等生物的生存越来越艰难,10亿人的蛋白质来源将受到影响。4、海表面附近的酸性最高,而海表面正是海洋生物比较聚集的地方,由此对海洋生态系统造成的破坏将难以预测。5、随着海水的酸性越来越高,海洋吸收二氧化碳的能力也在下降,因此越来越多的二氧化碳将会滞留在空气中,导致全球变暖进一步加剧。17.什么是海水的富营养化?怎样评价海水的富营养化?第一问海水富营养化:水体由于营养物质的过量积累,造成藻类的大量繁殖,导致水质恶化的过程。第二问单项指标法;富营养化指数法(营养状态指数法);营养状态质量指数法(NQI法);模糊数学综合评价法;潜在性富营养化评价法;综合评价法。18.海洋富营养化有哪些环境效应?正效应适度的富营养化对于当地水产养殖和渔业生产是有益的。对全球气候变化的贡献(二氧化碳、二甲基硫)负效应对浮游生物的影响(自身的繁殖生长)。对底栖生物的影响(光照)。对生态系统结构和生物分布的影响。造成贝类等海洋生物中毒,间接地影响人类的身体健康。对沿岸旅游业的影响,造成景观地带受到污染,影响美观,游客减少。对工业用水的影响。藻类、鱼类等大量死亡后遗体沉积,加速河口、海湾、泻湖的填埋。19.海洋中的有机污染有哪些?简述海洋中有机污染物的分布特征和环境效应。第一问海洋石油污染;有机农药污染;环境激素;有机锡污染。第二问1、石油来源及分布:沿岸炼油厂;工业废水;河流径流;海上运输;海上油田;海底油气田泄漏。沿岸地带及海上石油泄漏事故处。环境效应:影响海水中氧的含量;妨碍了浮游生物的繁殖;石油对水生生物有毒杀作用,油容易填塞鱼的鳃部;石油的油臭成分侵入鱼、贝类体内,使鱼贝失去食用价值;石油污染使水鸟的羽毛缠结;导致水生生物丰度降低,以及鱼类和无脊椎动物、鸟类和哺乳动物慢性死亡。2、有机农药来源及分布:天然农药;植物生长调节剂;昆虫信息素;元素有机农药;主要分布在河口区及沿岸地带。环境效应:3、环境激素来源及分布:某些杀虫剂、除草剂和有机氯、有机磷等有机农药;以甲基苯、苯胺、酚、烷基类和硝基类化合物为原料的化学产品;在工业生产中的产物和生产过程中的“三废”;部分生活用品和生活垃圾;农、牧、渔业生产中为达到促长作用添加的激素饲料和类固醇类、避孕药和乙烯雌酚等药物。环境激素主要分布在河口及海湾地区。环境效应:影响或降低海洋生物的生殖机能,导致繁殖下降或异常。降低海洋生物的免疫力,降低抗病力。损害海洋动物的神经系统,引起行为异常。部分环境激素通过食物链传递和富集,损害人体的内分泌功能,增加“三致效应”的风险性。4、有机锡来源及分布:海洋中有机锡污染主要是丁基锡和苯基锡。除了海上船舶和建筑物的防污处理中使用了三丁基锡和三苯基锡,用于杀死附着的真菌、藻类和软体动物外,入海的排污河流和排污口也是近海由积习污染的重要来源。一般情况下近岸海水中的丁基锡浓度高于离岸海水。悬浮颗粒物和浮游生物对水体中的有机锡有很高的富集作用。环境效应:有机锡可以扰乱动物细胞内线粒体的功能,干扰氧化磷酸化过程,影响ATP代谢。三丁基锡能破坏藻类叶绿体光合片层的网状结构,影响光合作用过程,阻碍叶绿体光合磷酸化过程。三丁基锡能抑制由肾上腺素诱导的钠离子氢离子交换,从而影响到血液内氧气的运输,导致缺氧条件下的行为胁迫。20.控制海水微量元素的含量和分布的过程包括哪些?来源:海洋外部:大气沉降和河流输运;冰川输入;海底热液活动和低温海水的相互作用。海洋自身:伴随浅层、深层颗粒物质的氧化分解;浮游生物外壳骨骼的溶解;海底沉积物的重新溶解。清除过程:浮游生物的吸收、浮游生物的粪便或尸体想海底的沉降;有机颗粒物质的吸附和清除作用;水合氧化物和粘土矿物的吸附并沉降到海底;微量元素结合到铁锰结合上。
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