海水中的常量元素和盐度资料优秀PPT.ppt

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1、第三章第三章 海水中的常量元素和盐度海水中的常量元素和盐度3-1 海水主要成分海水主要成分3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度3-1 海水主要成分海水主要成分一、海水中元素的分类一、海水中元素的分类二、海水主要成分及海水组成恒定性二、海水主要成分及海水组成恒定性三、海水主要成分中的阳离子三、海水主要成分中的阳离子四、海水主要成分中的阴离子和硼四、海水主要成分中的阴离子和硼五、影响海水组成恒定性的因素五、影响海水组成恒定性的因素3-1 海水主要成分海水主要成分一、海水中元素的分类一、海水中元素的分类按元素含量和存在状态等特征综合分类按元素含量和存在状态等特征综合分类(化化学海洋学通常接受学海洋学

2、通常接受)海水主要成分海水主要成分海水微量元素海水微量元素海水中溶解气体海水中溶解气体海水中的有机物海水中的有机物海水养分盐海水养分盐海水中的放射性核素海水中的放射性核素3-1 海水主要成分海水主要成分一、海水中元素的分类一、海水中元素的分类张正斌等人张正斌等人(1989)把海洋中元素分成把海洋中元素分成A、B、C、D、E五类，即：五类，即：A为常量元素为常量元素(50m mol/kg)；B为常量元素为常量元素(0.0550m mol/kg)；C为微量元素为微量元素(0.0550 mol/kg)；D为痕量元素为痕量元素(0.0550n mol/kg)；E为痕量元素为痕量元素(50p mol/k

3、g)。HCO3-Cl-Na+Br-、F-、B、Sr2+SO42-Ca2+Mg2+K+3-1 海水主要成分海水主要成分二、海水主要成分及组成恒定性二、海水主要成分及组成恒定性1.海水主要成分海水主要成分海水中含量海水中含量大于大于1 mg/kg的元素。主要来源于河流的元素。主要来源于河流搬运入海的岩石风化产物和火山喷发物。包括：搬运入海的岩石风化产物和火山喷发物。包括：Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Sr2+等五种阳离子；等五种阳离子；C1-、SO42-、HCO3-(CO32-)、Br-和和F-等阴离子；等阴离子；以分子形式存在的以分子形式存在的H3BO3。3-1 海水主要成分海水主要成分二、

4、海水主要成分及组成恒定性二、海水主要成分及组成恒定性2.海水主要成分的特点海水主要成分的特点含量大：这些成分的总量占海水中全部溶解成含量大：这些成分的总量占海水中全部溶解成分的分的99.9以上，所以称为主要元素。以上，所以称为主要元素。S=35的海水中主要成分含量如表的海水中主要成分含量如表3.1性质稳定：性质稳定：-在海水中停留时间较长在海水中停留时间较长-生物活动影响较小，为生物活动影响较小，为“保守元素保守元素”海水中的海水中的Si含量有时也大于含量有时也大于1 mg/kg，但其浓度，但其浓度受生物活动影响大，性质不稳定，属于非保守元受生物活动影响大，性质不稳定，属于非保守元素。素。-海

5、水各主要成分含量之间具有恒定比关系海水各主要成分含量之间具有恒定比关系离子离子含量含量 g/kg(S=35)与与氯氯度比度比值值 g/kg/ClCl-19.3540.9989SO42-2.7120.1400Br-0.06730.00347F-0.00130.000067B0.00450.000232Na+10.770.5560Mg2+1.2900.0665HCO3-0.142-Ca2+0.41210.02127K+0.3990.0206Sr2+0.00790.00041表表3.1 大洋水常量元素的含量及其与氯度比值大洋水常量元素的含量及其与氯度比值3-1 海水主要成分海水主要成分二、海水主要成

6、分及组成恒定性二、海水主要成分及组成恒定性3.海水组成恒定性海水组成恒定性1819年，年，A.Marcet依据全世界各大洋不同海疆的依据全世界各大洋不同海疆的分析结果，提出分析结果，提出“全世界全部的海水水样都含有全世界全部的海水水样都含有同样种类的成分，这些成分之间具有特别接近恒同样种类的成分，这些成分之间具有特别接近恒定的比例关系，而这些水样之间只有含盐量总值定的比例关系，而这些水样之间只有含盐量总值不同的区分不同的区分”。W.Dittmar细致地分析和探讨了英国细致地分析和探讨了英国“挑战者挑战者”号在环球海洋调查航行期间从世界各大洋中不同号在环球海洋调查航行期间从世界各大洋中不同深度所

7、采集的深度所采集的77个海水样品，结果证明白个海水样品，结果证明白Marcet观测的普遍真实性，观测的普遍真实性，这就是著名的这就是著名的MarcetDittmar恒比规律恒比规律3-1 海水主要成分海水主要成分三、三、主要成分中的阳离子主要成分中的阳离子元素元素主主 要要存在形式存在形式平均浓度平均浓度(g/kg)*氯度比值氯度比值*停留时间停留时间Goldberg(1971)Broecker(1982)NaNa+10.78380.5566146.81078.3107MgMg2+1.28370.0662601.21071.3107CaCa2+0.41210.02127011061.1106K

8、K+0.39910.02060071061.2107SrSr2+0.00790.00041041065.1106*S=35.00的海水，依据Millero(1996)3-1 海水主要成分海水主要成分三、三、主要成分中的阳离子主要成分中的阳离子钠钠钠离子是海水中含量最高的阳离子，钠离子是海水中含量最高的阳离子，1000g海水中平均含有海水中平均含有10.76g钠离子。钠离子。由于化学活性较低，在水体中较稳定，是由于化学活性较低，在水体中较稳定，是海洋中停留时间最长的一种阳离子。海洋中停留时间最长的一种阳离子。卡尔金和考克斯卡尔金和考克斯(1966)对海洋中钠的测定对海洋中钠的测定结果显示，钠含量

9、结果显示，钠含量/氯度的比值平均为氯度的比值平均为0.5555，标准偏差为，标准偏差为0.0007。钠是确定了钙、。钠是确定了钙、镁、钾和总的阳离子含量后用差减法计算镁、钾和总的阳离子含量后用差减法计算出来的。出来的。赖利和德田赖利和德田(1967)接受重量法，即将全部接受重量法，即将全部碱金属以硫酸盐形式测定，钾用四苯基硼碱金属以硫酸盐形式测定，钾用四苯基硼重量法测定，而后扣除钾，就得到钠的含重量法测定，而后扣除钾，就得到钠的含量。量。陈国珍曾测过中国标准海水的陈国珍曾测过中国标准海水的Na/Cl值，南值，南黄海的平均值为黄海的平均值为0.5616。对黄渤海和北黄海。对黄渤海和北黄海的水样测

10、定，渤黄海的的水样测定，渤黄海的Na/Cl值为值为0.5610。3-1 海水主要成分海水主要成分三、三、主要成分中的阳离子主要成分中的阳离子镁镁海水中镁的含量约海水中镁的含量约1.3 10-3，因此海水是提，因此海水是提取镁的一个重要资源。取镁的一个重要资源。是海水阳离子中仅低于钠含量的离子。是海水阳离子中仅低于钠含量的离子。海水中镁浓度的测定存在确定误差。卡尔海水中镁浓度的测定存在确定误差。卡尔金和考克斯测得的镁金和考克斯测得的镁氯度比值为氯度比值为(0.06692 0.00004)与赖利和德田与赖利和德田(0.06676 0.0007)测得的比值并不完全一样。测得的比值并不完全一样。河水中

11、河水中Mg/Cl的比值较海水高，在一些受淡的比值较海水高，在一些受淡水影响的海水中，其水影响的海水中，其Mg/Cl值略有上升。值略有上升。3-1 海水主要成分海水主要成分三、三、主要成分中的阳离子主要成分中的阳离子钙钙海水中钙的平均含量为海水中钙的平均含量为0.41 10-3。海洋中。海洋中钙由于与海洋中生物圈以及与碳酸盐体系钙由于与海洋中生物圈以及与碳酸盐体系有亲密关系，它的含量变更相当大。有亲密关系，它的含量变更相当大。钙是海水主要阳离子中停留时间最短的元钙是海水主要阳离子中停留时间最短的元素。素。生物需摄取钙组成其硬组织，造成海洋表生物需摄取钙组成其硬组织，造成海洋表层水中钙的相对含量较

12、低。层水中钙的相对含量较低。在深层水中，由于上层海水中含钙物质下在深层水中，由于上层海水中含钙物质下沉后再溶解，以及由于压力的影响使碳酸沉后再溶解，以及由于压力的影响使碳酸钙溶解度增加，钙的相对含量加大。钙溶解度增加，钙的相对含量加大。在表层水中碳酸钙是处于过饱和状态，而在表层水中碳酸钙是处于过饱和状态，而在深层水中处于不饱和状态。在深层水中处于不饱和状态。3-1 海水主要成分海水主要成分三、三、主要成分中的阳离子主要成分中的阳离子钾钾海水中钾离子的平均含量约为海水中钾离子的平均含量约为0.410-3，与钙离子的含量大致相等。与钙离子的含量大致相等。陆地上岩石的风化产物是海水中钠和钾的陆地上岩

13、石的风化产物是海水中钠和钾的主要来源。主要来源。岩石中钠的平均含量大于钾岩石中钠的平均含量大于钾(约约6)。岩石。岩石风化产物进入河流，河水中钾含量为钠的风化产物进入河流，河水中钾含量为钠的36，进入海洋后，海水中钾仅为钠的，进入海洋后，海水中钾仅为钠的3.6。造成这种差别的主要缘由？。造成这种差别的主要缘由？3-1 海水主要成分海水主要成分三、三、主要成分中的阳离子主要成分中的阳离子锶锶锶是海水常量阳离子中含量最低的一种，锶是海水常量阳离子中含量最低的一种，平均含量约为平均含量约为0.00810-3。由于钙与锶的。由于钙与锶的性质相近，分别有确定的困难，早期测定性质相近，分别有确定的困难，早

14、期测定结果都偏高，结果都偏高，1950年前的年前的Sr/Cl值都在值都在0.710-3左右，比近期的左右，比近期的0.4约高约高80。火。火焰光度法的运用得到了较为牢靠的结果，焰光度法的运用得到了较为牢靠的结果，近年来运用原子吸取、中子活化及同位素近年来运用原子吸取、中子活化及同位素稀释法，测定精确度有所提高，特殊是后稀释法，测定精确度有所提高，特殊是后者。者。由于核反应产物由于核反应产物90Sr进入海洋，需从污染进入海洋，需从污染的角度及作为示踪剂来了解海洋混合过程，的角度及作为示踪剂来了解海洋混合过程，故海水中锶的探讨引起重视。大部分故海水中锶的探讨引起重视。大部分Sr/Cl比值在比值在0

15、.400.42间，但对间，但对Sr/Cl值是否恒定值是否恒定曾有争论。从几个不同区域曾有争论。从几个不同区域Sr/Cl的垂直分的垂直分布来看，其共同规律是表层有低值，这是布来看，其共同规律是表层有低值，这是由生物活动从表层吸取由生物活动从表层吸取Sr所造成的。所造成的。3-1 海水主要成分海水主要成分四、四、主要成分中的阴离子和硼主要成分中的阴离子和硼元素元素主要存在形式主要存在形式平均浓度平均浓度*(g/kg)氯度比值氯度比值*停留时间停留时间ClCl-19.35290.9989101108SSO42-,NaSO4-,MgSO42.71240.1400007.9106CHCO3-,CO32-

16、,CO20.12360.006387.9104BrBr-0.06720.0037401108FF-,MgF+0.0013170.0000675.2105BB(OH)3,B(OH)4-0.02710.0014031.3107*S=35.00的海水，依据Millero(1996)HCO3-,CO32-将在碳酸盐系统中介绍。将在碳酸盐系统中介绍。3-1 海水主要成分海水主要成分四、四、主要成分中的阴离子和硼主要成分中的阴离子和硼氯化物氯化物多年来，海水中的盐含量是通过测定氯度多年来，海水中的盐含量是通过测定氯度确定的，氯度的定义我们将在后面具体说确定的，氯度的定义我们将在后面具体说明。明。对于大洋水

17、，氯化物与氯度的比值为对于大洋水，氯化物与氯度的比值为0.99896，总卤化物，总卤化物(表示为氯化物表示为氯化物)与氯度与氯度的比值为的比值为1.0006。3-1 海水主要成分海水主要成分四、四、主要成分中的阴离子和硼主要成分中的阴离子和硼硫酸盐硫酸盐海水中硫酸盐的海水中硫酸盐的平均含量平均含量为为2.71 10-3。大洋中大洋中SO42-(g/kg)与氯度的比值都接近与氯度的比值都接近0.1400。SO42-的测定：先生成硫酸钡沉淀，然后用重量法的测定：先生成硫酸钡沉淀，然后用重量法测定。我国渤海和北黄海的测定。我国渤海和北黄海的SO42-/Cl的比值范围的比值范围为为0.13980.14

18、05，平均，平均0.1403，与大洋值相近。，与大洋值相近。海冰中海冰中SO42-的含量比形成冰的水高。北太平洋中的含量比形成冰的水高。北太平洋中由于结冰效应使由于结冰效应使SO42-明显地在冰中富集。明显地在冰中富集。SO42-的的特性特性：缺氧环境中作为微生物：缺氧环境中作为微生物(SRB)的氧的氧源，这对源，这对SO42-的地球化学行为产生极大的影响。的地球化学行为产生极大的影响。3-1 海水主要成分海水主要成分四、四、主要成分中的阴离子和硼主要成分中的阴离子和硼硫酸盐硫酸盐海海洋洋沉沉积积物物一一般般在在表表层层中中含含氧氧，往往下下有有机机质质的的微微生生物物氧氧化化作作用用，伴伴随

19、随着着硫硫酸酸盐盐的的还还原生成硫化物。原生成硫化物。沉沉积积物物内内部部由由此此产产生生SO42-的的浓浓度度梯梯度度，结结果果导导致致 SO42-由由海海水水向向沉沉积积物物迁迁移移，海海水水中中SO42-浓度出现亏损。浓度出现亏损。SO42-亏亏损损由由高高含含量量(相相对对于于氯氯化化物物)的的河河流流输输入入得得到到补补充充。这这些些过过程程不不是是区区域域性性的的，而而在在全全球球范范围围内内出出现现，又又因因SO42-的的停停留留时时间间比比混混合合时时间间大大得得多多，所所以以SO42-对对氯氯度度比比值值的的区区域域性性变变更更影影响响特特别别小小(范范围围小小于于 0.4)

20、。3-1 海水主要成分海水主要成分四、四、主要成分中的阴离子和硼主要成分中的阴离子和硼溴化物溴化物海水中溴的平均含量为海水中溴的平均含量为6710-6。溴在地壳中的含量仅为溴在地壳中的含量仅为310-6，比海水低，比海水低22倍。倍。自然界的溴主要富集在盐湖及海洋中，因自然界的溴主要富集在盐湖及海洋中，因此海水是提取溴的重要资源。此海水是提取溴的重要资源。溴的测定方法主要接受溴的测定方法主要接受Kothoff等等(1937)的的次氯酸盐氧化容量法。此法比较便利、精次氯酸盐氧化容量法。此法比较便利、精确。自确。自1942年起接受此法进行海水中溴的年起接受此法进行海水中溴的测定后，其氯度比值无太大

21、变更。测定后，其氯度比值无太大变更。大洋水溴氯值在大洋水溴氯值在0.0034640.003483之间，之间，明显地不随深度和位置而变更。明显地不随深度和位置而变更。低盐度的波罗的海中溴含量比较低，可能低盐度的波罗的海中溴含量比较低，可能是由于这地区的河流中溴含量低的原因。是由于这地区的河流中溴含量低的原因。3-1 海水主要成分海水主要成分四、四、主要成分中的阴离子和硼主要成分中的阴离子和硼氟化物氟化物海水中氟化物的平均含量为海水中氟化物的平均含量为1.310-6，比，比氯和溴小很多，但比碘含量高出近氯和溴小很多，但比碘含量高出近20倍。倍。海水中氟化物的调查资料自海水中氟化物的调查资料自20世

22、纪世纪60年头年头起渐渐增多，特殊是镧起渐渐增多，特殊是镧茜素络合剂茜素络合剂(氟试氟试剂剂)的分光光度法用于海水分析以来，进行的分光光度法用于海水分析以来，进行了广泛调查；另外氟离子选择电极被应用了广泛调查；另外氟离子选择电极被应用于海水分析，对电位测量法及电位滴定法于海水分析，对电位测量法及电位滴定法也做了一些探讨。也做了一些探讨。正常海水的正常海水的F/Cl比值在比值在(6.76.9)10-5之之间。间。3-1 海水主要成分海水主要成分四、四、主要成分中的阴离子和硼主要成分中的阴离子和硼H3BO3海水中的海水中的H3BO3的含量约为的含量约为0.026 10-6，如，如以以B来表示为来表

23、示为4.5 10-6。硼在表层水中的含量受到大气降水及蒸发、硼在表层水中的含量受到大气降水及蒸发、生物影响而有变更。生物影响而有变更。海水中海水中B主要以主要以H3BO3形式存在于海水中，形式存在于海水中，海水中硼的氯度比值海水中硼的氯度比值B/Cl，过去测定的变动，过去测定的变动范围为范围为(0.2220.255)10-3，新测定值为，新测定值为(0.2320.236)10-3。每年由河流输入的溶解硼为每年由河流输入的溶解硼为4 1011g，大部，大部分被吸附在黏土上而除去。小部分分被吸附在黏土上而除去。小部分(约为总约为总量的量的1/10)可能在硅酸盐形成过程中或含硅可能在硅酸盐形成过程中

24、或含硅软泥的沉积作用从海水中迁出。软泥的沉积作用从海水中迁出。3-1 海水主要成分海水主要成分五、影响海水组成恒定性的因素五、影响海水组成恒定性的因素河流：由于河水成分与海水不一样，而使氯度值低的河河流：由于河水成分与海水不一样，而使氯度值低的河口及近海水域主要成分的氯度比值产生较大的变更。口及近海水域主要成分的氯度比值产生较大的变更。如：如：SO42-、HCO3-、Mg2+、Ca2+、K+等等结冰和融冰：高纬度区结冰和融冰过程，会对结冰和融冰：高纬度区结冰和融冰过程，会对Na+及及SO42-的氯度比值产生影响。的氯度比值产生影响。海底火山：海底火山的喷出物可能对局部海水的一些离海底火山：海底

25、火山的喷出物可能对局部海水的一些离子的氯度比值产生影响，如局部底层水中的子的氯度比值产生影响，如局部底层水中的F-增高，可增高，可能就是这种影响的结果。能就是这种影响的结果。生物过程：例如生物对生物过程：例如生物对Ca及及Sr的吸取使表层水中的吸取使表层水中Ca及及Sr含量相对于深层海水为低。含量相对于深层海水为低。溶解度的影响：深层海水由于温度降低及压力增加使溶解度的影响：深层海水由于温度降低及压力增加使CaCO3的溶解度加大，而使深水层的的溶解度加大，而使深水层的Ca2+含量增加。含量增加。3-1 海水主要成分海水主要成分五、影响海水组成恒定性的因素五、影响海水组成恒定性的因素海海-气交换

26、：有些挥发性及大气降水含量高的化合气交换：有些挥发性及大气降水含量高的化合物可能对表层海水中某些元素产生影响。物可能对表层海水中某些元素产生影响。如硼：雨水中含有较高浓度的硼可能来自表层如硼：雨水中含有较高浓度的硼可能来自表层海水海水B(OH)3的蒸发。的蒸发。盐卤水的流入：在海洋底部的某些区域，断裂层盐卤水的流入：在海洋底部的某些区域，断裂层处会有高盐水流入海洋。例如红海处会有高盐水流入海洋。例如红海2000米深的海米深的海盆处发觉有高温高盐卤水盆处发觉有高温高盐卤水(45-58,S=225-326)流流入，其主要成分的氯度比值与大洋水完全不同。入，其主要成分的氯度比值与大洋水完全不同。缺氧

27、环境：电位降低，部分缺氧环境：电位降低，部分SO42-被还原为被还原为H2S，导致导致SO42-/Cl降低。降低。孔隙水：如孔隙水：如CaCO3溶解、溶解、SO42-还原、还原、K+等与黏等与黏土矿物离子交换、土矿物离子交换、Mg2+与与CaCO3反应等均可引反应等均可引起这些成分氯度比值的变更。起这些成分氯度比值的变更。3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度一、盐度的重要性一、盐度的重要性二、盐度和氯度二、盐度和氯度三、确定盐度和好用盐度三、确定盐度和好用盐度四、海洋中盐度分布四、海洋中盐度分布3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度一、盐度的重要性一、盐度的重要性海水盐度是海水中含盐量的一个标度

28、。海水盐度是海水中含盐量的一个标度。盐度、温度、压力是探讨海水的物理过程和化学盐度、温度、压力是探讨海水的物理过程和化学过程的基本参数。过程的基本参数。海洋学上须要盐度的数据有两个主要缘由：海洋学上须要盐度的数据有两个主要缘由：可以利用盐度的变更，来确定水团和追踪水团在可以利用盐度的变更，来确定水团和追踪水团在海洋中的运动与混合问题；海洋中的运动与混合问题；只有通过盐度和温度的测定之后，才能对密度进只有通过盐度和温度的测定之后，才能对密度进行计算。行计算。因为有关海水密度的数据可用于下面几个因为有关海水密度的数据可用于下面几个问题，如确定海水垂直方向上的稳定性和计算地问题，如确定海水垂直方向上

29、的稳定性和计算地转流的流量等。转流的流量等。3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度二、盐度和氯度二、盐度和氯度1.早期盐度定义早期盐度定义19世纪，在克努森的提倡下，国际委员会总结出了盐度世纪，在克努森的提倡下，国际委员会总结出了盐度和氯度的定义，并给出了氯度计算盐度的阅历公式。和氯度的定义，并给出了氯度计算盐度的阅历公式。最早的盐度定义：当全部的溴化物和碘化物被当量的最早的盐度定义：当全部的溴化物和碘化物被当量的氯化物所取代，并且全部碳酸盐转变成等当量的氧化物氯化物所取代，并且全部碳酸盐转变成等当量的氧化物时，时，1千克海水中所含的无机盐的总克数。以千克海水中所含的无机盐的总克数。以S表示，表

30、示，单位单位g/Kg。局限性：测定盐度的方法看似简洁，将溶液蒸干，然后局限性：测定盐度的方法看似简洁，将溶液蒸干，然后称重残存的盐，但由于一些无机成分的挥发性，称重残存的盐，但由于一些无机成分的挥发性，(特殊特殊是是HCl)以及结晶水很难除去而造成很大的困难，所以事以及结晶水很难除去而造成很大的困难，所以事实上没有得到应用。实上没有得到应用。由于测定氯度较便利，盐度的干脆测定便被抛弃。由于测定氯度较便利，盐度的干脆测定便被抛弃。盐度测定方法盐度测定方法3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度二、盐度和氯度二、盐度和氯度2.氯度氯度依据大洋海水主要成分的恒比关系，对于依据大洋海水主要成分的恒比关系，

31、对于大洋海水只要测定其中某一主要成分的含大洋海水只要测定其中某一主要成分的含量，就可以相对的反映出溶解物质总量的量，就可以相对的反映出溶解物质总量的大小，只要找出海水中氯度和盐度的关系大小，只要找出海水中氯度和盐度的关系式，便可由氯度计算海水的盐度。式，便可由氯度计算海水的盐度。氯是海水中含量最高的元素，而氯含量氯是海水中含量最高的元素，而氯含量(包包括溴、碘括溴、碘)的测定，可用硝酸银标准溶液滴的测定，可用硝酸银标准溶液滴定，既便利又简洁精确。定，既便利又简洁精确。3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度二、盐度和氯度二、盐度和氯度早期氯度的定义早期氯度的定义：在在1千克海水中，若将溴千克海水中

32、，若将溴和碘被等当量的氯置换后，所含氯的总克和碘被等当量的氯置换后，所含氯的总克数。以数。以g/Kg为单位，符号为单位，符号C1。可以通过测定海水样品中的氯度，按下式可以通过测定海水样品中的氯度，按下式计算盐度计算盐度(Knudsen公式公式):S=0.030+1.8050 Cl此公式由测定取自红海、挪威海、芬兰湾、此公式由测定取自红海、挪威海、芬兰湾、波罗的海等波罗的海等9个水样的氯度和盐度拟合而成。个水样的氯度和盐度拟合而成。3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度二、盐度和氯度二、盐度和氯度氯度重新定义氯度重新定义重新定义的背景：重新定义的背景：1900年人们发觉年人们发觉Knudsen公式

33、的缺点，即：所运用的原子量公式的缺点，即：所运用的原子量(Cl,Br,I等等)不够精确，因此每一次原子量不够精确，因此每一次原子量的修订，都会出现氯度定义上的微小改动。的修订，都会出现氯度定义上的微小改动。基于此缘由，基于此缘由，Jacobsen and Knudsen(1940)重新定义氯度：海水的氯度在数值上重新定义氯度：海水的氯度在数值上(以以表示表示)等于刚好沉淀等于刚好沉淀0.3285234千克海水水样千克海水水样所需的原子量银的克数。所需的原子量银的克数。其他的卤化物也同样沉淀下来，铬酸钾作为指示剂，其他的卤化物也同样沉淀下来，铬酸钾作为指示剂，加入后沉淀物变到加入后沉淀物变到砖红

34、色砖红色。或荧光素或荧光素。氯氯度滴定方法的化学反度滴定方法的化学反应应式式3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度二、盐度和氯度二、盐度和氯度3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度二、盐度和氯度二、盐度和氯度S=0.030+1.8050 C1 的缺点的缺点1.海水组分不符合恒比关系导致上述关系式计海水组分不符合恒比关系导致上述关系式计算出来的盐度误差可达算出来的盐度误差可达0.04；2.氯度滴定技术还产生氯度滴定技术还产生20.03Cl以上的误差；以上的误差；3.当时所取的水样多数为波罗的海的表层水，当时所取的水样多数为波罗的海的表层水，难以代表整个大洋水的规律；难以代表整个大洋水的规律；4.关系

35、式中的常数项关系式中的常数项0.030，不符合大洋海水，不符合大洋海水盐度变更的实际状况。盐度变更的实际状况。3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度二、盐度和氯度二、盐度和氯度3.盐度盐度-氯度新关系式氯度新关系式1966年联合国教科文组织年联合国教科文组织(UNESCO)与英国国立海与英国国立海洋探讨所合作出版的国际海洋学用表，提出洋探讨所合作出版的国际海洋学用表，提出了盐度与氯度的新关系式：了盐度与氯度的新关系式：S=1.80655 Cl 新关系式和新关系式和Knudsen公式相比的优势：在标准大公式相比的优势：在标准大洋水的盐度洋水的盐度(35)下，两者是一样的；盐度在下，两者是一样的；盐

36、度在32和和38时，偏差为时，偏差为0.0026；在低盐度下偏；在低盐度下偏差相对较大，如在差相对较大，如在6时，偏差为时，偏差为0.025，因此，因此相差不是很大。相差不是很大。3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度二、盐度和氯度二、盐度和氯度4.电导、盐度关系式：电导、盐度关系式：S=-0.08996+28.29729K15+12.80832K152-10.67869 K153+5.98624 K154-1.32311 K155 式中：式中：K15是在是在15 C和和0.1MPa条件下，某一水样条件下，某一水样的电导率与的电导率与35.00标准海水电导率的比值。标准海水电导率的比值。3-2

37、海水盐度和氯度海水盐度和氯度二、盐度和氯度二、盐度和氯度但是电导公式表达的盐度存在着如下问题：但是电导公式表达的盐度存在着如下问题：缺乏严格一样的缺乏严格一样的35盐度基准；盐度基准；这确定义受海水离子组成的影响，不能精这确定义受海水离子组成的影响，不能精确确定海水盐度的相对变更，因而对深层确确定海水盐度的相对变更，因而对深层海水、近岸海水及其他离子组成有明显差海水、近岸海水及其他离子组成有明显差异的海水难以得到牢靠的结果：异的海水难以得到牢靠的结果：与此电导盐度相应的国际海洋学常用表，与此电导盐度相应的国际海洋学常用表，适用温度范围是适用温度范围是1031，因此在，因此在10以下以下就不能满

38、足运用要求。就不能满足运用要求。3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度三、确定盐度和好用盐度三、确定盐度和好用盐度(1)确定盐度：海水中溶质质量与海水质量确定盐度：海水中溶质质量与海水质量之比，以符号之比，以符号 SA表示；表示；(2)好用盐度：符号为好用盐度：符号为S。以温度为。以温度为15，一个标准大气压下的海水样品的电导率与一个标准大气压下的海水样品的电导率与相同温度和压力下，质量比为相同温度和压力下，质量比为32.435610-3的氯化钾溶液电导率的比值的氯化钾溶液电导率的比值K15来确定的。来确定的。当当K15值精确地等于值精确地等于1时，则好用盐度正好时，则好用盐度正好等于等于35。

39、通过如下方程来确定好用盐度。通过如下方程来确定好用盐度。好用盐度的计算方法好用盐度的计算方法 S=0+1K150.5+2K15+3K151.5+4K152+5K152.5式式 中中 0=0.0080；1=0.1692；2=25.3851；3=14.0941；4=-7.0261；5=2.7081 0+1+2+3+4+5=35.000，2 S 42。K15C(S,15,0)/CKCl(32.4357,15,0)3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度三、确定盐度和好用盐度三、确定盐度和好用盐度3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度四、海洋中盐度分布四、海洋中盐度分布在开阔大洋中，海水的盐度一般在在开阔大

40、洋中，海水的盐度一般在3237.5范围内范围内变更，而世界海洋的平均盐度则为变更，而世界海洋的平均盐度则为35。哪些海疆的盐度最高？哪些海疆的盐度最高？北大西洋的平均盐度为北大西洋的平均盐度为37.9。红海的盐度为。红海的盐度为4041，其中在，其中在2000米深阿特兰蒂斯米深阿特兰蒂斯()海渊最深处盐海渊最深处盐水层，曾测得过盐度为水层，曾测得过盐度为325的高值，这已经接近饱的高值，这已经接近饱和了。和了。哪些海疆的盐度最低？哪些海疆的盐度最低？盐度最低的海疆不是在大洋，而是在那些与大洋盐度最低的海疆不是在大洋，而是在那些与大洋海水交换极缓慢的封闭性海疆中，由于受降水和海水交换极缓慢的封闭

41、性海疆中，由于受降水和大陆径流的影响，盐度就大大降低了。据测定，大陆径流的影响，盐度就大大降低了。据测定，黑海的盐度为黑海的盐度为1523；波罗的海的盐度大多在；波罗的海的盐度大多在215之间。之间。3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度四、海洋中盐度分布四、海洋中盐度分布表层海水盐度随纬度的变更表层海水盐度随纬度的变更世界大洋表层海水盐度3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度四、海洋中盐度分布四、海洋中盐度分布世界各大洋的表层海水盐度随纬度的变更世界各大洋的表层海水盐度随纬度的变更最显著的特征是赤道旁边盐度最低，在纬最显著的特征是赤道旁边盐度最低，在纬度度200N和旁边盐度最高。和旁边盐度最高。

42、缘由：在这两个海疆带，高温顺强风造成缘由：在这两个海疆带，高温顺强风造成高蒸发率。赤道旁边最低是因为大量降雨高蒸发率。赤道旁边最低是因为大量降雨和风速减弱造成的。在高纬度则因降水量和风速减弱造成的。在高纬度则因降水量超过蒸发量，而使盐度下降。超过蒸发量，而使盐度下降。3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度四、海洋中盐度分布四、海洋中盐度分布赤道表层海疆为什么不是含盐量最多的区赤道表层海疆为什么不是含盐量最多的区域？域？一般来说，海水的盐度高是与蒸发量有亲一般来说，海水的盐度高是与蒸发量有亲密的关系。但是，赤道海疆尽管气温较高，密的关系。但是，赤道海疆尽管气温较高，有着蒸发量大的条件，然而这里暴雨

43、频繁，有着蒸发量大的条件，然而这里暴雨频繁，降水量大大超过了蒸发量，所以赤道海疆降水量大大超过了蒸发量，所以赤道海疆的盐度不仅不大，反而低于大洋水的平均的盐度不仅不大，反而低于大洋水的平均盐度值以下。含盐量最高的海疆是在南、盐度值以下。含盐量最高的海疆是在南、北回来线旁边。北回来线旁边。3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度四、海洋中盐度分布四、海洋中盐度分布世界各大洋的表层和深层海水盐度的影响因素：世界各大洋的表层和深层海水盐度的影响因素：影响表层海水盐度分布不匀整的因素主要有：蒸影响表层海水盐度分布不匀整的因素主要有：蒸发、降水、结冰、融冰和陆地径流的影响。发、降水、结冰、融冰和陆地径流的影响。深层海水的盐度变更较小，主要受环流和湍流等物深层海水的盐度变更较小，主要受环流和湍流等物理过程的限制。理过程的限制。依据大洋中盐度分布的特征，可以鉴别水团和了解依据大洋中盐度分布的特征，可以鉴别水团和了解其运动的状况。其运动的状况。3-2 海水盐度和氯度海水盐度和氯度四、海洋中盐度分布四、海洋中盐度分布大洋盐度垂直分布大洋盐度垂直分布