厦门大学《化学海洋学》课程试卷海洋与环境学院海洋系7126.docx

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1、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卷一、 填空题或或选择题题（155分，判判断题每每题1分分，其它它空格00.5分分）1、 海水中含含量最高高的元素素是H和O。2、 开阔大洋洋表层水水盐度通通常在亚亚热带海海域（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。3、 在现场大大气压为为1011.3225 kkPa时时，一定定温度和和盐度的的海水中中，某一一气体的的饱和含含量称为为该温度度、盐度度下该气气体的 溶解度度。4、 在海-气气界面气气体交换换的薄膜膜模型中中，一般般而言，风风速约大大，薄膜膜层厚度

2、度约薄，海-气界面面气体交交换通量量越大。5、 在海-气气界面气气体交换换的薄膜膜模型中中，气体体分子的的海-气气净扩散散通量与与该气体体分子的的分子扩扩散系数数有关，一一般而言言，水体体温度的的增加，分分子扩散散系数越越大；气体体分子量量越大，分分子扩散散系数越越小。6、 在全球海海水碳储储库中，DIC的储量最多，其下依次是DOC、 和POC。（从DIC、DOC、POC、PIC中选择）。7、 假设某海海水的ppH值完完全由其其无机碳碳体系所所控制，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。8、 海洋硝化化作用是是指

3、在氧氧化性海海水中，氨通过海洋细菌的作用被氧化成NO2-，并进一步被氧化为NO3-；海洋反硝化作用是指在溶解氧不饱和的海水中，一些异氧细菌将NO3-作为电子接受体以代谢有机物，从而将部分NO3-还原为NO2-，并进一步还原为N2。9、 与陆源腐腐殖质相相比，海海源腐殖殖质的芳芳香组分分浓度一一般较 低，氮氮、硫含含量比较较高，d13C比较高 。10、 分子式CC1066(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。11、 在不考虑虑N2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

4、式存在。（从从DINN、DONN、PINN、PONN中选择择）。12、 海洋中的的蛋白质质是由一一系列氨氨基酸通通过肽键键结合而而成，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。13、 判断题：利用CTTD实测测得某海海水的盐盐度为332.0023115。（ ）14、 判断题：开阔大大洋表层层水中不不含有难难降解的的DOMM。（ ）二、 问答题（20分）1、 与硝酸盐盐和活性性磷酸盐盐不同，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：由由于蛋白白石的溶溶解相对对于有机机物的降降解是一一个比较

5、较缓慢的的过程，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。2、 为什么溶溶解态ZZn在北北太平洋洋深层水水中的浓浓度高于于北大西西洋深层层水，而而溶解态态Al则相相反。（66分）答案：溶溶解态ZZn为营营养盐型型痕量金金属元素素，它在在上层水水中被浮浮游生物物所吸收收，当生生物死亡亡后，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

6、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。3、 试分析海海水中CCaCOO3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：CCaCOO3溶解导导致Allk增加加，TCCO2增加。 颗颗粒物再再矿化

7、时时，Allk不变变，TCCO2增加。三、 分析题（550分）1、 下图为一一些气体体在海水水中溶解解度随温温度的变变化情况况，从中中您可得得到什么么信息。（8分）答案： （1）气气体在海海水中的的溶解度度一般随随分子量量的增加加而增加加； （2）气体在海水中的溶解度随温度的升高而降低。2、 下图为北北太平洋洋与北大大西洋溶溶解氧的的典型垂垂直分布布图，请请描述其其分布特特点，并并解释成成因。（88分）答案：（11）5000110000m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

8、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。3、 下图为北北太平洋洋与北大大西洋文文石的垂垂直分布布图，请请描述其其分布特特征，并并简单阐阐述其成成因。（88分）答案：大大洋表层层水对于

9、于文石是是过饱和和的，过过饱和约约4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

10、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。4、 下图为北北大西洋洋与北太太平洋总总碱度的的垂直变变化，请请描述其其分布特特征，并并简述其其成因。（8分）答案：太太平洋表表层水的的Alkk低于大大西洋，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-。5、 下图为南南大洋表表层水中中硅酸盐盐与硝酸酸盐随纬纬度的变变化情况况，请比比较二者者的分布布有何共共同点与与不同点点，

11、为什什么？（88分）答案：硅硅藻吸收收上层水水体的的的硅酸盐盐是非常常有效的的，在440550S的的海域，硝硝酸盐浓浓度较高高，但硅硅酸盐浓浓度仍接接近于00，说明明这些海海域硅酸酸盐浓度度限制着着浮游植植物的生生长。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。6、 下表为用用沉积物物捕集器器于北太太平洋环环流区不不同深度度得到的的颗粒物物各组分分百分含含量的垂垂直变化化，试用用图形与与简单文文字描述述出各组组分的垂垂

12、直变化化特征，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（mm）碳酸盐有机物OCN（%总重重量）（%有机机组分）37835.1159.5552.336.897872.1116.2245.115.72778868.4414.0045.444.94280071.6610.7748.995.35582261.4413.5544.335.4答案：随随着深度度的增加加，有机机物、OOC、N组分的的含量均均有所降降低，而而碳酸盐盐含量由由3788m-9978mm有所增增加外，随随深度变变化不大大。原因因在于有有机物的的降解导导致了有有机物、OC、

13、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。 各各深度CC/N比比分别为为：3778 mm: 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。四、 计算题（15分）1、 假设某组组分仅由由河流输输入海洋洋，其在在河水中中的平均均浓度为为2 mmg/LL，在开开阔海洋洋混合层层与深层层水中的的浓度分分别为44 mgg/L和和16 mg/

14、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110000 a）。（9分）答案：已已知Cr=2 mg/L, Cs=4 mg/L; Cd=166 mgg/L; ；TTmixx=10000 aa，由：得组分从从混合层层中以颗颗粒沉降降迁出的的份额（g）为：g=0.75.由混合层层颗粒物物迁出进进入深层层箱子的的元素最最终埋藏藏于沉积积物的份份额（f）为： = 00.0055该组分在在海水中中的停留留时间为为：10000/（fgg）= 22.422105 a2、 假设开阔阔大

15、洋与与沿岸海海域浮游游植物的的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2.6610155 moolC/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，且且 沿沿岸海域域面积是是开阔大大洋面积积的1/9，试计计算沿岸岸海域与与开阔大大洋浮游游植物每每年吸收收的Fee量。（6分）答案：沿沿岸海域域初级生生产力 = 00.810115moolC/a；开阔大大洋初级级生产力力 = 1.8810015 mmolCC/a沿岸海域域浮游植植物吸收收的Fee = 24221009 moolFee/a；开阔大大洋浮游游植物吸吸收的FFe = 5551009 moolFee/a7