海洋学导论-.ppt

（基本要求：了解海水化学组成基本知识、海气界面的气体交换模式、海洋营养元素的存在形式及其循环的主要过程；理解海水总碱度、碳酸碱度、溶解氧补偿深度、元素逗留时间等概念；掌握海水CO2系统控制pH的原理、海洋中营养盐的分布与变化的一般规律。）§4.1海水的化学组成（P110）海水的成分分类（P110）
①主要成分海水中浓度>1mg/kg的成分（提示：教材中1×10-6mg/kg有误）
Na+K+Ca2+Mg2+Sr2+
Cl-SO4-Br-HCO3-(CO32-)F-H3BO3占盐份总量的99.9%上述这些成分在海水中的含量较大，各成分的浓度比例近似恒定，生物活动和总盐度的变化对其影响都不大，所包含的13种元素称为保守元素。
“Si”元素非保守元素
②溶于海水中的气体成分：如氧、氮及稀有气体等
③营养元素（营养盐、生源要素）：主要是与海洋植物生长有关的元素，通常是指N，P及Si等。
④微量元素：海水中含量很低，但又不属于营养元素者。
⑤海水中的有机物质：氨基酸、腐植质、叶绿素等。4.1.1海水的主要成分（p112）当海水中某元素的含量不随时间改变，则该元素输入海水的速率应当等于从海水中输出的速率，元素的逗留时间等于元素输出速率常数的倒数(P114)表4-2海水中一些元素的逗留时间4.1.2微量元素(P115)二、海水的氧化还原电位4.1.3海水中的放射性同位素（P118）放射性核的衰变的方式:
一个不稳定的原子核自发衰变为另一个原子核，同时放出射线，这种现象称为放射性衰变。天然放射性元素核衰变的主要类型为α衰变，β—衰变及同核异能跃迁（γ衰变）。1．α衰变不稳定核自发地放出α粒子，而变成另一种核，称为α衰变。α粒子是氦素（），它由两个中子、两个质子组成，带两个正电荷，质量是4.0026原子质量单位。放射性核在α衰变后，它的质量数减少4，原子序数减少2。若以X代表衰变前母核，衰变后子核用Y表示，则α衰变可写成以下形式：

实例：经过α衰变，生成表示式可写为：同一种核放出的α粒子能量是一定的。有的核放出单一能量的α射线，有的核素放出几种不同能量的α射线。当它不只放出一种能量的α射线时，往往伴随有γ射线放出。例如，镭的α衰变及氡的能级图。从上图可见：镭放射出两种能量的α射线，一种是4.784兆电子伏的α1粒子(占95%)，形成的基态。放出的另一种α2粒子能量为4.601兆电子伏(占5%)，衰变后子核氡处于激发态。处于激发状态的氡原子核不稳定，自发地回到的基态，同时放出0.186兆电子伏的γ光子。这种由于处于激发态的原子核不稳定，自发地回到核的基态的现象称为γ跃迁。一般α衰变时，伴随放出的γ射线的能量不大，概率也较小。β粒子实际上就是电子，它的静止质量等于电子质量，带有一个负电荷。β—衰变的母核与子核的质量数相同，子核的原子序数增加1，即：

如：3．同核异能跃迁(γ衰变)有许多放射性核，在发生α衰变以后，生成的子核不是处于基态而是处于激发态，由激发态过渡到基态的半衰期大于0.1秒，我们把这种衰变类型称之为同核异能跃迁或称作γ衰变。从上述定义可以看出：同核异能跃迁（γ衰变）前后，母核与子核的原子序数、质量数都没有改变，只是核的能量不同，再者是母核与子核的半衰期不同。在此需要注意的是：激发态的原子核回到基态时，除发生同核异能跃迁外，还可以发射内转换电子，不放出γ射线。原子核从高能级跃迁到低能级时，多余能量使K层或L层、M层电子脱离轨道，成为单一能量的内转电子。在发生内转换时，原子失去一个内层电子，这种状态也是不稳定的，外层电子就会自动充填内层电子空位。由于外层电子能量高，内层电子能量低，外层电子充填内层电子空位时，多余能量以特征X射线放出。此时放出的射线叫X射线。天然放射系--4n+2系人工放射系--4n+1系4.1.4海洋化学污染物(P120)排污口三、海洋化学污染物图4-4表示世界上主要的海上石油运输路线。从图中可以看到，美国、日本和西欧国家对中东石油的依赖。每年大约有（5~10）×106t石油流入大海。其中2/3是在运输途中泄漏的，1/3是由河流把炼油厂的废油和其他工业废水中的碳氢混合物带入大海的。图4-5海上溢油的分解过程（Spears，1974）2010年7月16日，大连新港原油输油管道爆炸起火。事故至少已造成附近海域50平方公里的海面污染，海上清污工作17日全面展开。国家海洋局海上溢油应急处置前线指挥部20日发布的情况通报表明，大连部分海滩受到大连新港输油管道爆炸事故泄漏原油的污染。2000年珠江口海域溢油现状最近40年全球严重石油泄漏事件1992年12月希腊油轮“爱琴海”号在西班牙西北部拉科鲁尼亚港附近触礁搁浅，后在狂风巨浪冲击下断为两截，至少6万多吨原油泄漏，污染加利西亚沿岸200公里区域。
1991年1月海湾战争期间，